一种基于BIM技术的基坑支护智能施工方法与流程

一种基于bim技术的基坑支护智能施工方法
技术领域
1.本发明涉及一种基于bim技术的基坑支护智能施工方法。


背景技术：

2.目前基坑工程常用技术，各项目都要根据项目自身资料手动建立二维图纸分析或手动建立基坑支护模型提供参考，时间长，工作量大，工作效率不高。较缺智能分析，快速建模效率高的系统。
3.专利申请号202010727383.8的中国发明专利《一种基于bim技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法》，其中公开了建立桩锚支护构件族库、基坑信息输入和区域划分、桩锚单元参数自定义、桩锚支护结构建立、模型检查调整、生成完整模型的技术方案。该技术中由于需要输入大量信息，手动设定内容和手动调整操作较多，耗时长，且无构件明细表和构件接触不良地质报告，自动化建模较低。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种操作简单，适用于各类基坑工程的支护智能分析和快速建模，为工程设计和施工提供数据支持，具有较高推广价值的基于bim技术的基坑支护智能施工方法。
5.一种基于bim技术的基坑支护智能施工方法，包括：
6.建立基坑支护智能分析系统，内置有基坑支护参数化bim构件族库和智能算法的数据库；
7.识别基坑底高程中心线和地勘报告地质层，并进行智能化分析；
8.进行支护基本参数的设置；
9.按照设置的支护基本参数，进行支护结构模型、施工图和明细表的一键生成；
10.检查生成的模型是否符合要求，如需修改，则重新放回进行支护基本参数的设置，直至符合要求。
11.作为优选，内置基坑支护参数化bim构件族库的方法为：建立基坑支护结构类型的全部构件，包括有围护结构的构件族库和支撑结构的构件族库，其中，构件族库根据构件结构尺寸、规格、样式的特征定义进行参数化的设置。
12.作为优选，内置智能算法的数据库的方法为：基于基坑支护结构设计计算规则、基坑支护结构在不同地质、不同深度适用条件，在基坑支护智能分析系统嵌入规则形成智能算法数据库。
13.作为优选，识别基坑底高程中心线的方法为：提取基坑底高程中心线xyz坐标的excel数据或cad格式的路线，导入基坑支护智能分析系统中后，根据内嵌的支护规则，根据地面与基坑深度的距离、地质层分布情况，自动为导入的中心线进行线段分组，根据不同高程和地质条件，规则将中心线划分若干线段。
14.作为优选，识别地勘报告地质层的方法为：根据提取地质勘察报告地质层分布
excel数据，导入基坑支护智能分析系统中识别excel数据，并生成仿真地质层分布模型，基坑支护智能分析系统对识别的地质信息中分类好的地质层名字进行命名，并加以颜色划分。
15.作为优选，在识别地勘报告地质层已识别的地质信息中，选择对施工要注意的不良地质或需要引洞的地质进行高亮色彩显示。
16.作为优选，支护基本参数的设置方法为：根据基坑底高程中心线划分的若干线段，进一步分配适合线段区间的支护桩，并进行支护结构类型的选择，待选择完成后，自动分析出该线段区域的基坑底高程，顶部高程，地面平均高程、桩长的参数。
17.作为优选，进行支护结构模型和施工图一键生成的方法为：根据基坑底高程中心线划分的线段情况，当划分的为多线段时，基于多线段的分布生成曲状的支护结构模型，当划分的为单线段时，则直接生成笔直的支护结构模型，同时生成对应的施工图。
18.作为优选，进行支护结构明细表一键生成的方法为：基于多线段分布生成的曲状支护结构模型和单线段生成的笔直支护结构模型进行明细表的生成，该明细表包含支护桩、止水桩、横梁、腰梁、冠梁的支护结构体系构件信息，以及每个构件的编码，规格、长度、宽度、厚度、高程的信息来作为工程量统计表。
19.作为优选，明细表编码对应模型所处位置，点击明细表中某个构件，直接索引跳转到该构件三维模型的可视化位置，根据构件三维模型的可视化位置，选择高亮色彩显示的不良地质或需要引洞的地质，生成包含溶洞所处的深度、具体的xyz坐标数据位置的明细报告。
20.本方案根据识别地勘报告地质层数据，根据识别基坑底高程中心线，智能分析中心线所处位置的深度和地质分布情况，系统自动选择适合的支护结构类型。进一步在数据库的设置参数界面输入基坑支护基本参数，一键生成基坑支护的bim模型和施工图；减少人工反复操作，做到正向设计出图，保证图纸更加符合施工使用；支护桩和不良地质层的接触不仅在模型高亮显示可视化直观部位，生成报告中含实际位置xyz坐标、深度、图片等信息，对不良地质施工提供重要参考数据，有效节约成本，缩短工期；生成支护桩、止水桩、横梁、腰梁、冠梁等构件明细表，包含每个构件的编码、规格、长度、宽度、高程等属性、工程量信息，方便构件定位、工程量统计和材料采购。检查调整部分区域优化模型时，明细表会自动同步更新。自动化智能化分析较好，进一步促进信息技术在工程技术领域的有益应用。
21.本发明的有益效果是：
22.1、解决基坑工程传统建模方式，需要按照设计图纸手动建模，操作繁琐，消耗时间较多，智能化分析不足的问题；2、简化建模方式，参数化一键生成bim模型及施工图，可视化效果好，简化设计人员操作；3、智能化分析后生成不良地质详细报告和构件明细表，解决施工单位工程量清单材料采购，指导不良地质支护桩施工的难题，缩短工期，节约材料和成本。
附图说明
23.图1为地质层分布模型图；
24.图2为导入界面图；
25.图3为智能分析支护线界面图；
26.图4为基坑支护参数设置图；
27.图5为基坑支护公共参数设置图；
28.图6为多段线分别生成的支护结构模型图；
29.图7为单线段生成的支护结构模型图；
30.图8为支护结构各构件分类明细表示意图；
31.图9为支护结构各构件分类明细表示意图。
具体实施方式
32.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
35.实施例
36.步骤1、基坑支护智能分析系统，内置基坑支护参数化bim构件族库和强大智能算法的数据库。
37.1.1建立基坑支护参数化bim构件族库，基坑支护参数化bim构件族库，包括基坑支护结构类型的全部构件，如围护结构的钢板桩、灌注桩、smw工法桩等族库；支撑结构的围檩、横撑，钢管、立柱及其他附属构件等族库。其中构件族库根据构件结构尺寸、规格、样式等特征定义进行参数化设置，便于输入基本参数信息，自动生成相应规格的模型构件。
38.1.2强大智能算法的数据库
39.根据《建筑地基基础设计规范》gb 50007—2011、《建筑基坑支护技术规程》jgj120-2012两部标准的相关规定和设计要求，提取基坑支护结构设计计算规则、基坑支护结构在不同地质、不同深度适用条件，在系统嵌入规则形成智能算法数据库。
40.步骤2、识别基坑底高程中心线、识别地勘报告地质层，智能化分析
41.2.1根据提取地质勘察报告地质层分布excel数据，导入步骤1的基坑支护智能分析系统，系统识别excel数据，生成仿真地质层分布模型，如图1，三维地质层可视化效果直
观。系统能够识别地质信息分类好地质层名字命名，并加以颜色划分，如素土层、砂层、粉质粘土，溶洞等。
42.2.2识别基坑底高程中心线后智能进行线段分组。提取基坑底高程中心线xyz坐标的excel数据，导入步骤1的基坑支护智能分析系统,如图2“导入路线”选项，导入基坑底高程中心线后，根据内嵌的支护规则，主要根据地面与基坑深度的距离、地质层分布情况，自动为导入的中心线进行线段分组，根据不同高程和地质条件，规则将中心线划分若干线段。
43.另外，基坑底高程中心线除了excel数据导入还可以直接导入cad格式的路线。内嵌支护规则将cad线进行线段分组，得到若干线段
44.2.3在步骤2.1中已识别的地质信息，有对施工要注意的不良地质或需要引洞的地质，可在图2界面选择出来，例如不良地质溶洞、需要引孔的微风化石灰岩。为支护结构接触到这些地质时出详细报告准备。
45.步骤3、支护基本参数设置。点击步骤2.2划分好的某一线段，系统进一步分配适合线段区间的支护桩，弹出图3智能分析支护线界面，显示智能分析结果的支护结构类型，如需调整，在图3中支护设置选其他支护结构类型，确定后，进入图4、图5的基坑支护参数界面，自动分析出该线段区域的基坑底高程，顶部高程，地面平均高程、桩长等参数。需要输入基坑支护其他参数，如基坑宽度，横撑道数、支护桩中心间距，是否加强底部等数据。
46.进一步，可以将基坑周围环境模型导入地质模型中，当基坑中心线的某一区域线段存在建筑物时，系统可自动识别为灌注桩支护来保护周围建筑，避免其他支护类型强度不够，因基坑开挖，周围建筑物产生下沉或坍塌事故。
47.步骤4、在步骤3支护基本参数设置好后，确定一键生成支护结构模型、出具施工图，做到正向设计。如图6、7。图6是分别识别步骤2.2将中心线分析划分的线段，出来的模型图，图7是识别单一线段，该区域底部还加强桩基的模型。同时生成明细表，包含支护桩、止水桩、横梁、腰梁、冠梁等支护结构体系构件信息，进一步每个构件的编码，规格、长度、宽度、厚度、高程等信息。可作为工程量统计表，便于施工物料采购，和施工资源计划安排，其中明细表编码对应模型所处位置，点击明细表中某个构件，可直接索引跳转到该构件三维模型的可视化位置。
48.在步骤2.3中的设置，此时三维模型可视化，高亮颜色显示支护桩与不良地质溶洞地质接触，同样生成的明细报告，包含溶洞所处的深度、具体的xyz坐标数据位置，如图8、9可导出报告。
49.步骤5、在步骤4生成的模型，检查模型，是否符合要求，如需进一步修改调整，回到步骤3支护基本参数设置，重新调整部分参数，直至符合要求。不需要等待系统全部重新生成模型和明细表，细部区域的调整模型完善后，明细表、报告等自动更新内容，降低计算机的系统运行时间。
50.步骤6、组织施工实施。
51.本发明的有益效果是：
52.解决了基坑工程传统建模方式，操作繁琐，消耗时间较多，智能化不足的问题，实现一键生成建模及施工图，可视化效果好，简化设计人员操作，明细表方便工程量统计和材料采购，提高工作效率，构件接触不良地质报告为施工提供重要参考，有效节约成本，缩短工期。
53.本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。