一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法，属于基坑工程领域，包括以下操作步骤：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，桩锚支护结构快速建模是通过对桩锚构件进行参数化处理，对基坑信息进行输入和划分剖面区域，根据设定的支护类型，对桩锚单元进行参数化自定义，依次对各剖面区域进行桩锚参数自定义的操作，生成对应剖面的支护模型，再根据限制条件对模型进行检查调整，最终形成完善的基坑桩锚支护模型。本发明专利技术实现了基于BIM技术进行参数化建模，达到了快速建模的目的，为基坑工程设计和施工提供良好的模型支持。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法
本专利技术属于基坑工程领域，具体涉及一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法。
技术介绍
桩锚支护结构是基坑开挖常用的一种支护形式，主要是由排桩和锚索组成，综合了锚索和抗滑桩的支护原理。排桩作为挡土体系，通过锚索与土体形成锚固体所形成的锚固力，获得水平向的支撑力，阻止坑外土体向坑内位移。桩锚支护结构作为一个临时性的支护体系，在施工过程中要其保证安全可靠，需要设计人员进行建模分析。模型的数据信息对计算分析至关重要，通过BIM技术是的模型具有相应的有效信息，是的计算过程更加精准高效。目前，基坑建模的方式有很多，生成模型的可视化效果也很好，但模型的属性信息较少，主要存在以下问题：一是建模速度较慢，参数化程度低；二是构件属性信息较少，针对性不强；三是构件关联性不强，建模自动化程度不高。上述问题已成为制约基坑工程信息化集成的关键因素，如何利用BIM技术解决基坑工程快速参数化自动建模是当前最迫切的，基于此本专利技术提出了一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法。
技术实现思路
针对现有基坑工程建模中存在的问题，本专利技术提出了一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法，克服了现有技术的不足。通过建立桩锚族库构件，形成参数化的BIM族库，对桩锚支护的族库构件的参数提取和基坑轮廓及周边数据的识别，将支护类型的参数以一种可视化界面的方式进行自定义输入，并将支护类性赋予到拾取的基坑轮廓线，进而建立桩锚支护结构。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法，在整个过程利用BIM工具进行建模，包括以下步骤：S1，建立桩锚支护构件族库，其中又包括步骤S1.1建立桩锚构件族、步骤S1.2桩锚构件参数化处理；S2，基坑信息输入和区域划分，其中又包括步骤S2.1输入标高基准信息、S2.2输入地层信息、S2.3输入基坑轮廓线信息、S2.4输入周边环境限制条件、S2.5划分剖面区域；S3，桩锚单元参数自定义，其中又包括步骤S3.1拾取同一区域的基坑轮廓线、S3.2输入该区域桩锚单元参数信息；S4，桩锚支护结构建立步骤主要是对其他区域依次重复步骤S3，生成整个基坑的桩锚支护模型；S5，模型检查调整，其中又包括步骤S5.1检查限制条件并生成报告、S5.2调整部分构件位置及参数；S6生成完整模型。所述步骤S1建立桩锚支护构件族库的具体步骤包括：步骤S1.1：根据桩锚支护的结构形式，分别建立支护桩、锚索、围檩构件族，根据构件材质、形状、样式特征定义出构件族中具体的构件类型；其中，支护桩按照材质不同分为混凝土桩、钢桩；锚索按照材质不同分为钢绞线形式和钢筋形式；围檩按照材质不同分为混凝土围檩、钢围檩；步骤S1.2：将各具体的构件类型进行参数化处理，其中：属于支护桩的各构件类型参数包括截面尺寸、桩长；属于锚索的各构件类型参数包括锚索自由段长度、锚索锚固段长度、锚索总长、锚索角度、锚索根数、锚头类型、锚垫板类型；属于围檩的各构件类型参数包括截面尺寸、截面角度；桩锚组合单元特征参数包括支护桩构件类型、锚索构件类型、围檩构件类型、桩锚组合比例类型、桩间距、锚索道数、锚索每道位置。所述步骤S2基坑信息输入和区域划分的具体步骤为：步骤S2.1：输入正负零与绝对标高的对应关系，其他位置标高根据此对应关系进行计算得到；步骤S2.2：根据地勘报告，输入地层勘察孔信息，通过标高控制地层厚度，生成地质模型，不同的地层用对应的材质进行区分；步骤S2.3：根据基坑开槽图纸，输入基坑轮廓线信息，所述基坑轮廓线信息在BIM工具中直接绘制，或者由其他工具绘制后，以一定的格式导入BIM工具里；步骤S2.4：根据地勘及地下环境资料，输入周边环境信息，并建立限制条件，包括地下管线、地下建构筑物、影响范围内的地上建筑物和其他附属设施；步骤S2.5：根据步骤S2.1和步骤S2.2，同时考虑基坑开挖深度、内部结构情况与拟选择的支护形式，根据支护方案的不同对基坑进行剖面区域划分。所述步骤S3桩锚单元参数自定义的具体步骤包括：步骤S3.1：根据剖面区域划分情况，拾取同一区域的基坑轮廓线，不同区域基坑轮廓线按照顺时针方向依次进行拾取；步骤S3.2：根据步骤S3.1中拾取的基坑轮廓线，输入该区域桩锚单元参数信息，包括支护桩构件类型、锚索构件类型、围檩构件类型、桩锚组合单元特征参数，桩锚单元与基坑轮廓线偏移量、桩顶与正负零标高偏移量，完成对桩锚单元参数的自定义。所述步骤S4桩锚支护结构建立的具体步骤为：在步骤S3完成某一区域桩锚单元参数自定义后，生成对应剖面的支护模型；基坑轮廓线各段向坑外偏移指定距离生成偏移线，按顺时针方向确定该所述偏移线的起点和终点；桩锚组合单元在偏移线上布置，以偏移线起点作为桩锚组合单元的首个插入点，按照定距等分布置的原则沿顺时针方向布置，直至构件覆盖该所述偏移线终点。所述步骤S5模型检查调整的具体步骤为：步骤S5.1：通过设定限制条件，对支护结构的碰撞问题进行检查，检查桩锚构件体系的限制条件，发现超出限制条件的碰撞情况，将碰撞的构件以不同的颜色分别提示，包括桩锚支护结构之间的碰撞和桩锚单元与周边环境的碰撞，可分类生成相应的检查报告；步骤S5.2：根据S5.1中生成的碰撞报告，对于超出限制条件的碰撞构件，进行合并、删除、移位，直至满足限制条件要求，最终形成完善的基坑桩锚支护模型。本专利技术带来的有益技术效果：（1）利用BIM技术建立构件族库，根据构建类型进行数据信息的参数化处理，提高了建模过程的速度；（2）通过BIM技术建立的参数化构件，对构件的信息进行赋予，提高了模型的信息化程度；（3）通过将建立的参数化桩锚构件进行参数之间的关联，形成桩锚支护体系的联动效应，修改某一参数后，其他与之关联的参数也会自动的进行修改；（4）通过识别基坑边线，将自定义的桩锚支护形式赋予选中的基坑边线，自动生成模型；（5）通过设置边界条件能解决构件之间和构件与既有环境的碰撞问题，并进行自动优化调整。附图说明下面结合附图和具体实施方法对本专利技术作进一步详细的说明：图1为本专利技术一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法的流程图。具体实施方式一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法，在整个过程利用BIM工具进行建模，包括以下步骤：S1，建立桩锚支护构件族库，其中又包括步骤S1.1建立桩锚构件族、步骤S1.2桩锚构件参数化处理；S2，基坑信息输入和区域划分，其中又包括步骤S2.1输入标高基准信息、S2.2输入地层信息、S2.3输入基坑轮廓线信息、S2.4输入周边环境限制条件、S2.5划分剖面区域；S3，桩锚单元参数自定义，其中又包括步骤S3.1拾取同一区域的基坑轮廓线、S3.2输入该区域桩锚单元参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法，其特征在于，整个过程利用BIM工具进行建模，包括以下步骤：/nS1，建立桩锚支护构件族库，其中又包括步骤S1.1建立桩锚构件族、步骤S1.2桩锚构件参数化处理；/nS2，基坑信息输入和区域划分，其中又包括步骤S2.1输入标高基准信息、S2.2输入地层信息、S2.3输入基坑轮廓线信息、S2.4输入周边环境限制条件、S2.5划分剖面区域；/nS3，桩锚单元参数自定义，其中又包括步骤S3.1 拾取同一区域的基坑轮廓线、S3.2 输入该区域桩锚单元参数信息；/nS4，桩锚支护结构建立步骤主要是对其他区域依次重复步骤S3，生成整个基坑的桩锚支护模型；/nS5，模型检查调整，其中又包括步骤S5.1 检查限制条件并生成报告、S5.2 调整部分构件位置及参数；/nS6生成完整模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法，其特征在于，整个过程利用BIM工具进行建模，包括以下步骤：
S1，建立桩锚支护构件族库，其中又包括步骤S1.1建立桩锚构件族、步骤S1.2桩锚构件参数化处理；
S2，基坑信息输入和区域划分，其中又包括步骤S2.1输入标高基准信息、S2.2输入地层信息、S2.3输入基坑轮廓线信息、S2.4输入周边环境限制条件、S2.5划分剖面区域；
S3，桩锚单元参数自定义，其中又包括步骤S3.1拾取同一区域的基坑轮廓线、S3.2输入该区域桩锚单元参数信息；
S4，桩锚支护结构建立步骤主要是对其他区域依次重复步骤S3，生成整个基坑的桩锚支护模型；
S5，模型检查调整，其中又包括步骤S5.1检查限制条件并生成报告、S5.2调整部分构件位置及参数；
S6生成完整模型。


2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法，其特征在于，所述步骤S1建立桩锚支护构件族库的具体步骤包括：
步骤S1.1：根据桩锚支护的结构形式，分别建立支护桩、锚索、围檩构件族，根据构件材质、形状、样式特征定义出构件族中具体的构件类型；其中，支护桩按照材质不同分为混凝土桩、钢桩；锚索按照材质不同分为钢绞线形式和钢筋形式；围檩按照材质不同分为混凝土围檩、钢围檩；
步骤S1.2：将各具体的构件类型进行参数化处理，其中：
属于支护桩的各构件类型参数包括截面尺寸、桩长；
属于锚索的各构件类型参数包括锚索自由段长度、锚索锚固段长度、锚索总长、锚索角度、锚索根数、锚头类型、锚垫板类型；
属于围檩的各构件类型参数包括截面尺寸、截面角度；
桩锚组合单元特征参数包括支护桩构件类型、锚索构件类型、围檩构件类型、桩锚组合比例类型、桩间距、锚索道数、锚索每道位置。


3.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的基坑桩锚支护结构快速构建方法，其特征在于，所述步骤S2基坑信息输入和区域划分的具体步骤为：
步骤S2.1：输入正负零与绝对标高的对应关系，其他位置标高根据此对应关系进行计算得到；
步骤S2.2：根据地勘报告，输入地层勘察孔信息，通过标高控制地层厚度，生成地质模型，不同的地层用对应的材质进行区分...

【专利技术属性】
技术研发人员：童希明，魏炜，夏欣，许闯，刘光磊，杨宝森，吴嘉希，候文诗，王玉军，
申请(专利权)人：北京中岩大地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11