BIM技术在装配式建筑软土地基加固流程优化中的应用
发布时间：2022-04-16
【摘 要】 装配式建筑软土地基加固过程中，软土土质不均匀，地基下沉数值过大，导致装配式建筑与软土地基间的一致性参数过小，针对该问题，在装配式建筑软土地基加固流程优化中应用BIM技术。以实际软土地基建筑工程各项参数为基础，构建装配式建筑模型，根据不同软土层的土质结构，优化软土地基加固流程，控制加固过程中产生的软土层下沉。选用已知参数的应变计作为实验器材，设定软土层结构并安置应变计。实验结果表明，应用BIM技术的流程优化方法产生的地基下沉数值最小，装配式建筑与软土地基间的一致性参数符合标准。
【关键词】 BIM技术;装配式建筑;软土地基;加固流程
0 引言
随着城市人口不断增长，装配式建筑应用更加广泛[1]，装配式建筑在实际施工时一旦稍有纰漏就会产生质量事故[2]。软土地基指的是强度低、压缩量较高的软弱土层，具有高压缩性，但是抗剪强度低、透水性低，该土层中含有一定的有机物质，较低强度的软土层会形成大面积的沉积量，影响整体地基结构的稳定。在BIM技术参与下，本文以实际装配式建筑参数为基础，结合软土地基的发展特性，模拟实际建筑地基工程环境，优化地基加固流程，消除地基结构中的安全隐患[3]。
在上世纪 80 年代末，国外学者提出了 BIM 的概念，在高精度计算机硬件技术的支持下，BIM 技术逐渐成为建筑工程中的一项重要技术[4]。国内起步较晚，在本世纪初才开始 BIM 技术的研究工作，各个高校逐渐建立起 BIM 的课题研究组，制定适合我国建筑风格的BIM规则，如今已经进入到高速发展的阶段[5]。综合国内外的研究成果来看， BIM 技术逐渐渗透到各个领域中，为此，在装配式建筑软土地基加固流程优化中应用 BIM 技术是很有必要的。
1 BIM 技术在装配式建筑软土地基加固流程优化中的应用
1.1 采用BIM技术建立装配式建筑模型
以实际软土地基建筑工程各项参数为基础，使用BIM技术承载软土地基内的质量信息，采用信息集成的方式构建装配式建筑模型，装配式建筑信息集成过程如图1所示。
2 仿真实验
2.1 实验准备
实验采用竖向静载实验，设定建筑现场的地区土层的分布后，采用表2所示参数的应变计。
应变计外部设置一个管桩，采用位置同步预埋的方式安装应变计，管桩桩端上预留一个测线放置槽以及穿线管，预制处理后，根据设定的地区土层结构，在不同土层深度处放置应变计，形成的应力计安装位置结果如表3所示。
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在图3所示的应力计位置分布下，分别用文献[6]中的流程优化方法、未使用 BIM 技术的流程优化方法以及应用了 BIM 技术的加固流程优化方法进行实验，对比三种优化方法的性能。
2.2 结果及分析
基于上述实验准备，设定应变计的数据采集周期为3天，在不同的软土层内设定不同的断面里程，以应变计测量得到的路基高度为建筑地基高度标准，计算不同加固流程优化方法下，建筑软土地基加固后，在不同时间点形成的沉积量，沉积量结果如表4所示。
以相同的时间周期作为时间测点，以27天为观察周期，由表中所示的地基沉积量结果可知，文献[6]中的加固流程优化方法对应地基产生的沉积量在0.55mm左右，数值最大;未应用BIM技术的流程优化方法地基形成的沉积量为 0.45mm，沉积量较小;应用了BIM技术的流程优化方法最终形成的沉积量为0.28mm，与前述两种流程优化方法相比，应用了 BIM 技术的流程优化方法在软土地基中形成的沉积量最小。
由表5所示的变形系数结果可知，在三种软土地基加固流程优化方法控制下，软土层的加固区表现出了不同变形系数结果，根据数值可知，文献[6]中 的加固流程优化方法产生的变形系数最大，加固区容易产生变形。未应用BIM技术的优化方法产生的变形系数较小，软土加固区在一定条件下会产生一定的变形。而应用了BIM技术的优化方法最终产生的变形系数最小，软土加固区基本不会产生变形。
定义一致性数值为1时，则表示软土加固区与装配式建筑间存在一致性，符合装配式建筑的要求。由图4的一致性结果可知，文献[6]中的优化方法得到的一致性数值为0.6~0.8，数值小于1，软土加固区与装配式建筑间的一致性较差，而未应用BIM 技术的优化方法最终得到的一致性数值为0.8~1.3，在软土加固区深度数值在 2m 左右时，软土加固区与装配式建筑之间存在一致性，但一致性的持续性较短。而应用了 BIM 技术的优化方法的一致性数值为0.8~1.1，一致性数值变化幅度不大，软土地基加固区与装配式间的存在较强的一致性。综合上述实验结果可知，应用了BIM技术的软土地基加固流程优化方法产生的地基沉积量最小、变形系数最小、一致性最强。
3 结语
装配式建筑软土地基有着固定的流程，在装配式建筑软土地基加固流程优化中应用BIM技术，能够控制软土层的变形，增强装配式建筑与软土地基之间的一致性，保持建筑物的稳定。——论文作者：陈 墨，陈丽君
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