一、引言

随着我国城市建设规模化发展，城市高层建筑、综合管廊、地下车库等地下工程数量持续激增，深基坑工程施工深度、规模与施工复杂度不断提升。深基坑工程属于高风险隐蔽工程，施工周期长、地质干扰因素多，土方开挖、支护施工、降水作业等各工序均可能引发土体应力重分布，产生不同程度的结构变形与土体位移，变形失控将直接诱发重大施工安全事故。基于此，本文依托BIM技术核心特性，开展深基坑施工变形预测与安全控制研究，解决传统管控模式的技术短板，提升深基坑工程施工安全管控的科学性与高效性。

二、深基坑施工变形类型及管控难点

深基坑施工变形是土体应力、支护结构受力动态变化的综合结果，核心变形类型包含支护墙体水平位移、基坑底部土体隆起、基坑周边地表沉降、支护结构竖向变形四类，各类变形相互关联、相互影响，共同决定基坑施工整体安全性。支护墙体水平位移多由土方开挖后侧向土压力失衡引发，是基坑最常见的变形形式，位移过大会导致支护结构开裂、稳定性下降；基坑底部隆起源于深层土体卸荷回弹，土质松软、降水不到位区域隆起变形更为显著，易造成基坑整体失稳；周边地表沉降会直接影响基坑周边道路、管线及建筑物安全，是施工外部风险管控的核心指标；支护结构竖向变形则易引发支护体系受力不均，造成局部结构破损。当前深基坑变形安全管控存在多重技术难点，一是地质条件复杂性高，土层分布、地下水压力、土体承载力存在空间差异性，传统计算模型难以精准适配实际工况，变形预测误差较大；二是施工工序动态性强，分层开挖、支护、降水等工序交替开展，土体应力持续变化，静态管控方式无法适配动态变形规律；三是数据集成度低，传统管控模式下地质、施工、监测数据相互独立，无法实现数据联动分析，难以精准预判变形发展趋势。

三、基于BIM的深基坑施工变形预测体系构建

依托BIM技术参数化建模、施工仿真、数据联动分析能力，结合深基坑变形演化规律，可构建全流程、高精度的施工变形预测体系，实现从静态分析到动态预判的技术升级。首先，搭建BIM高精度基坑模型，整合工程勘察报告中的土层参数、地下水分布、地形地貌等地质数据，结合基坑设计参数、支护结构尺寸、施工边界条件，建立基坑土体、支护结构、周边环境一体化三维BIM模型，精准还原施工现场真实工况，为变形分析提供基础载体。其次，开展施工全过程动态仿真模拟，基于BIM模型嵌入分层开挖、支护施工、降水作业等施工工序参数，模拟各施工阶段土体应力变化与结构变形过程，同步关联施工进度与工况参数，动态推演不同施工阶段的变形数值、变形位置及发展趋势，精准识别高风险变形区域。再次，实现监测数据实时联动预测，将现场变形监测设备采集的位移、沉降、应力等实时数据接入BIM模型，完成实测数据与仿真数据的实时比对校正，修正模型计算参数，缩小预测误差，提升变形预测的精准度。最后，搭建变形预警机制，依托BIM平台设置各类变形指标阈值，当仿真预测数据或实时监测数据接近预警值时，系统自动触发预警，明确风险等级与风险区域，为后续安全管控提供精准依据。

四、基于BIM的深基坑施工安全控制策略

结合BIM变形预测结果与深基坑施工管控难点，从事前防控、事中管控、事后优化三个维度，构建系统化、动态化的深基坑施工安全控制策略，全面规避变形引发的安全风险。事前防控阶段，依托BIM模型开展施工方案模拟优化，对比不同开挖顺序、支护参数、降水方案下的基坑变形状态，筛选变形最小、安全性最高的最优施工方案；同时通过BIM可视化开展施工技术交底，明确各工序变形管控要点，规避人工操作偏差引发的变形超标问题。事中动态管控阶段，依托BIM实时仿真与监测数据，动态追踪基坑变形发展趋势，针对预测的高风险区域，及时优化施工节奏，调整开挖速率、支护间距、降水强度，实现变形动态调控；利用BIM模型可视化展示风险分布，指导现场精准布控，优先完成高风险区域支护加固，保障支护体系受力均衡。事后优化阶段，基于BIM平台整合全施工周期变形数据、施工参数、风险处置记录，形成标准化数据库，总结不同工况下的变形演化规律与管控经验；同时依托数据复盘优化施工工艺，完善变形管控指标体系，持续提升深基坑安全管控标准化水平。此外，借助BIM协同管理特性，实现设计、施工、监测、管理多主体数据共享，打通信息壁垒，提升安全管控协同效率，全方位保障深基坑施工安全稳定。

五、结论

深基坑施工变形管控是地下工程安全施工的核心环节，传统管控模式存在预测精度低、动态性不足、管控滞后等突出短板，难以适配复杂工况下的施工安全需求。本文基于BIM技术的可视化、参数化、动态仿真核心优势，分析深基坑施工核心变形类型与管控难点，构建了集模型搭建、仿真模拟、数据校正、风险预警于一体的BIM变形预测体系，从全施工周期维度制定了针对性的安全控制策略。研究表明，BIM技术可有效实现深基坑施工变形的精准预判与动态管控，突破传统静态管控的技术局限，精准识别施工全过程隐蔽风险，大幅提升变形预测精度与安全管控效率。通过BIM技术与深基坑施工管控的深度融合，可实现施工方案优化、风险提前防控、工序动态调控、数据溯源复盘的全流程智能化管控，有效降低基坑变形超标、结构失稳等安全事故发生率。BIM技术的应用为深基坑工程精细化、智能化安全管控提供了可靠技术路径，对提升地下工程施工质量、筑牢施工安全防线、推动岩土工程数字化转型升级具有重要的工程应用价值与现实意义。

参考文献

[1]杨大田,范良宜,刘畅.基于GA?BP神经网络的深基坑变形预测与BIM技术的施工控制研究[J].施工技术(中英文),2022,51(20):112-117,127.DOI:10.7672/sgjs2022200112.

[2]李森,李明煜,徐梦强,等.基于数字孪生的深基坑变形控制技术与应用[J].工程建设,2025,8(5).DOI:10.33142/ec.v8i5.16624.

[3]向玮,张爱军,高伟.深基坑施工变形预测与控制方法研究[J].岩土工程学报,2012(S1):634-637.