CN106780723B - 一种利用bim技术实现基坑快速参数化三维建模的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及岩土工程中基坑设计技术领域，尤其是一种利用BIM技术实现基坑快速参数化三维建模的方法，其特征在于：利用BIM技术将基坑围护结构概化成可参数化控制的三维剖面，然后将所述基坑围护结构按照其基坑边线线形分布的原则布置所述三维剖面并对所述三维剖面进行参数化设置，所述参数化设置满足于基坑尺寸的要求，从而实现基坑的三维建模。本发明的优点是：（1）基坑三维复合BIM剖面可参数化控制，通过调整参数，模型自动调整；（2）基坑三维复合BIM剖面具有可重复利用的特性，一次创建可永久用于不同模型，减少重复劳动，提高效率；（3）可快速建立基坑整体BIM模型，并可根据设计参数进行不同方案的调整。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程中基坑设计技术领域，尤其是一种利用BIM技术实现基坑快速参数化三维建模的方法。
背景技术
传统的深基坑设计、施工、监测等环节相对独立，各阶段以二维图纸及数据图表作为传递介质。随着城市基坑不断向深大复杂方向发展，传统方法对深基坑风险控制、环境影响分析、复杂工况表达、监测时间历程变化分析等要求显得越来越力不从心，特别是周边环境复杂，地层复杂，施工流程复杂的深基坑工程，在传统的二维设计面临信息表述复杂、设计效率低、数据共享分析能力差等情况下，需要采用一种新的技术来推动深基坑技术发展。
BIM技术是一种新型的方法，实现了从二维空间向三维空间变革，从静态的信息向动态的信息发展，将BIM技术引入基坑工程特别是复杂的深大基坑项目，通过创建基坑BIM模型，在设计、施工、监测全过程实现信息共享，可提高工作效率，降低风险。基坑工程采用BIM技术的首要问题是建立一个信息化三维模型，实现对基坑工程设计、施工、监测的信息化管理以及有效的全面控制。目前还未见对基坑BIM三维建模的系统化研究，所以，如何实现快速建立基坑三维参数化模型、提高便利性是本发明主要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种利用BIM技术实现基坑快速参数化三维建模的方法，通过BIM技术将基坑围护结构概化成可参数化控制的三维剖面，实现基坑三维BIM模型的快速建立，并可实现参数化调整。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种利用BIM技术实现基坑快速参数化三维建模的方法，其特征在于：利用BIM技术将基坑围护结构概化成可参数化控制的三维剖面单元，然后将所述基坑围护结构按照其基坑边线线形分布的原则布置所述三维剖面单元并对所述三维剖面单元进行参数化设置，所述参数化设置满足于基坑尺寸的要求，从而实现基坑的三维建模。
所述方法至少包括以下步骤：
概化基坑围护结构的三维复合BIM剖面单元，所述三维复合BIM剖面单元为基坑建模的基本单位，若干所述三维复合BIM剖面单元组合构成资源库；
将基坑按照其边线分成若干不同的围护结构形式；
根据所述基坑的不同围护结构形式，调用与所述围护结构形式分别对应的所述资源库内的所述三维复合BIM剖面单元，使所述三维复合BIM剖面单元按所述基坑的边线布置在所对应的位置上；
生成所述基坑的三维BIM模型。
所述三维复合BIM剖面单元至少包括挡土结构、止水体系、拉锚及支撑体系以及坑内加固结构中的一种或者两种及两种以上的组合结构。
本发明的优点是：（1）基坑三维复合BIM剖面可参数化控制，通过调整参数，模型自动调整；（2）基坑三维复合BIM剖面具有可重复利用的特性，一次创建可永久用于不同模型，减少重复劳动，提高效率；（3）可快速建立基坑整体BIM模型，并可根据设计参数进行不同方案的调整。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例：如图1所示，本实施例中利用BIM技术实现基坑快速参数化三维建模的方法包括以下步骤：
1）概化基坑围护结构的三维复合BIM剖面，此三维复合剖面为基坑建模的基本单位（单元构件），满足线型分布原则，可参数化调整，一次创建可重复使用，其中可参数化调整指的是可调整单一围护结构的三维复合BIM剖面的具体结构参数。
一般而言，基坑围护结构都可概化成不同的剖面单元，基坑围护结构设计的基本程序流程就是对不同的剖面进行类型选择、计算、参数调整，而基坑的剖面单元又可概化成线型分布的结构，如：排桩结合止水帷幕的围护结构，可按照基坑边线线形布置；搅拌桩内插型钢的SMW工法也是按照基坑边线线形布置，其特点就是长度方向可远远大于剖面方向，目前技术条件下，常用的围护结构剖面类型基本上都可以进行概化，此处所述创建的BIM剖面单元，要求满足可参数化及类型调整的基本要求，如排桩结合止水帷幕围护结构的桩径、桩长、止水结构类型及基本参数等。每个不同的三维复合BIM剖面分别针对不同类型的围护结构。三维复合BIM剖面单元至少包括挡土结构、止水体系、拉锚及支撑体系以及坑内加固结构中的一种或者两种及两种以上的组合结构。
创建完成的三维复合BIM剖面单元还具备可重复利用的特性，具有相当独立性，是构成基坑三维模型的基本部分，但不依赖于项目而存在，可用于不同的基坑BIM模型，即已创建的三维复合BIM剖面单元可用于不同工程项目的基坑BIM模型的建模之中。
而在具体使用时，为了便于技术人员将已创建的三维复合BIM剖面单元用于不同工程项目的基坑BIM模型的建模中，可将对应不同围护结构的若干三维复合BIM剖面单元组合构成资料库，以供技术人员在后续的基坑建模过程中进行调用。同时，资料库具有独立性，针对不同工程项目，均可使用该资料库来进行基坑的建模。若在新的工程项目内需要使用新的围护结构形式，则可在资料库内建立该种围护结构形式的三维复合BIM剖面单元。
2）将基坑按照基坑边线分成若干具有不同围护结构形式的区域。由于不同区域地质情况、挖深情况、周边荷载及保护对象的不同，基坑围护结构按照基坑边线分为不同的围护结构形式，每种结构形式具有明确的起始点及延伸长度。该步骤要求按照基坑边线对基坑进行分段，每一段对应不同的围护结构形式或者围护结构形式相同但参数不同，并制定每段区域对应的步骤1）中创建的作为基本单元的三维复合BIM剖面单元，并对每个单元进行命名。
具体而言，首先将基坑按照其边线划分为若干区域，每个区域具有不同的围护结构形式，或者围护结构形式相同但参数不同。调用资料库中的三维复合BIM剖面单元并使其与划分出的若干区域分别构成对应。举例而言，若基坑按其边线划分具有一段排桩结合止水帷幕的围护结构，则调用资料库中排桩结合止水帷幕的围护结构的三维复合BIM剖面单元。
3）指定不同区间基坑边线对应的三维复合BIM剖面单元并将三维复合BIM剖面单元按照边线布置，从而生成基坑的三维BIM模型。例如，将排桩结合止水帷幕的围护结构的三维复合BIM剖面单元按基坑的线形布置到基坑的指定区域，该指定区域为需要布置排桩结合止水帷幕的围护结构的区域。按照基坑边线不同区域对应的不同剖面布置基本单位，由于基坑BIM剖面单位具有线型布置的特性，此处各三维复合BIM剖面单元可按照基坑边线进行线形布置。
4）按照项目工程的具体方案参数的变更对应调整模型，调整包括且不限于基坑边线的调整、围护结构形式的调整、围护结构参数的调整。基坑边线的调整方法为步骤2）和步骤3），具体剖面参数的调整为对每个三维复合BIM剖面单元的参数逐个调整，模型可根据参数的输入情况自动调整。
5)所生成的基坑三维BIM模型递交给施工单位或者监测单位供下阶段的施工或监测使用，起到指导意义。
本实施例在具体实施时：基坑三维复合BIM剖面可以参数化控制，通过改变相应的数值或类型，其三维剖面BIM模型的直径、长度等均相应的自动调整。
基坑三维复合BIM剖面为按照一条线段或者曲线线性分布结构。
虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，如围护结构的类型；围护结构的参数等，故在此不一一赘述。
Claims (2)
1.一种利用BIM技术实现基坑快速参数化三维建模的方法，其特征在于：利用BIM技术将基坑围护结构概化成可参数化控制的三维剖面单元，然后将所述基坑围护结构按照其基坑边线线形分布的原则布置所述三维剖面单元并对所述三维剖面单元进行参数化设置，所述参数化设置满足于基坑尺寸的要求，从而实现基坑的三维建模；
所述方法至少包括以下步骤：概化基坑围护结构的三维复合BIM剖面单元，所述三维复合BIM剖面单元为基坑建模的基本单位，若干所述三维复合BIM剖面单元组合构成资源库；将基坑按照其边线分成若干不同的围护结构形式； 根据所述基坑的不同围护结构形式，调用与所述围护结构形式分别对应的所述资源库内的所述三维复合BIM剖面单元，使所述三维复合BIM剖面单元按所述基坑的边线布置在所对应的位置上；生成所述基坑的三维BIM模型。
2.根据权利要求1所述的一种利用BIM技术实现基坑快速参数化三维建模的方法，其特征在于：所述三维复合BIM剖面单元至少包括挡土结构、止水体系、拉锚及支撑体系以及坑内加固结构中的一种或者两种及两种以上的组合结构。
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