南宁岩土工程BIM实施指引编制说明.doc

南宁市岩土工程BIM实施指南编制说明南宁市勘察测绘地理信息院2018年7月30日目 录一、任务来源1二、编制背景及目的12.1 编制背景12.2 编制目的2三、编制依据2四、编制内容及成果44.1编制成果内容44.2提交成果10五、主要编制工作10六、重要条文解释126.1模型的分类与精细度126.2 交付内容14一、任务来源受南宁市城乡建设委员会委托，依据南宁市岩土工程BIM实施指南研究与编制合同（项目审批编号：2017NCCJB133），由南宁市勘察测绘地理信息院牵头负责指南编制。二、编制背景及目的2.1 编制背景2013年8月住建部发布关于征求关于推荐BIM技术在建筑领域应用的指导意见（征求意见稿）意见的函、关于推进建筑业发展和改革的若干意见（建市201492号）、国家新型智慧城市评价指标（GB/T33356-2016）、中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见（2016年2月6日）、广西推进建筑信息模型应用的工作实施方案、南宁市人民政府关于推进建筑业改革发展提升工程治理水平的若干意见（南府规201624号）、南宁市人民政府关于推进建筑信息模型技术推广应用的实施意见（南府规20171号）等精神文件明确指出要推动建筑行业信息化建设，推进BIM技术普及应用，截止到2020年要完善BIM技术应用标准、实施指南，形成BIM技术应用标准和政策体系，在有关奖项，如全国优秀工程勘察设计奖、鲁班奖（国际优质工程奖）及各行业、各地区勘察设计奖和工程质量最高的评审中，设计应用BIM技术的条件。在此BIM技术在建设行业全面推行的大环境下，岩土工程BIM实施指南编制势在必行。2.2 编制目的南宁市岩土工程BIM实施指南编制旨在推动BIM在岩土工程中的应用，指导和规范南宁市建设工程建筑信息模型(以下简称BIM）技术应用。有利于提高广西岩土工程质量，确保工程安全，提高投资效益；有利于规范岩土工程市场及企业的健康发展；有利于质量监督和工程审计；有利于服务建筑全生命周期中应用BIM技术的建设工程项目管理；有利于南宁数字城市、智慧城市、海绵城市建设，有利于提升南宁市经济和社会效益。三、编制依据实施指南编制遵循现行国家、行业和地方相关技术标准的有关规定，其中遵循的规范、标准包含：（1）岩土工程勘察规范（GB 500212001）（2009年版）；（2）广西壮族自治区岩土工程勘察规范（DBJ/T45-002-2011）；（3）高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004）；（4）建筑地基基础设计规范（GB 500072011）；（5）建筑抗震设计规范（GB 50011-2010，2016年版）；（6）建筑工程抗震设防分类标准（GB 50223-2008 ）（7）建筑工程地质勘探与取样技术规程（JGJ/T 872012）；（8）建筑桩基技术规范（JGJ 942008）；（9）建筑边坡工程技术规范（GB 50330-2013）；（10）建筑基坑支护技术规范（JGJ 120-2012）；（11）建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2012）；（12）广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程（DB45/T 3962007）（简称广西膨胀土规程）；（13）土工试验方法标准（GB/T 501231999）；（14）房屋建筑与市政基础设施工程勘察文件编制深度规定（2010）。（15）建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）（16）岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范（GB 50086-2015）（17）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB 50202-2002）（18）工程岩体分级标准（GB 50218-2014）（19）工程测量规范（GB 50026-2007）（20）水利水电工程地质勘察规范（GB 50487-2008）（21）膨胀土地区建筑技术规范（GB50112-2013）（22）岩土工程基本术语标准（GB/T 50279-2014）（23）软土地区工程地质勘察规范（JGJ 83-2011）（24）建筑变形测量规范（JGJ 8-2016）（25）城市三维建模技术规范（CJJ/T157-2010）指南编制的参考资料包含：（1）中国市政行业BIM实施指南（2015）（2）上海市建筑信息模型技术应用指南（2017）（3）湖南省建筑工程信息模型技术应用指南（2017）（4）成都市民用建筑信息模型设计技术规定（2016）（5）福建省建筑信息模型（BIM）技术应用指南（2017）（6）北京市民用建筑信息模型设计标准 (DB11T 1069-2014)（7）中国建筑信息模型标准框架研究（清华大学软件学院BIM课题组2010）（8）NBIMS（美国BIM标准第三版）四、编制内容及成果4.1编制成果内容1.根据国家和地方标准，结合南宁实际，与BIM云平台充分衔接，编制符合南宁市实际情况的岩土工程BIM实施指南。2.在工程项目勘察中推进基于BIM技术进行数值模拟、空间分析和可视化表达，研究基于BIM技术的多专业协同设计和流程优化，建立BIM技术应用条件下的施工管理模式和协同工作机制，为岩土工程项目建设全过程、全专业的业务流程、建模内容、建模方法、建模深度、模型应用、成果交付、电子文档存储、信息共享等提供具体指导，重点研究设计阶段BIM、算量BIM、施工阶段BIM、竣工验收BIM，为所有参与方提供BIM技术应用项目实施标准框架与实施标准流程，打通壁垒，实现BIM模型相互通用，并在各阶段能拓展、深化，细化。3.根据情况开展业务培训，使政府、建设、勘察、设计、施工、审图、软件、高校及科研等相关部门和企业基本掌握指南。4.实施指南内容主要包含：基本规定、城市三维模型、岩土工程信息模型、成果交付、施工阶段以及竣工阶段中岩土工程BIM应用、岩土工程BIM的协同应用以及应用实例。 基本规定在建筑信息模型快速发展的背景下，工程勘察作为建筑业中的一环，岩土工程BIM的发展也成为了必然趋势。岩土工程BIM的实施目标包含：建立岩土工程信息模型、项目各阶段各参与方数据信息共享、岩土工程信息模型的模拟与分析，共三个目标。实施形式分为由项目型实践到行业整体实施-自下而上、企业级规划到项目全面实施-自上而下以及两者相结合的三种。受限于建模软件不完善以及模型精度问题，应着力实现上部结构建模与地下工程地质信息充分结合，不同专业基于岩土工程信息模型的协作功能，并根据工程类型与用途，合理选择模型深度，采用合适深度建模项目实施前，规定了项目开展应完成的资源配置、人力资源配置以及软件、硬件与网络的实施准备。根据岩土工程信息模型需要包含的建模基本规则及需要包含的信息、建模精度规定建模标准。并根据交付时应包含内容、交付物深度及成果格式，规定成果交付标准。 城市三维模型城市三维模型宜分为地形模型、建筑模型、交通设施模型、管线模型、植被模型以及其他模型等。按照稳定的自然地形物边界、行政区域界线等规定，宜按“区（县）、管理单元、建模单元”三级对城市三维模型建模单元进行划分与编码，并宜按“建模单元编码、模型类型、模型细节层次、模型顺序号”四级进行模型命名编码。根据各类数据信息内容不同的特点，规定了框架数据采集与处理、纹理数据的采集与处理、属性数据采集与处理的内容。并规定地形模型、建筑模型、交通设施模型、管线模型、植被模型以及其他模型应包含的内容、模型建立基本规定以及建模方式与标准。 岩土工程信息模型工程地质信息模型及岩土工程设计信息模型包含的元素如表4.1- 4.2。表4.1 工程地质信息模型组成元素表类型元素说明地质信息模型地质点地质点以点表达，附着在地表面，主要是表达地质测绘成果。可以结合行业规范及标准，根据实际使用需求来确定地质点类型地质界线以线表达，附着在地表面，由地质测绘成果整理而来地质剖面以线表达，附着在地表面，以勘察成果剖面图为基础数据地质界面以面表达，由勘探工程（钻孔、槽探等）、地质测绘、地质剖面综合整理归纳而来地质体以体表达，可以由边界、地质界面拓扑形成，也可以由各类地质数据直接分析形成体数据集地质构造地质构造主要通过线表达褶皱轴线，通过面表达断层，对于断距较大的断层用体表达，基础数据来源于区域地质资料地下水用面表达地下水位面， 通过勘探工程水位记录及地面测绘水点资料整理而来不良地质体根据不良地质体的具体类型、规模，分别用点、面、体来表达不良地质体勘探信息模型钻探以体来表达，在实际应用时，可以用夸大岩柱的方式来表达钻孔及地层，以提升可视化效果井探、槽探、坑探以面来表达井探、槽探、坑探物探根据物探类型以点、线、面来表达物探原位测试信息模型静载、直剪、波速测试、动探、静探、标贯、抽水试验、渗透试验原位测试类型较多，以点的方式表达原位测试，通过点来链接原位测试的属性数据拟建工程信息模型拟建物用体表达拟建物外轮廓环境边坡用面表达拟建工程环境边坡基坑边坡用面表达基坑边坡，此处的边坡模型区别于岩土工程设计信息模型，是指由拟建工程建设形成的边坡，用于表达场地地形条件相邻建构筑物信息模型相邻建（构）筑物基础用体表达基础地下洞室用体表达洞室地下管网用线或体表达地下管网表4.2 岩土工程设计信息模型组成元素表类型元素说明边坡（基坑）工程信息模型边坡（基坑）体用体表达支挡结构构件（挡墙、支护桩、面板、肋柱、压顶梁、承台）用体表达其他支护构件（锚杆、锚索、土钉）用体表达支挡结构基础用体表达截（排）水沟用体表达荷载（荷载组合）根据荷载类型表达属性数据地基处理工程信息模型换填垫层体、夯实压实体、复合地基增强体、注浆加固体用体表达换填开挖面、分层强夯面、土工材料铺设面、地基处理影响深度面、地基处理完成面用体表达地基处理工程信息模型基础用体表达渗水盲沟用体表达地基处理材料（垫层材料、土工合成材料、强夯置换材料、复合地基桩体材料、注浆材料）用体表达荷载（荷载组合）根据荷载类型表达属性数据建立岩土工程信息模型主要有以下几个步骤，其主要流程如下：数据准备数据预处理工程地质信息模型构建工程地质属性数据挂接岩土工程设计信息模型构建岩土工程设计属性数据挂接质量检查模型分析与应用不合格合格图4.1 岩土工程信息模型流程工程地质信息模型主要包含地层岩性、地质构造、水文地质条件、不良地质现象、建构筑物主要设计数据以及相邻建构筑物、地下管网位置及范围等内容，建立的模型按照实体与挂接实体的两种表达方式。根据数据来源的不同，分为基于地质测绘数据建模、基于钻孔建模、基于剖面建模、综合法建模几种建模方法。岩土工程设计信息模型需要在已有的地表信息模型和工程地质信息模型之上建立岩土工程结构构件，能实现边坡、基坑、地基处理等相关设计和计算的信息模型。主要有边坡支护信息模型、基坑支护信息模型和地基处理信息模型。建模流程如图4.2所示，建模完成后根据数据可靠性、模型完整性、建模规范性等指标进行质量检查。开始构件数据检查过程地质模型范围检查重新收集数据建立结构构件模型模型组合调整过程地质模型范围相对位置关系检查基坑支护设计模型边坡支护设计模型地基处理设计模型计算设置计算结果合理性分析读取结果根据模型类型选合适的构件不满足建模要求满足建模要求满足建模要求不满足建模要求不符合实际不符合实际符合实际不合理图4.2 岩土工程设计信息模型建模流程图 交付成果岩土工程信息模型的交付是将符合要求的基于岩土工程信息模型的勘察设计成果，即模型交付物，包括岩土工程信息模型本身，以及基于信息模型所形成的各类视图、分析表格和说明文档等，按协议或约定交付业主或委托方。模型交付深度应综合考虑工程性质、规模、特征、场地复杂程度、工作细致程度及建模信息的充分度等因素，根据工程实际需求，按照LOD1、LOD2、LOD3和LOD4四个等级进行交付，且交付物需保证成果的完整性、准确性、可交换性和可维护性，以满足成果的使用。 施工阶段岩土工程BIM应用施工实施阶段是指自工程开始至竣工的实施过程。在施工准备阶段的BIM工作基础上，将BIM技术贯穿到项目管理全过程，不断动态优化调整，及时发现潜在的问题及时解决，实现虚拟进度与实际进度对比，提高项目质量安全管理效能的作用。 竣工阶段岩土工程BIM应用基于各专业施工过程模型、施工记录、验收资料等源数据，构建竣工模型，将验收信息和资料附加或关联到模型，并与工程实测数据进行对比。模型应当准确表达构件的外表几何信息、材质信息、厂家信息以及施工安装信息等。其中，对于不能指导施工、对运营无指导意义的内容，不宜过度建模。将竣工模型用于工程量计算，目的在于从施工BIM模型获取各子项的工程量清单以及项目特征信息，提高各阶段工程造价计算的效率与准确性。 基于岩土工程BIM的协同应用根据不同的项目参与方及协同特点，因地制宜地制定协同目标、对协同技术进行分析、搭建符合项目规模和特点的BIM协同平台、制定协同沟通原则和协同数据安全保障措施，搭建项目参与方协同平台工作环境，通过BIM协同平台帮助项目团队实现对建筑工程全生命周期的监管，及时、透明、全面地让各专业各职能部门掌握项目情况。 应用实例以南宁园博园岩土工程BIM应用项目、某高速公路地质建模项目、某教学楼岩土工程BIM应用项目、地铁区间隧道与基坑开挖岩土BIM应用项目、滑坡岩土工程BIM应用项目为应用案例，列举了在公用建筑物、高速公路、地铁、滑坡、大型场地平整等项目中岩土工程BIM的具体应用，分析了项目的建模方法与应用成效，以为类似项目的开展提供指导。4.2提交成果提交南宁市岩土工程BIM实施指南、编制说明等文件电子版（PDF及word）1份，纸质版成果文件300份。电子数据：提供含有全部成果文件的光盘5套，内容包括文本及其简本。供汇报用演示文件1份，采用ppt格式。五、主要编制工作根据相关要求和规范编制的一般程序，南宁市岩土工程BIM实施指南编制工作由编制前期准备工作、规范起草形成讨论稿、征求意见稿、送审稿和审定稿（报批稿）等五个阶段，时间历程：1. 2017年11月13日 提交编制大纲；2. 2017年12月中 完成初稿；3. 2017年12月底 完成讨论稿；4. 2018年7月中 完成征求意见稿；5. 2018年7月底 完成送审稿；6. 2018年8月初 由南宁市建委组织专家审定会；7. 2018年8月底 根据专家审定意见补充完善形成审定稿（报批稿）以及意见汇总表等，2018年9月发布实施。针对各个阶段的指南编制需求，我们进行了相对应的大量的准备工作：2017年12月，南宁市建委分布召开了勘察企业、设计企业、高校科研单位、施工单位的座谈会，对南宁市BIM应用情况进行了调查：目前勘察企业由于没有上下游业务的拓展基础，属于被动应用，在企业中基本没有得到应用推广。2017年12月，主编许国参加了在昆明举办的第二届全国岩土工程BIM技术研讨会，交流学习全国先进地区的岩土工程BIM应用情况，并参观考察了中国第一座水电站-石龙坝水电站，滇池草海大堤加固提升及水体置换建设工程中BIM技术的应用实践。2018年初我院购入了中地数码南宁地质空间大数据分析系统，该系统为城市级别岩土工程BIM应用软件，可实现城市级别的工程地质、岩土工程及场地实景三维相关数据信息储存、管理及三维信息化应用。2018年6月我院邀请南京库伦软件有限公司到我院举行岩土工程BIM软件应用培训，并初步达成合作意向。六、重要条文解释6.1模型的分类与精细度LOD表示模型的细致程度，英文称作Level of Details，也叫作Level of Development。描述了一个BIM模型构件单元从最低级的近似概念化的程度发展到最高级的演示级精度的步骤。建筑BIM模型中LOD被定义为5个等级，从概念设计到竣工设计，已经足够来定义整个模型过程。但是，为了给未来可能会插入等级预留空间，定义LOD为100到500。具体的等级如下： 模型的细致程度，定义如下：100. Conceptual 概念化200. Approximate geometry 近似构件（方案及扩初）300. Precise geometry 精确构件（施工图及深化施工图）400. Fabrication 加工500. As-built 竣工LOD 100 等同于概念设计，此阶段的模型通常为表现建筑整体类型分析的建筑体量，分析包括体积，建筑朝向，每平方造价等等。LOD 200 等同于方案设计或扩初设计，此阶段的模型包含普遍性系统包括大致的数量，大小，形状，位置以及方向。LOD 200模型通常用于系统分析以及一般性表现目的。LOD 300 模型单元等同于传统施工图和深化施工图层次。此模型已经能很好地用于成本估算以及施工协调包括碰撞检查，施工进度计划以及可视化。LOD 300模型应当包括业主在BIM提交标准里规定的构件属性和参数等信息。LOD 400 此阶段的模型被认为可以用于模型单元的加工和安装。此模型更多的被专门的承包商和制造商用于加工和制造项目的构件包括水电暖系统。 LOD 500 最终阶段的模型表现的项目竣工的情形。模型将作为中心数据库整合到建筑运营和维护系统中去。LOD 500模型将包含业主BIM提交说明里制定的完整的构件参数和属性。岩土工程信息模型交付深度等级是指岩土工程信息模型交付时所能达到的精细程度，一般取决于所能获得的反映场地地表、工程地质及岩土工程条件信息的充分程度。模型交付深度应综合考虑工程性质、规模、特征、场地复杂程度、工作细致程度及建模信息的充分度等因素，根据工程实际需求确定。岩土工程信息模型交付深度等级的选择，应在勘察实物工作基础上，结合场地及工程实际情况，综合考虑多方面因素而确定。岩土工程信息模型交付深度应分为几何和非几何两个信息维度，每个信息维度分为4个等级区间，分别为LOD1、LOD2、LOD3和LOD4，不同交付深度的岩土工程信息模型满足不同的工程用途：1) LOD1深度等级应初步反映建设场地及其周边的地形地物与基本工程地质信息，并可满足可行性研究或方案设计的需要；2)LOD2深度等级应准确表达建设场地及其周边地表信息，初步反映场地内地质条件和岩土参数，为工程设计提供初步建议，并可满足初步设计的需要；3)LOD3深度等级应准确表达建设场地及其周边环境的地上和地下综合信息，查明场地岩土条件，为工程设计、施工和不良地质作用的防治等提供建议，并可满足施工图设计的需要；4) LOD4深度等级应全面反映建设场地及其周边环境的地上和地下综合信息，以及相应的施工过程信息，为工程项目施工及竣工提供基础资料支撑，并可满足施工及竣工的需要；岩土工程信息模型交付深度等级反映了工程勘察工作的特殊性，与建筑、市政专业的相应规范标准的模型交付深度等级划分无严格的对应关系。LOD4为岩土工程信息模型的最高交付等级，从工程勘察的角度来说，此等级模型应包含施工阶段的勘察内容，保证岩土工程信息模型的精度；从岩土工程设计的角度来说，还应包含岩土工程的施工与竣工信息，可用于工程后续的运营与维护。6.2 交付内容岩土工程信息模型的交付成果应符合相关专业技术标准要求，保证成果的完整性、准确性、可交换性和可维护性。1.完整性、准确性：交付的信息模型应满足委托范围内成果准确、完整的基本要求，为确保成果完整性，交付模型应为可编辑的数据源文件，并且应注明建模软件名称及软件版本。2.交换性、可维护性：模型格式应符合建筑工程数据交换标准，如DWG、DGN、RVT、OBJ等主流格式，以保证交付模型具备可在多软件平台上进行数据交换的功能。且当模型数据信息发生变化和更新，需要对岩土工程信息模型进行调整时，应能够对模型进行维护，以及进行后续数据维护的功能。