【文章內(nèi)容簡介】 1項目可行性研究報告。5 巖土工程勘察階段通過三維可視化巖土工程勘察信息模型可直觀的進行不同地基基礎方案對比分析，合理選擇相關(guān)巖土工程參數(shù)和計算分析模型，提高巖土工程設計與施工的可靠性，降低工程風險的不可預見性。真正實現(xiàn)巖土工程信息化施工和動態(tài)設計，有效控制工程質(zhì)量和提升工程風險防控能力。 一般規(guī)定應根據(jù)建設項目工程設計選擇基于BIM工程設計三維可視化軟件系統(tǒng)做為應用信息平臺，利用專業(yè)軟件工具構(gòu)建巖土工程勘察三維可視化信息模型，在巖土工程勘察三維可視化信息模型基礎上實現(xiàn)三維數(shù)字化巖土工程設計，并以巖土工程勘察三維可視化信息模型為基礎，構(gòu)建施工階段和運營階段的巖土工程監(jiān)測三維可視化信息模型。以實現(xiàn)各參與方之間數(shù)據(jù)格式和交換標準的統(tǒng)一，實現(xiàn)各參與方之間數(shù)據(jù)信息無損傳遞和共享。 利用所選定的軟件系統(tǒng)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)據(jù)在三維模型中的初步可視化。首先將地形數(shù)據(jù)導入和勘探點的巖土層信息和巖土參數(shù)在工程設計三維可視化軟件系統(tǒng)外利用工具軟件進行預處理，獲得各土層的層面空間信息，再利用數(shù)據(jù)接口將土層的三維數(shù)據(jù)以體量族的形式導入工程設計信息模型中，實現(xiàn)巖土體分布的三維可視化。最后利用工程設計軟件系統(tǒng)內(nèi)嵌的圖形功能實現(xiàn)地層剖面的任意指定顯示，為設計人員的基礎結(jié)構(gòu)選型提供數(shù)據(jù)保證。 在實現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)據(jù)可視化的基礎上，初步建立相應的巖土工程專業(yè)族庫；開發(fā)基于BIM技術(shù)平臺的現(xiàn)有設計、計算軟件數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)巖土工程的全程無縫連接；實現(xiàn)任意點位巖土工程數(shù)據(jù)的自動提取和計算。1在實現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)據(jù)初步可視化的基礎上，開發(fā)各種巖土工程設計相應的族庫，使巖土工程設計各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以在基于BIM技術(shù)平臺基礎上的三維輔助設計軟件中以合適方式輸入。并應考慮適宜的三維輸入模型的平面施工圖繪制模式；發(fā)展與專業(yè)巖土工程計算軟件的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)巖土工程設計繪圖的基于BIM技術(shù)的全程無縫連接。2在巖土工程勘察數(shù)據(jù)初步可視化的基礎上，實現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)與巖土工程模型交接界面信息的提取，如獨立基礎下方的土體分布，樁周土體分布，地下室側(cè)壁上土水壓力的分布等。為主體結(jié)構(gòu)和地基分離計算模式提供充分的數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)任意點位巖土工程數(shù)據(jù)的自動提取和計算。 統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)據(jù)的無損傳遞。復雜的巖土工程問題往往需要使用彈塑性有限元數(shù)值分析等手段，計算結(jié)果往往是多維的海量數(shù)據(jù)，目前必須依托專用的數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)分析，可利用工程設計軟件系統(tǒng)的API編程，以建筑信息模型作為需求驅(qū)動界面，以三維巖土工程分析軟件作為數(shù)據(jù)源，實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)流的無損傳遞。為主體結(jié)構(gòu)和地基的相互作用分析提供技術(shù)支撐。 基于BIM巖土工程勘察信息平臺應具備的條件 具有基于BIM的三維制圖及協(xié)同工作流程: 將所有工程勘察信息以數(shù)字化的形式保存在基于BIM標準的數(shù)據(jù)庫中，通過三維建模技術(shù)，實現(xiàn)工程勘察成果可視化。應保證模型與圖紙的關(guān)系是協(xié)調(diào)一致的。 具有統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式標準:制定基于BIM工程勘察數(shù)據(jù)標準，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式標準，實現(xiàn)工程勘察數(shù)據(jù)在各階段的無損輸出和輸入。 具有不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，可進行各種計算分析:應具備與結(jié)構(gòu)分析、巖土工程數(shù)值分析、造價分析以及地下空間變形分析等專用程序的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)不同專業(yè)信息共享與交叉鏈接。 可以實現(xiàn)勘察數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)變更:在任何視圖、表格上對勘察成果做出的任何更改，都可以立即在其他視圖、表格上關(guān)聯(lián)的地方反映出來。 可以基于同一模型的協(xié)同工作:大型數(shù)據(jù)庫必須可以支持不同專業(yè)多名技術(shù)人員在同一模型上進行工作，從而實現(xiàn)不同專業(yè)之間的協(xié)同工作。 具有自定義族庫: BIM平臺中應設置一定數(shù)量的巖土工程勘察專用族類型，可以通過軟件系統(tǒng)族編輯器建立起自定義構(gòu)件族，滿足各相關(guān)專業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新要求 。 可以支持多種數(shù)據(jù)表達方式與信息傳輸?shù)臄?shù)據(jù)庫:具有良好的開放性，可以導入、導出BIM 標準規(guī)定的多種格式文件,能夠?qū)崟r輸出工程量、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、巖土工程設計參數(shù)等各種明細表,應可實現(xiàn)上下游專業(yè)之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。 在建筑全生命周期不同階段的所有數(shù)據(jù)信息都應具有: 便于集成、管理、更新、維護以及快速檢索、調(diào)用、傳輸、分析和可視化等特點。要求同類型的數(shù)據(jù)之間建立索引關(guān)系，不同類型的數(shù)據(jù)之間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。 基于BIM巖土工程勘察數(shù)據(jù)建模 數(shù)據(jù)準備1巖土工程勘察基本數(shù)據(jù)的錄入：擬建工程的巖土工程重要性等級、場地等級、地基等級和巖土工程勘察等級。附有坐標和標高的征地紅線地形圖，并應有建筑總平面布置圖，擬建場地地面整平標高。如可能的話應提供建筑物的荷載、基礎形式、埋置深度，允許變形值等；2根據(jù)不同巖土工程勘察階段，由技術(shù)負責人初步審核巖土工程勘察資料（各種現(xiàn)場勘探資料、原位測試成果、室內(nèi)試驗資料），至少應包括以下內(nèi)容：（1）征地紅線范圍內(nèi)巖土層的類型、埋藏深度，分布范圍，即應提供每一巖土層的平面坐標和標高；場地地下水位埋深和厚度（標高），如有多層地下水應提供每一含水層的埋深和厚度（標高）；（2）現(xiàn)場勘探和原位測試如采用多種不同勘探手段和測試方法時，應分別提供原始數(shù)據(jù)，并單獨提供經(jīng)技術(shù)負責人初步審核后的綜合成果數(shù)據(jù)；（3）當場地存在對工程設計、施工有影響的古河道、墓穴、防空洞、孤石、地下管線和地下構(gòu)筑物等不明地質(zhì)體或埋藏物時，應分別提供其平面分布范圍和埋藏深度（坐標和標高）；（4）季節(jié)性凍土地區(qū)，提供場地土的標準凍結(jié)深度。3建模范圍應以用地紅線為邊界，如果紅線范圍外存在對工程有影響的不良地質(zhì)作用或既有建（構(gòu)）筑物、地下管線等時，應適度擴大其建模范圍，為工程設計、治理等提供依據(jù)。 巖土層面數(shù)據(jù)輸入1由于地層的各種地質(zhì)界面都是以曲面、曲線的幾何形式存在，而曲線和曲面是幾何形狀在計算機中數(shù)字化表達的基礎，是幾何實體表達的基本元素。巖土層地質(zhì)界面應以曲面的形式進行數(shù)字化。該精度指量測點投影到重構(gòu)曲面的距離偏差值。 圖 重構(gòu)曲面精度控制示例3為降低有限元分析的數(shù)值計算難度，建議地質(zhì)曲線塊間至少應具備G1連續(xù)?？梢岳冒唏R紋進行連續(xù)性檢查。圖 4可以結(jié)合現(xiàn)場勘察數(shù)據(jù)密度，采用云點、網(wǎng)格、等高線等源數(shù)據(jù)形式進行地質(zhì)曲面的重構(gòu)。5使用云點構(gòu)建地質(zhì)曲面應注意設定的合適拉伸投影面方向，并且給定合理的曲面控制點數(shù)或曲面次數(shù)。6利用現(xiàn)場源數(shù)據(jù)構(gòu)建巖土層面后，即可利用相鄰巖土界面頂、底面的相關(guān)關(guān)系。通過封面操作實現(xiàn)基于BIM技術(shù)的實體建模。 基于NURBS技術(shù)的三維巖土體模型7應盡量采用工程物探、原位測試等與鉆探相結(jié)合的綜合勘察方法，加密勘探點間距，提高巖土界面的劃分精度。 物探給出的地層剖面8對于夾層、透鏡體、孤石等非成層的巖土體，應在成層分布的巖土材料已形成三維可視化模型的基礎上，利用布爾運算將非成層區(qū)域引入模型。 巖土工程數(shù)據(jù)庫的建立1在巖土工程勘察三維可視化模型的基礎上，應將相關(guān)巖土材料的屬性參數(shù)采用內(nèi)置或鏈接的形式與圖形對象實現(xiàn)關(guān)聯(lián)。2對于土體屬性和物理力學參數(shù)至少應包含以下信息：巖土的分類、塑性指數(shù)、液性指數(shù)、天然容重、干容重、含水率、密實度、壓縮模量、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等物理力學指標。砂性土和粗顆粒土尚需補充顆粒組成。3對于巖體屬性和物理力學參數(shù)至少應包含以下信息：巖石的巖性、地質(zhì)名稱、風化程度、巖石堅硬程度、巖體完整程度、巖體基本質(zhì)量等級；巖體的描述應包括：結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體、巖層厚度和結(jié)構(gòu)類型。4巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應具備在三維交互界面下雙向檢索的功能，應內(nèi)置有關(guān)巖土參數(shù)的統(tǒng)計、分析功能模塊。5巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應內(nèi)嵌基于現(xiàn)行規(guī)范的專家?guī)炷K，具有根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的有關(guān)規(guī)定對實驗數(shù)據(jù)、分析內(nèi)容進行初步合理性判別的功能。6鑒于地質(zhì)建模技術(shù)可能存在與實際土層分布差異較大的情況，巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應具有人工交互調(diào)整巖土體界面形狀的功能。7巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應具備在任意指定位置提供縱、橫剖面的能力。 工程應用1包含巖土材料屬性的基于BIM巖土工程勘察可視化信息模型必須可以采用IGES、ACIS、STEP等格式導入工程設計BIM軟件系統(tǒng)。相關(guān)的巖土材料屬性可以利用數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)技術(shù)，以共享參數(shù)的形式將巖土材料屬性與工程設計BIM系統(tǒng)中的族實例形成關(guān)聯(lián)。 巖土材料可視化模型導入工程設計BIM系統(tǒng)示例2經(jīng)定制開發(fā)的基于BIM巖土工程勘察信息模型應具備在任意指定位置獲取工程地質(zhì)柱狀圖的能力，以便為相關(guān)專業(yè)的基礎設計施工提供數(shù)據(jù)支持。3對于柱下獨立基礎；基于BIM巖土工程勘察信息模型應具備自動在框架柱下可根據(jù)指定持力層頂板標高放置基礎的功能。4對于樁基礎；基于BIM巖土工程勘察信息模型應具備根據(jù)指定持力層及相關(guān)巖土參數(shù)可自動計算任意位置單樁承載力的功能。 任意位置模擬成樁示例5對于基坑工程；基于BIM巖土工程勘察信息模型應具備模擬開挖的功能，以便通過施工模擬判定基坑開挖對相關(guān)巖土層的變形情況，地下水控制對基坑開挖和支護結(jié)構(gòu)的影響。 基坑開挖模擬示例6對于巖土工程設計；在工程設計BIM軟件系統(tǒng)中應開發(fā)專用的巖土工程設計構(gòu)件族庫，實現(xiàn)巖土工程設計三維數(shù)字化。結(jié)合巖土工程監(jiān)測三維可視化信息系統(tǒng)，實現(xiàn)實時預警、預報能力，提升不同工程類型支護系統(tǒng)的風險防控水平。 基坑支護系統(tǒng)BIM模型示例7經(jīng)定制開發(fā)的基于BIM巖土工程勘察信息模型應具備將地下結(jié)構(gòu)設計、包含建設場地巖土工程勘察三維信息模型的相關(guān)信息無損傳遞給巖土工程有限元分析計算軟件的能力。 巖土工程有限元分析示例6 方案設計階段方案設計階段的BIM技術(shù)應用主要目的驗證項目可行性研究報告相關(guān)指標，進一步推敲、優(yōu)化設計方案，借助場地BIM模型BIM即英文建筑信息模型的縮寫，建議統(tǒng)一采用中文建筑信息模型寫法。分析建筑物所處位置的場地環(huán)境，搭建建筑單體方案設計階段BIM模型，為初步設計階段的BIM應用提供數(shù)據(jù)基礎。 場地與規(guī)劃條件分析 BIM技術(shù)在場地與規(guī)劃條件分析的應用，主要是借助場地分析軟件，建立場地BIM模型，在建筑方案設計過程中，利用場地模型分析建筑場地的主要影響因素，為不同的建筑方案評審提供依據(jù)。 基礎數(shù)據(jù)源： 1前期工程勘察數(shù)據(jù)信息，包括項目地塊信息、現(xiàn)有規(guī)劃文件、工程勘察報告、工程水文資料等； 2項目場地周邊地形信息，可來源于GIS數(shù)據(jù)、電子地圖等。 場地與規(guī)劃條件分析應包括以下內(nèi)容： 1項目所處場地分析，包括等高線、流域、縱橫斷面、填挖方、高程、坡度、方向等； 2項目場地周邊環(huán)境分析，包括物理環(huán)境（例如氣候、日照、采光、通風等）、出入口位置、車流量、人流量、節(jié)能減排等。 地與規(guī)劃條件分析應提供以下成果： 1場地分析報告，應體現(xiàn)場地分析結(jié)構(gòu)、不同場地設計方案分析數(shù)據(jù)比對結(jié)果等； 2場地模型，模型應體現(xiàn)場地邊界（例如項目用地紅線、項目正北向、高程、退距等）、地形表面、場地道路、建筑地坪等。 方案模型構(gòu)建 方案模型構(gòu)建的主要依據(jù)是設計條件，為建設項目提出空間架構(gòu)設想、創(chuàng)意表達形式及結(jié)構(gòu)方式的初步解決方案，并為后續(xù)初步設計階段提供數(shù)據(jù)基礎和指導性依據(jù)。 基礎數(shù)據(jù)源： 1 概念設計說明及相關(guān)資料； 2 方案設計依據(jù)及相關(guān)資料。 方案模型構(gòu)建應包括以下內(nèi)容： 1項目場地模型信息； 2建筑單體主體外觀形狀； 3建筑標高、基本功能分隔構(gòu)件； 4建筑主要空間功能及參數(shù)要求； 5主要技術(shù)經(jīng)濟指標，例如建筑總面積、占地面積、建筑層數(shù)、容積率、建筑退距、建筑定位等； 6建筑防火、人防類別與等級。 方案模型構(gòu)建應提供以下成果： 1方案BIM模型； 2主要技術(shù)經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)； 建筑性能模擬分析 建筑性能模擬分析主要是為提高項目的性能、質(zhì)量、安全和合理性，借助相關(guān)專業(yè)性能分析軟件，基于方案模型，對項目的可視度、采光、通風、人員疏散、結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排等進行專項分析。 基礎數(shù)據(jù)源： 1方案模型； 2建筑項目周邊環(huán)境數(shù)據(jù)，包括氣象數(shù)據(jù)、熱負荷數(shù)據(jù)、熱工參數(shù)等。 實施步驟： 1根據(jù)相關(guān)專業(yè)性能分析專業(yè)要求，調(diào)整方案BIM模型，構(gòu)建各類性能分析軟件所需的模型； 2分別進行各項性能分析，并獲取單項性能分析報告； 3綜合各類性能分析報告，并進行評估； 4通過調(diào)整設計方案，確定最優(yōu)性能的設計方案。 成果提供： 1宜提供最優(yōu)性能方案的分項性能分析報告及綜合性能分析報告； 2提供最優(yōu)性能方案的專項性能分析模型數(shù)據(jù)。 設計方案比選 設計方案比選的目的是，基于最優(yōu)性能分析方案模型，通過局部調(diào)整方式，形成多個備選設計方案模型，經(jīng)過多方溝通、討論、調(diào)整，最終形成最佳的設計方案，為初步設計階段提供基礎數(shù)據(jù)。 基礎數(shù)據(jù)源：最優(yōu)性能分析方案模型。 實施步驟： 1收集各方對最優(yōu)性能分析方案模型的調(diào)整意見； 2根據(jù)調(diào)整意見，調(diào)整設計方案模型，并形成備選方案模型； 3從項目可行性、功能性、美觀性等多方面進行多方可視化方案評選，形成方案必選報告； 4多輪方案評選后，確定最終設計方案模型。 成果提供： 1備選設計方案模型； 2方案必選報告； 3最終設計方案模型。 項目各項指標分析 本階段主要技術(shù)經(jīng)濟指標包括建筑層數(shù)、建筑高度、總建筑面積、容積率、建筑密度、綠地率、各類面積指標、空間類型、房間數(shù)、停車位數(shù)等。 基礎數(shù)據(jù)源：最終設計方案BIM模型。 各項指標細化分析范圍： 1建筑總平及主體模型主要構(gòu)件信息及幾何尺寸； 2結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件信息及幾何尺寸； 3各類技術(shù)經(jīng)濟指標分析統(tǒng)計； 項目各項指標細化分析宜提供成果：1滿足方案設計深度要求的BIM模型；2各類技術(shù)經(jīng)濟指標分析統(tǒng)計表； 建筑造價估算 本階段建設造價估算是對建設項目設計方案進行分析測算，估算建設項目的投資造價，反映設計方案的經(jīng)濟合理性，是優(yōu)選設計方案，控制投資規(guī)模的重要依據(jù)，是設計階段造價控制