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岩土工程信息模型对工程建设的现实意义及未来应用畅想
来源:北京工程勘察设计协会       发布时间:2023-08-04

周玉凤 王文军

岩土工程信息模型融和了地表、工程勘察、地下设施等诸多信息要素。相较于传统的二维勘察成果和三维地质模型,可真实动态展示工程建设场地的地形地貌、地物、地质构造、地层、水文、地下管线、地下建(构)筑物、地下障碍物等自然和人工实体的实景状态,赋予各实体的属性信息包含了传统二维勘察产品的所有数据、图件、岩土工程分析和评价成果。设计师通过岩土工程信息模型可以直观、清晰、全方位的了解建设场地的地面环境条件、地下设施、断裂、土水体等的分布情况和属性特征数据,利于优化和调整设计方案,使设计方案更加合理经济、能更好的指导施工。确保工程建设、建筑工程尤其使大型地下工程与地质、水文等环境条件的高度协调与融合,最大限度减少建筑工程面临的地质和环境风险。

根据岩土工程信息模型中的地表信息子模型,可以对土地利用进行实景规划,包括建筑、道路、绿化、停车场、地下室、地下通道等设施的规划布置,使土地得到更加有效地利用;模型的实景化功能有利于提高建筑的美观性设计、与周围地面环境的协调性,使环境布局更加合理。

传统勘察成果的地层划分精度不足、不良地质体和地下水的表达不清、地下管线、地下构筑物及地下障碍物的信息缺失等弊端造成了额外的工程成本,例如需要加深基础、采用造价更高的基础型式、使用更昂贵的建筑材料、导改拆除地下设施等。除地表信息以外,岩土工程信息模型包含了地表以下的地质体、水体、管线、构筑物和障碍物等子模型的空间几何信息和属性信息。根据这些子模型信息进行建筑和结构设计可以大大减少因以上问题导致的工程设计变更:设计师可以有效直观的优化地下空间设计、避免与管线和建(构)筑物等地下设施和地下障碍物的冲突,可以选择更合理的地基基础类型,确定更安全的基坑支护类型和地下水控制方案,选择更适宜的建筑材料和施工方式,对周围环境进行安全保护设计等,有助于工程预算和施工方案的制定及优化;施工单位也可以利用岩土工程信息模型更好地进行施工组织、优化施工方案和作业流程、配备更合理的设备、协调作业人员、采取更合理的安全措施,从而减少工期延误、提高工程质量和建设安全。

另一方面,岩土工程信息模型是工程建设全过程信息化不可或缺的模型之一,是建筑信息模型(BIM)的物理基座。融合岩土工程信息模型的建筑信息模型,是真正完整的工程建设全过程全要素信息模型。

总之,岩土工程信息模型的建立,有利于在模拟的真实场景下,设计师及相关方更全面解读地质勘察报告,进行岩土工程问题分析、地基基础设计、基坑支护设计、环境安全设计、实现地基基础与结构的更好协同。岩土工程信息模型与地上建筑信息模型的融合有利于优化建筑结构设计方案、施工方案、工程建设协同方案、更好的指导施工(含开挖方式及边坡支护等)、服务于未来城市建设运维管理及区域建设规划等,更好地实现工程建设的提质和降本增效。

 


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