BIM技术在岩土工程勘察的应用

吴吉

【摘要】近几年 BIM 技术飞速发展，带来的变革有目共睹，在应用过程中彰显出巨大价值，尤其在水电、建筑、机械设备等领域凸显出明显的优势，但 BIM 技术在岩土工程中的应用仍处于起步阶段。 当前，岩土工程的质量管理体制尚不完善，BIM 技术在其他领域取得的显著成果可以为其在岩土工程中的应用提供些许借鉴，从而有效促进岩土工程的发展。 文章就 BIM 技术在岩土工程设计、施工监测中的应用展开探讨，并指出要想在岩土工程中得到更好的应用，BIM 技术还需要做出与之相适应的改进。

【关键词】岩土勘察;岩土工程;技术发展

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.090

BIM 技术最早应用于建筑领域，主要通过形象的三维立体模型来呈现直观视觉感受，使人们了解建筑结构和预期效果。此外，BIM 技术在水电工程、设备设施、结构学等领域也具有重要的实用价值，且有着较长的发展历程。近年来，随着计算机软件和硬件技术的快速发展，岩土工程的相关技术也不断发展，将 BIM 技术运用在岩土工程中，使工程技术得到较大提升。随着社会经济的快速发展，大量基础设施工程在等待开发和建设，急需完善岩土工程相关 BIM 技术的整体设计。这主要是因为 BIM 软件的开发没有结合岩土工程专业的特点，需要结合起来进行针对性的设计，合理提升 BIM 技术在岩土工程中的应用水平。

1、岩土工程勘察中常见的问题分析

1.1信息勘察技术运用存在问题

岩土工程勘察工作中，对于勘察技术的依赖性非常大，如果能够使用先进的勘察技术，不仅能够保障勘察的效率，还能够有效避免勘察误差，提高勘察数据的准确性与完整性。事实上，在当前的岩土工程勘察过程中，一些勘察单位采用的勘察技术相对比较落后，难以利用先进的勘察技术来获得完整、准确的勘察数据，再加上缺乏信息化技术的应用，使得岩土工程勘察难以在工程项目中发挥其作用。现阶段，市场上出现了很多的勘察软件与信息技术，只有加强这些软件、技术之间的协调性与配合性，方可保障岩土工程勘察的有效性。信息勘察技术的滞后性是当前岩土工程勘察领域存在的普遍性问题，在未来的发展中需要加强对信息勘察技术的应用。

1.2勘察测试手段问题

在实际勘查工作中，如果不能详细了解不同勘查方法的差别及对应的勘察方案，会直接影响勘查工作的精准性，后续测查的数据也会存在一定的偏差，对于施工期不到任何科学性的参考价值。假如在勘察过程中，不定期标定静力触探装备，对其贯入的速率缺乏合理的控制;甚至有些工作人员会不加分辨全部都用静力触探进行相关工作;在进行标准贯入实验过程中，如果不检查之前孔底废土是否清理干净，会影响检测结果。在实际工作中，岩土工程勘察的工序比较复杂，需要结合实际情况选择适合的方案方法，站在整体的角度结合多元化的发展态势，选择有针对性的勘察方法开展具体工作。

1.3三维地质建模

与三维建造构筑物建模相比，三维地质建模是建立在地质体和地质信息基础上的，而对地质体的认识，则是多种调查手段、勘探方法获取各种地质信息的汇总，即综合地质信息。三维地质建模的总体思路是从点到线、面、体的空间发展延伸理念，其模型反映的是客观自然的岩土层分布状况，但实际中环境中地层空间分布往往不规则，大量的岩土层和透镜体分布给三维建模带来了很大的困难，不光需要依靠钻孔数据、地质界线等原始数据，还需要进行科学的空间插值，虽然现在市面上已经有能够处理岩土层剪灭和透镜体建模问题的三维建模软件，但是其建模方法繁琐，建模过程中伴随一定的人工修改工作，效率不高。

1.4勘察过程缺乏监管

针对岩土勘察作业，需要加强监督管理，严格把控勘察质量，确保岩土勘察为岩土工程技术应用提供数据支持。然而目前岩土勘察工作监督力度不足，对于岩土勘查工作缺乏验收管理。缺乏对关键部分的验收考察。勘查过程中，部分单位为节约勘查成本，缩短勘察周期，勘察数据存在弄虚作假的情况，影响了工程建设质量。

2、BIM技术在岩土工程勘察的应用

2.1岩土工程勘察阶段的具体运用

建立三维地质模型的方法多种多样，其中操作最为便捷的是建模方式有两种：第一种是根据原始勘察的点数据源以构建楼板的功能模拟地层直接建模，如观测点产状、岩性、构造信息，钻孔、探坑分层信息，试验和原位测试成果等。以理正三维地质软件为例，生成模型时，需要依次导入钻孔数据、地形数据、剖面数据等原始数据，然后以此为基础开始建模，因为三维模型建模时布尔运算的要求，输入的剖线连线方式与岩土工程师传统的连线方式有一定区别，剖面数据需要按照布尔运算的要求进行修改，工作程序相对繁琐，效率较低。第二种方法是利用二维线状成果构造地质层面，完成体建模，此法是基于平、纵、横地质剖面，首先将二维平面与剖面的地质界线进行三维空间投影换算，并在三维空间进行地质属性匹配，配合其他辅助剖面等信息，完成地质层面建立。建立建模之后再以任意剖切的方式将三维地质模型分割，就可以展现出对应的地质剖面图，另外，三维地质模型生成后，其每个图元中都附带有详细的属性信息。应用时，通过对地质剖面图的分析就能够充分了解项目基坑支护结构和基础底面处相应标高处的地质情况，进而根据实际的地质情况优化设计出最为合理的施工方案。

2.2加强市场的管理与督导

在实际工作中，要认真落实规范化工作流程，保证按照勘察、设计、施工的先后顺序进行。要认真检查勘察合同及纲要，强化勘察现场的监督和管理，避免虚报数据，掌握勘察工作的准确性和真实性。认真落实勘察报告中对于数量、稳定性的审查，加大对数据分析、选型论证方面的检查力度，强化结果建议的检查，强强把关，特别强调意见的合理性。提高政府及職能部门在这方面的管理和沟通，构建良好的竞争环境，推进工程建立制度顺利落实。

2.3采用先进的岩土工程勘察技术

工程项目中岩土工程勘察发挥着越来越重要的作用。要有效提升岩土工程勘察的有效性与准确性，必须加强先进勘察技术的应用，结合勘察现场的具体情况，选择最为先进的勘察技术。在岩土工程勘察时，为了避免勘测点随意布置所造成的勘察问题，可以采用克里格法;在岩土工程的勘察分析过程中，可以将多道瞬态面波勘探技术与高密度电法结合起来，在保障勘察效率的同时提高勘察结果的准确性;如果要保障地基承载力特征值的科学性，一般通过回归分析法来实现。总之，在当前工程技术水平逐步提高的过程中，岩土工程勘察技术也逐步发展，信息化、智能化是主要的发展方向。

2.4建立完善的岩土勘察监理机制

勘察监理机制是保证岩土工程顺利建设的前提。因此，需要完成规范的岩土勘察监理机制。完善勘查工作计划，为勘察工作顺利进行提供保障。通过勘察监理机制，能够提升勘察数据及报告的完成，对于整个勘查过程进行细致的监管。勘察监理机制需要建立统一的管理标准，对勘察内容、勘察人员、勘察实施以及勘察安全管理进行系统的管控，同时为提升勘察质量，要严控勘查周期，保证勘察工作量分配的合理性。要考虑勘查过程中出现的突发情况，针对勘察对象加强应急预案处理，提升突发状况控制及处置能力。加大勘查数据审核及监控力度，严格把关勘查流程，对于所得的数据资料进行系统的核实，关注资料逻辑性。勘察监理机制，除保证专业质量、控制勘查模式及勘察资源以外，还要建立质量监管体系、勘查市场建设程序，以及完成岩土工程技术系统规范、严格执行技术内容，保证岩土工程有序开展，提高勘查工作数据的真实性。

2.5 BIM 技术在岩土工程监测中的应用

BIM 技术改变了过去数据监测简报以数据图表和表格来表达的形式，运用 BIM 三维立体技术把基坑的变形直观地呈现出来。例如，运用 BIM 技术表达监测数据、分析数据，精准无误地估算出基坑沉降变形量。通过将三维立体建模与插值法以及监测点所处的位置信息相结合，计算和输出沉降云图，从而掌控各个监测点的变形情况。另外，结合BIM 三维可视化技术和功能以及自动监测系统和监测数据自动处理系统，能实时呈现整个场地的监测变形情况，对相关工作人员而言意义重大，有利于及时了解和分析场地的变形趋势，及时调整工作方案，高效完成工作，提升工作质量。

3、岩土工程勘察质量控制措施

3.1全面落实岩土勘察前期准备工作

岩土工程的勘察工作是集多种专业技术为一体的综合工程，并且勘察过程中容易受到自然条件、勘察方式、勘察人员专业水平等多种因素的影响而将降低勘察结果的准确性，所以岩土工程勘察工作开展前，就需全面落实各项准备工作，从而为勘察工作的顺利进行奠定基础。首先，勘察技术人员需结合勘察工作实际明确相应的规章制度，规范的勘察流程、标准的勘察规范等，并对整个工程项目进行全面客观的分析，以此为落脚点制定切实可行的勘察工作计划。其次有效协调各部门与各工种的工作关系，促使各部门和工种之间能够高效协作，保障各工序能够有效衔接，协调并进，为岩土勘察作业各工序规范有序的运转创造条件。最后，综合考量岩土的基本性质，科学选取最恰当、最合理的勘察技术与方式，并选择与之相匹配的勘察仪器、设备与辅助材料，这样才能保障所采用的勘察技术最大限度的发挥作用，取得理想的勘察效果。

3.2做好地质调绘工作

在整个岩土工程地质勘察工作中，地质调绘是一项最基础的内容，这项工作一般是在岩土工程的初步勘察当中进行。地质测绘的目的是对施工当地的地形地貌以及岩石性质、厚度、分布情况等进行详细的计算分析，从而对施工地的岩层风化程度进行科学的把握。总之，在岩土工程勘察过程中，要详细了解拟订施工场地的具体地质条件，必须做好地质测绘工作。地质测绘也是所有了解场地地质条件的相关技术中最为科学有效且经济的一种。因此，常在岩土工程地质勘察工作中被采用。

3.3建立健全岩土工程勘察体系

随着市场体制的深入推进，社会各行业的分工逐步走向精细化，为了更好的适应时代发展，在岩土工程勘察过程中，必须严格落实责任制度。结合岩土工程勘察工作实际制定相应的规章制度，完善各类行为规范，明确相关人员的职责权限，从而为岩土工程勘察工作的高效进行提供可靠保障。岩土工程勘察工作的开展要明确各部门、各人员的具体职责，只有将责任和目标具体细化到每一个人头上，才能充分发挥各项规章制度的指导和约束作用。而规章制度在给勘察工作指导的过程中，要结合实际情况进行优化和完善，只有这样才能保障岩土工程勘察体系能够满足现代化岩土工程勘察工作的需要。

结语：

综上所述，利用BIM技术可以最大程度上实现不同平台之间的相互联系，从而为岩土勘察工作奠定坚实的技术基础，让工作效率水平得到进一步提高。虽然我国的勘测技术已经在不断地优化和发展，但是依旧存在很多的问题，需要在人才的培养方面投入更多的精力和物力，提升工作人员的专业技术水平和综合能力，另外还要不断地优化硬件设施和软件系统。在发展中找到不足之处，并且及时的解决，促进我国勘察事业更快速度更高质量的发展。

参考文献：

[1]曾宪潮.岩土工程勘察质量控制要点研究[J].冶金与材料，2020，40（4）：37-38.

[2]兰军辉.岩土工程勘察与地基基础设计的应用探讨[J].建筑技术开发，2020，47（13）：161-162.

[3]鲍忠，陈杨，钱航.当前岩土工程勘察中存在的问题研究分析[J].工程技术，2017（1）：304.

[4]侯传波.巖土工程勘察中存在的问题与解决方法的探讨[J].住宅与房地产，2018（27）：185.