BIM深基坑安全監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)

1、BIM深基坑安全監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)隨著城市地下空間開(kāi)發(fā)規(guī)模擴(kuò)大，高層建筑及地鐵、高鐵迅速發(fā)展，深基坑工程越來(lái)越多。在人口較密集的城區(qū)，為保證基坑施工過(guò)程中的支護(hù)結(jié)構(gòu)及其對(duì)周邊構(gòu)筑物的安全，深基坑開(kāi)挖與支護(hù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析顯得尤為重要。深基坑開(kāi)挖深度超過(guò)5米（含5米）或地下室三層以上（含三層），或深度雖未超過(guò)5米，但地質(zhì)條件和周?chē)h(huán)境及地下管線特別復(fù)雜的工程。屬于臨時(shí)性工程的基坑具有周邊環(huán)境及地質(zhì)條件復(fù)雜、不確定因素多、技術(shù)工藝繁雜、施工條件差、風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)，具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)，“信息孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，迫切需要利用BIM技術(shù)解決傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的諸多弊端。地鐵及地下停車(chē)場(chǎng)是城市地下空間的重要利用形式基于BIM的深

2、基坑安全監(jiān)測(cè)信息化管理優(yōu)勢(shì)研究基于BIM技術(shù)的深基坑監(jiān)測(cè)三維可視化及監(jiān)測(cè)信息快速預(yù)報(bào)警功能，通過(guò)創(chuàng)建基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)模型、周邊環(huán)境及地質(zhì)模型和各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的測(cè)點(diǎn)模型，能夠讓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型進(jìn)行監(jiān)測(cè)結(jié)論的可視化展現(xiàn)，直觀而準(zhǔn)確地抓住基坑工程變形風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，讓各參與方基于風(fēng)險(xiǎn)管理方案線上處置、線下巡查，從而節(jié)省大量分析報(bào)表的時(shí)間?；贐IM技術(shù)的深基坑動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)警管控優(yōu)勢(shì)：BIM+基坑監(jiān)測(cè)，通過(guò)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)BIM模型，直觀表現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)快速定位基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境危險(xiǎn)點(diǎn)，根據(jù)變形趨勢(shì)及現(xiàn)場(chǎng)巡查狀況快速預(yù)報(bào)警處置輔助施工開(kāi)挖作業(yè)管理，各參與方能結(jié)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的歷史變形預(yù)判變形趨勢(shì)，加

3、強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)加密監(jiān)測(cè)重點(diǎn)關(guān)注，便于管理人員作出科學(xué)合理的決策根據(jù)其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輔助辨識(shí)影響基坑安全的影響因素日本美秀博物館地下隧道基于BIM的深基坑安全監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)深基坑安全監(jiān)測(cè)具有項(xiàng)目多、頻率高、數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)。運(yùn)用BIM、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，搭建深基坑風(fēng)險(xiǎn)BIM管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)新建基坑及周邊環(huán)境的各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、傳輸、處理、分析，進(jìn)行基坑開(kāi)挖變形歷程和時(shí)程位移曲線三維空間分析，結(jié)合預(yù)報(bào)警閾值實(shí)時(shí)快速發(fā)布風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)警信息，方便各級(jí)管理和技術(shù)人員快速、有效地判斷深基坑及周邊環(huán)境安全狀態(tài)。美國(guó)芝加哥深隧基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及測(cè)點(diǎn)BIM模型參數(shù)化創(chuàng)建BIM模型是基坑開(kāi)挖、項(xiàng)目監(jiān)測(cè)、安全狀態(tài)跟

4、蹤及周邊環(huán)境監(jiān)控的集中展示平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)深基坑安全狀態(tài)可視化要求，在創(chuàng)建基坑BIM模型過(guò)程中，將基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及測(cè)點(diǎn)拆分為基本零件，形成基坑監(jiān)測(cè)工程BIM子模型庫(kù)?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)及測(cè)點(diǎn)模型根據(jù)設(shè)計(jì)圖調(diào)用模型庫(kù)中相應(yīng)模型，利用參數(shù)化設(shè)計(jì)，自動(dòng)拼接組合成完整的基坑BIM模型，并按照施工方和第三方的監(jiān)測(cè)方案完成各測(cè)點(diǎn)的編碼，并賦予至測(cè)點(diǎn)BIM模型屬性中，實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)BIM模型的快速定位需求?；贐IM的數(shù)據(jù)組織與管理根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型和用途，劃分為結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)警事件數(shù)據(jù)庫(kù)、人員數(shù)據(jù)庫(kù)等5類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)以BIM模型為核心，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口適配及數(shù)據(jù)融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與BIM模型無(wú)縫

5、集成；通過(guò)BIM模型的可視化界面，方便用戶訪問(wèn)與基坑施工及監(jiān)測(cè)過(guò)程中的信息記錄，對(duì)超過(guò)預(yù)報(bào)警閾值的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)空間和時(shí)間維度上的標(biāo)記和跟蹤。數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)關(guān)系系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)下圖是基于BIM技術(shù)的深基坑安全監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)架構(gòu)數(shù)據(jù)層：包括工程信息、周邊環(huán)境信息、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目信息、測(cè)點(diǎn)編碼信息、測(cè)點(diǎn)屬性信息、預(yù)警參數(shù)及人員信息，通過(guò)異構(gòu)數(shù)據(jù)融合機(jī)制，將信息集成到BIM模型及中心數(shù)據(jù)庫(kù)中，按一定方式讀取、使用、修改和存儲(chǔ)。模型層：通過(guò)輕量化軟件，針對(duì)不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，對(duì)數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，形成不同特性的BIM模型，提供不同用戶視角下的可視化呈現(xiàn)。服務(wù)層：系統(tǒng)各BIM模型的集成管理，包括基坑及周邊環(huán)境監(jiān)

6、測(cè)、預(yù)報(bào)警事件處置與跟蹤、監(jiān)測(cè)成果發(fā)布等服務(wù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持基于BIM模型獲取相應(yīng)的模型數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用。應(yīng)用層：對(duì)數(shù)據(jù)層信息進(jìn)行計(jì)算處理和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)深基坑的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)警管控，作出精確合理決策。系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警管控、統(tǒng)計(jì)信息、工程信息與系統(tǒng)管理等功能。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中心：基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)深基坑施工動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、處理與傳輸；自動(dòng)發(fā)布數(shù)據(jù)匯總表、分項(xiàng)報(bào)表（日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)）、測(cè)點(diǎn)曲線的3層監(jiān)測(cè)成果，方便用戶了解工程的項(xiàng)目信息、監(jiān)測(cè)報(bào)警、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)曲線、現(xiàn)場(chǎng)工況、工程定位等信息。數(shù)據(jù)分析：將基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)成果植入BIM三

7、維輕量化模型中，結(jié)合基坑施工工況進(jìn)行基坑開(kāi)挖變形歷程三維可視化展示，包括時(shí)程位移曲線分析、深度位移曲線分析及兩方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析。報(bào)警管控：根據(jù)報(bào)警規(guī)則，自動(dòng)生成發(fā)布黃、橙、紅3級(jí)預(yù)報(bào)警事件，包括監(jiān)測(cè)報(bào)警、巡視報(bào)警、綜合報(bào)警、頻率報(bào)警，做到“提醒處置控制消除”報(bào)警事件閉環(huán)管理；根據(jù)測(cè)量規(guī)范，對(duì)每種監(jiān)測(cè)項(xiàng)目是否及時(shí)上傳數(shù)據(jù)定時(shí)提醒與統(tǒng)計(jì)，保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性。統(tǒng)計(jì)信息：統(tǒng)計(jì)施工方與第三方紅、橙、黃3級(jí)報(bào)警事件，監(jiān)測(cè)斷面、測(cè)點(diǎn)數(shù)量與基本信息、人員信息及各線路、標(biāo)段、工點(diǎn)、監(jiān)測(cè)類(lèi)型的數(shù)據(jù)上傳量。工程信息：維護(hù)深基坑工程基礎(chǔ)信息，包括監(jiān)測(cè)類(lèi)型、監(jiān)測(cè)斷面、測(cè)點(diǎn)、預(yù)報(bào)警閾值、參與報(bào)警處置人員、測(cè)點(diǎn)狀態(tài)修正、B

8、IM模型及供操作人員使用的手冊(cè)。系統(tǒng)管理：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中組織機(jī)構(gòu)、人員角色、功能菜單等管理，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)及系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的配置。日本名古屋市“榮”地下商業(yè)街應(yīng)用實(shí)現(xiàn)基于BIM技術(shù)的深基坑安全監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)以深基坑為應(yīng)用對(duì)象，將基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)成果植入系統(tǒng)中，并與深基坑施工工況相結(jié)合， 展示各監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)隨基坑開(kāi)挖變形歷程情況、基坑深度與變形等相關(guān)指標(biāo)的全方位耦合；通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)深基坑安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分布式管理，極大地方便各級(jí)管理和技術(shù)人員對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理與分析，快速、有效、準(zhǔn)確判斷深基坑安全狀態(tài)，指導(dǎo)深基坑工程后續(xù)施工。監(jiān)測(cè)范圍包括地表沉降、地下水位、樁頂水平位移、樁頂豎向位移、鋼支撐軸力、混凝土支撐軸力、樁體深層水平位移、工作井凈空收斂等。鋼支撐監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線分析樁體深層水平位移曲線分析基于BIM技術(shù)的深