[發明專利]基于BIM的施工前深基坑模擬計算方法

在審

• 申請號: 202010900762.2
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112052497A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 徐亮;邵東升;吳佳
• 申請（專利權）人: 浙江勤業建工集團有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06T17/00;G06F111/10
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所(普通合伙) 33220
• 代理人: 高林

本發明涉及一種基于BIM的施工前深基坑模擬計算方法，通過巖土軟件，對深基坑的土層信息進行三維建模；將三維土層模型導入深基坑軟件，在土層模型基礎上對深基坑支護結構進行建模，并對深基坑支護結構模型進行不同工況下的受力計算和結構變形計算，依據計算結果對基坑挖土分段分層工況和出土口布置、監測點布置進行優化；將優化后的深基坑施工方案進行摸擬預施工；優勢在于：利用BIM技術，對巖土信息和深基坑支護結構進行三維建模，并利用深基坑計算軟件進行基坑支護結構各工況摸擬受力位移計算，為基坑施工方案優化提供了技術和數據支持，使得實際施工支護結構位移、沉降都在模擬計算范圍之內，加快了施工進度的同時，確保了質量和安全。

技術領域

本發明涉及深基坑施工技術領域，尤其涉及一種基于BIM的施工前深基坑模擬計算方法。

背景技術

BIM（Building Informmation Modeling）的核心是以模型為載體，利用數字化技術，將建筑設計、施工、運行的各類物理數據和實際信息集成化，并三維的展示出來，從而為建筑工程項目的參建各方提供了一個信息交互的協同工作平臺。

目前，在深基坑施工中，施工方主要利用BIM技術的三維可視化、虛擬施工等特點，使工程進度、成本得到控制和監管，使得施工方案、技術交底等更為清楚詳細，減少了錯誤和漏洞的出現。例如，利用三維模型進行交底，可以提升施工人員對開挖方案的了解；利用虛擬施工對開挖方案進行模擬，在軟件輔助下，可精確找出方案實施過程中隱藏的問題，優化開挖細節，從而達到縮短工期、提高效益的目的；利用三維模型，可以提高土石方開挖回填的工程量的精確計算，達到成本可控等等。

但上述應用，存在著以下不足：施工方建立的三維模型是基于設計方給出的基坑圍護圖紙和數據，只起到三維模型可視化的作用，并未對支護結構和巖土進行力學模擬計算分析，方案優化也僅僅只是基于工期和勞動力、機械、材料的調配，并未基于深基坑施工全過程整體動態受力變化情況進行深層次施工優化，基于此，本案由此而生。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于BIM的施工前深基坑模擬計算方法，對深基坑施工全過程整體動態受力變化情況進行摸擬計算，為深基坑施工方案的優化提供了技術和數據支持。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于BIM的施工前深基坑模擬計算方法，包括以下步驟：

S1.通過巖土軟件，對深基坑的土層勘測信息進行三維建模，得到三維土層模型；

S2.將三維土層模型導入深基坑軟件，在三維土層模型基礎上根據深基坑支護設計對深基坑支護結構體系進行建模，得到基坑支護結構設計模型；

S3.利用深基坑軟件，對深基坑支護結構設計模型進行受力計算，計算得出深基坑支護結構的受力情況，以及在不同受力情況下的結構變形數據，并依據模擬計算結果進行施工優化；

S4.將調整優化后的深基坑支護施工方案在BIM軟件中進行施工模擬，結合現場施工組織方案，優化機械、材料、勞動力調度，進行摸擬預施工。

進一步的，所述步驟S3中還包括以下步驟：利用深基坑軟件，按照施工順序對挖土工況進行模擬計算，依據計算結果調整優化挖土分段分層工況，并選擇結構受力變形較小處作為出土口，依據計算結果調整優化挖土方案。

進一步的，所述步驟S3中還包括以下步驟：依據挖土工況的計算結果，進行監測點布置優化，重點對模擬計算中支護結構位移較大處進行加強監測。

本發明的優點在于：利用BIM技術，對巖土信息和深基坑支護結構體系進行三維建模，并利用深基坑計算軟件進行基坑支護結構各工況摸擬受力、位移計算，為基坑施工方案優化提供了技術和數據支持，使得實際施工支護結構位移、沉降都在模擬計算范圍之內，加快了施工進度的同時，確保了質量和安全。將原本最不可控的深基坑施工，變得一切盡在掌握。