CN108681879A - 一种基于bim技术的灌注桩施工管理方法及系统 - Google Patents

一种基于bim技术的灌注桩施工管理方法及系统 Download PDF

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梁湖清
季璇
唐孟雄
张华平
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Abstract

本发明公开了一种基于BIM技术的灌注桩施工管理方法及系统，所述方法包括以下步骤：首先基于BIM建立等比例场地模型，从而确定灌注桩的坐标，在Revit平台上建立信息录入模块；然后根据灌注桩施工项目的实际施工进度，在Revit平台上建立施工进度模块，所述施工进度模块包括施工进度录入系统、施工进度查询系统、施工进度分析系统、施工进度下载系统和施工进度优化系统；再建立Web远程查询平台，并导入所述等比例场地模型、所述信息录入模块和所述施工进度模块，实现对灌注桩施工项目的远程查看和管理。所述系统包括：信息录入模块、施工进度模块和Web远程查询平台。从而实现了灌注桩施工信息的集成管理、三维展示、远程查看及智能分析，大大加快了施工进度。

Description

一种基于BIM技术的灌注桩施工管理方法及系统
技术领域
本发明属于工程管理的技术领域，具体涉及一种基于BIM技术的灌注桩施工管理方法及系统。
背景技术
工程施工进度控制是贯穿于工程管理始终的一项重要工作，其制约着工期、成本两大管理目标的实现，是工程管理者在工程建设中时刻关注的重要事项，尤其在及时性、准确性上有着很高的要求。
传统的灌注桩施工进度信息管理工作还是利用人工编制进度报表，逐级上报、反馈，工作效率低、准确率也不是很高，又很难保证其及时性，导致工程管理者不能随时对工程的进度情况有个直观的了解，导致施工进度延后、拖延工期，甚至发生索赔，造成巨大的经济损失，且传统灌注桩施工管理方法存在信息冗余，查找困难、信息滞后等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于BIM技术的灌注桩施工管理方法及系统。实现了灌注桩施工信息的集成管理、三维展示、远程查看及智能分析，大大加快了施工进度。
为实现上述目的，本发明按以下技术方案予以实现的：
本发明公开了一种基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，包括以下步骤：
S1：根据灌注桩施工项目实际勘察报告，基于BIM建立等比例场地模型，根据所述等比例场地模型确定灌注桩的坐标，在Revit平台上建立信息录入模块，录入并存储灌注桩的施工信息；
S2：根据灌注桩施工项目的实际施工进度，在Revit平台上建立施工进度模块，所述施工进度模块包括施工进度录入系统、施工进度查询系统、施工进度分析系统、施工进度下载系统和施工进度优化系统；
S3：建立Web远程查询平台，并导入所述等比例场地模型、所述信息录入模块和所述施工进度模块，用户通过登录所述Web远程查询平台，输入账号及密码，实现对灌注桩施工项目的远程查看和管理。
进一步的，所述施工信息包括施工项目简介、项目参与人员、钻孔和钻机数量、钻机型号，灌注桩的坐标、坐标点的灌注桩号、钻孔深度和灌注桩的计划施工进度。
进一步的，所述施工进度优化系统的建立包括以下步骤：
S201：输入灌注桩施工进度优化的基本参数和施工系统参数；
S202：根据所述灌注桩施工进度优化的基本参数和施工系统参数，通过改进遗传算法模型，得到优化后的施工进度计划及灌注桩施工的各工序的持续时间；
S203：根据优化后的施工进度计划自动生成横道图，并存储在系统的数据库中，以便和实际施工计划做对比。
进一步的，所述S201中基本参数包括灌注桩施工中每道工序的最早完成时间和最晚完成时间，每道工序的最低施工成本和最高施工成本，每道工序的正常施工质量和最低施工质量；
进一步的，所述S202中的改进遗传算法模型包括目标函数和约束条件；
所述目标函数为：
min C＝∑C(i)＝∑(aiT(i)+bi)+r·(Q(i)-Qlow(i))
所述约束条件为：
其中：目标函数min C表示整个施工中的最小费用；ai为i工序的时间-费用系数，bi为i工序的时间-费用常数，i为工序号，i＝1,2,……，n；n为工序总数；T(i)为工序i的正常施工时间；TL(i)为工序i的最晚完成时间；TE(i)为工序i的最早完成时间；C(i)为工序i的实际使用费用；Cmax(i)为工序i的最大使用费用；Cmin(i)为工序i在不影响质量情况下的最小使用费用；r为质量损失系统，其中，Qn(i)为i工序标准施工质量，且0<Qn(i)≤1；Qlow(i)为i工序保证安全的前提下最低施工质量，且0<Qlow(i)≤1。
进一步的，所述改进遗传算法模型的求解包括：生成可行解、可行解转换单元、交叉单元、变异单元、适应度值计算单元和循环单元；通过改进遗传算法模型的求解，得到在考虑施工工期、费用、质量的同时，每道工序的最佳施工持续时间。
进一步的，所述施工进度录入系统包括每根灌注桩的施工进度；所述每根灌注桩的施工依次为：测量放线、埋设护筒、成孔、一次清孔、下放钢筋笼、二次清孔和浇筑混凝土。
进一步的，所述施工进度查询系统包括：按钻机作业查询子系统、按桩号查询子系统、按天查询子系统，按区间查询子系统、工具模型自动生成子系统和三维模型展示子系统。
进一步的，所述施工进度分析系统，用于将实际的桩施工进度与计划施工进度进行比较，并给出施工进度超前、延后和按计划完成三种结论；所述施工进度下载系统，用于自动生成施工日志，通过输入日期下载某一天的施工日志。
一种基于BIM技术的灌注桩施工管理系统，包括：
信息录入模块，用于录入并存储灌注桩的施工信息；
施工进度模块，包括施工进度录入系统、施工进度查询系统、施工进度分析系统、施工进度下载系统和施工进度优化系统；
Web远程查询平台，通过登录web网页，实现对灌注桩施工项目的远程查看和管理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开了一种基于BIM技术的灌注桩施工管理方法及系统，通过灌注桩施工的三维展示、远程查看及智能分析，大大加快了施工进度。所述方法和系统可实现灌注桩施工信息的集成管理、三维可视化施工进度实时展示及web远程查询等功能，提高钻孔灌注桩施工的信息优化管理水平。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明的公开的基于BIM技术的灌注桩施工管理方法的步骤流程图；
图2是本发明的公开的基于BIM技术的灌注桩施工管理的一种结构示意图。
图中：
1-信息录入模块；2-施工进度模块；21-施工进度录入系统；22-施工进度查询系统；23-施工进度分析系统；24-施工进度下载系统；25-施工进度优化系统；3-Web远程查询平台。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
在本实施例叙述之前，先介绍本发明中涉及的一些技术术语。
BIM的英文全称是Building Information Modeling，中文名称为建筑信息化模型。是一个完备的信息模型，能够将工程项目在全寿命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中，方便被工程各参与方使用。通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息，为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型，使该模型达到设计施工的一体化，各专业协同工作，从而降低了工程生产成本，保障工程按时按质完成。
Revit是Autodesk公司一套系列软件的名称。Revit系列软件是为建筑信息模型(BIM)构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。Revit是我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一。
实施例一：
如图1所示，本发明公开了一种基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，包括以下步骤：S1：根据灌注桩施工项目实际勘察报告，基于BIM建立等比例场地模型，根据所述等比例场地模型确定灌注桩的坐标，在Revit平台上建立信息录入模块1，录入并存储灌注桩的施工信息；S2：根据灌注桩施工项目的实际施工进度，在Revit平台上建立施工进度模块2，施工进度模块2包括施工进度录入系统21、施工进度查询系统22、施工进度分析系统23、施工进度下载系统24和施工进度优化系统25；S3：建立Web远程查询平台3，并导入所述等比例场地模型、信息录入模块1和施工进度模块2，用户通过登录Web远程查询平台，输入账号及密码，实现对灌注桩施工项目的远程查看和管理。通过远程查询和管理，实现了灌注桩施工信息的集成管理、三维展示、远程查看及智能分析，改变了传统灌注桩施工管理中的信息冗余，查找困难、信息滞后等问题，大幅度提升现有灌注桩施工信息管理的技术手段和技术水平。
优选地，所述施工信息包施工项目简介、项目参与人员、钻孔和钻机数量、钻机型号，灌注桩的坐标、坐标点的灌注桩号、钻孔深度和灌注桩的计划施工进度。例如，通过等比例场地模型确定每根桩的位置，并录入每根桩的钻孔深度、钻机型号和计划施工进度，点击确定，在等比例场地模型中便形成了一个叉形符号，代表该位置有一根桩已放线完成。通过这些施工信息的录入，使用用户在利用这种管理系统时，能够对所有施工信息一目了然，大大节约了用户查阅和沟通时间。
优选地，施工进度优化系统25的建立包括以下步骤：S201：输入灌注桩施工进度优化的基本参数和施工系统参数；S202：根据所述灌注桩施工进度优化的基本参数和施工系统参数，通过改进遗传算法模型，得到优化后的施工进度计划及灌注桩施工的各工序的持续时间；S203：根据优化后的施工进度计划自动生成横道图，并存储在系统的数据库中，以便和实际施工计划做对比。进一步的，所述S201中基本参数包括灌注桩施工中每道工序的最早完成时间和最晚完成时间，每道工序的最低施工成本和最高施工成本，每道工序的正常施工质量和最低施工质量；所述施工系统参数包括质量惩罚因子，该因子取值是根据多个实际施工工程试算得出。通过改进遗传算法模型，将施工进度的优化建立在了理论模型之上，增强了所述施工进度优化的科学性和可实施性。
优选地，所述S202中的改进遗传算法模型包括目标函数和约束条件；
所述目标函数为：
min C＝∑C(i)＝∑(aiT(i)+bi)+r·(Q(i)-Qlow(i))
所述约束条件为：
其中：目标函数min C表示整个施工中的最小费用；ai为i工序的时间-费用系数，bi为i工序的时间-费用常数，i为工序号，i＝1,2,……，n；n为工序总数；T(i)为工序i的正常施工时间；TL(i)为工序i的最晚完成时间；TE(i)为工序i的最早完成时间；C(i)为工序i的实际使用费用；Cmax(i)为工序i的最大使用费用；Cmin(i)为工序i在不影响质量情况下的最小使用费用；r为质量损失系统，其中，Qn(i)为i工序标准施工质量，且0<Qn(i)≤1；Qlow(i)为i工序保证安全的前提下最低施工质量，且0<Qlow(i)≤1。
优选地，所述改进遗传算法模型的求解包括：生成可行解、可行解转换单元、交叉单元、变异单元、适应度值计算单元和循环单元；通过改进遗传算法模型的求解，得到在考虑施工工期、费用、质量的同时，每道工序的最佳施工持续时间。其中，生成可行解单元，用于在约束条件范围内随意选取若干组十进制解；可行解转换单元，将若干组十进制可行解转化为二进制解的形式，用于交叉运算和变异运算；所述交叉单元，用于将二进制可行解进行交叉配对，产生新的可行解；所述变异单元，用于将二进制可行解的某一编码进行改变，用于防止搜索陷入局部最优解；适应度值计算单元，将上述的目标函数作为循环搜索的适应度函数，用于寻找本轮的临时最优解；循环单元，用于循环可行解转换单元、交叉单元、变异单元、适应度值计算单元，当本轮搜索的临时最优解与前一轮搜索的最优解的差值小于允许值，认为本轮搜索的临时最优解为目标函数的最优解。
优选地，所述施工进度录入系统21包括每根灌注桩的施工进度；每根灌注桩的施工依次为：测量放线、埋设护筒、成孔、一次清孔、下放钢筋笼、二次清孔和浇筑混凝土。
优选地，施工进度查询系统22包括：按钻机作业查询子系统、按桩号查询子系统、按天查询子系统，按区间查询子系统、工具模型自动生成子系统和三维模型展示子系统。其中，所述工具模型自动生成子系统根据灌注桩施工进度包含有护筒模型、挖孔模型、清孔机模型、钢筋笼模型和混凝土浇筑初期模型、中期模型、浇筑完毕模型。可以通过三维模型展示子系统在场地中真实的展现灌注桩施工进度。优选地，按钻机作业查询子系统，用于根据钻机号查询某一钻机的钻进进度，并通过三维模型展示子系统向用户展示该钻机已完成工作、正在完成工作和待完成工作，施工进度一目了然。按桩号查询子系统，用于根据钻孔灌注桩的桩号查询施工进度，用户输入要查询的桩号，系统通过三维模型展示子系统自动显示该桩当前的施工状态。按天查询子系统，用于按日期查询某一天的施工进度，并通过三维模型展示子系统自动显示当天的施工状态。
优选地，的施工进度分析系统23，用于将实际的桩施工进度与计划施工进度进行比较，并给出施工进度超前、延后和按计划完成三种结论。优选地，施工进度下载系统24，用于自动生成施工日志，可通过输入日期下载某一天的施工日志。
实施例二：
本实施例中所述灌注桩施工管理系统是建立在实施例一中管理方法的基础之上，一种基于BIM技术的灌注桩施工管理系统，包括：信息录入模块1，用于录入并存储灌注桩的施工信息；施工进度模块2，包括施工进度录入系统21、施工进度查询系统22、施工进度分析系统23、施工进度下载系统24和施工进度优化系统25；Web远程查询平台3，通过登录web网页，实现对灌注桩施工项目的远程查看和管理。通过该系统，可以远程查看灌注桩施工项目的施工场地和施工进度，及时调整施工计划，确保施工进度按计划完成。
本发明所述一种基于BIM技术的灌注桩施工管理方法及系统的其它方面参见现有技术，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据灌注桩施工项目实际勘察报告，基于BIM建立等比例场地模型，根据所述等比例场地模型确定灌注桩的坐标，在Revit平台上建立信息录入模块，录入并存储灌注桩的施工信息；
S2：根据灌注桩施工项目的实际施工进度，在Revit平台上建立施工进度模块，所述施工进度模块包括施工进度录入系统、施工进度查询系统、施工进度分析系统、施工进度下载系统和施工进度优化系统；
S3：建立Web远程查询平台，并导入所述等比例场地模型、所述信息录入模块和所述施工进度模块，用户通过登录所述Web远程查询平台，输入账号及密码，实现对灌注桩施工项目的远程查看和管理。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，其特征在于，所述施工信息包括施工项目简介、项目参与人员、钻孔和钻机数量、钻机型号，灌注桩的坐标、坐标点的灌注桩号、钻孔深度和灌注桩的计划施工进度。
3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，其特征在于，所述施工进度优化系统的建立包括以下步骤：
S201：输入灌注桩施工进度优化的基本参数和施工系统参数；
S202：根据所述灌注桩施工进度优化的基本参数和施工系统参数，通过改进遗传算法模型，得到优化后的施工进度计划及灌注桩施工的各工序的持续时间；
S203：根据优化后的施工进度计划自动生成横道图，并存储在系统的数据库中，以便和实际施工计划做对比。
4.根据权利要求3所述的基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，其特征在于，所述S201中基本参数包括灌注桩施工中每道工序的最早完成时间和最晚完成时间，每道工序的最低施工成本和最高施工成本，每道工序的正常施工质量和最低施工质量。
5.根据权利要求3所述的基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，其特征在于，所述S202中的改进遗传算法模型包括目标函数和约束条件；
所述目标函数为：
minC＝∑C(i)＝∑(aiT(i)+bi)+r·(Q(i)-Qlow(i))
所述约束条件为：
其中：目标函数min C表示整个施工中的最小费用；ai为i工序的时间-费用系数，bi为i工序的时间-费用常数，i为工序号，i＝1,2,……，n；n为工序总数；T(i)为工序i的正常施工时间；TL(i)为工序i的最晚完成时间；TE(i)为工序i的最早完成时间；C(i)为工序i的实际使用费用；Cmax(i)为工序i的最大使用费用；Cmin(i)为工序i在不影响质量情况下的最小使用费用；r为质量损失系统，其中，Qn(i)为i工序标准施工质量，且0<Qn(i)≤1；Qlow(i)为i工序保证安全的前提下最低施工质量，且0<Qlow(i)≤1。
6.根据权利要求3或5所述的基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，其特征在于，所述改进遗传算法模型的求解包括：生成可行解、可行解转换单元、交叉单元、变异单元、适应度值计算单元和循环单元。
7.根据权利要求1所述的基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，其特征在于，
所述施工进度录入系统包括每根灌注桩的施工进度；
每根灌注桩的施工依次为：测量放线、埋设护筒、成孔、一次清孔、下放钢筋笼、二次清孔和浇筑混凝土。
8.根据权利要求1所述的基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，其特征在于，所述施工进度查询系统包括：按钻机作业查询子系统、按桩号查询子系统、按天查询子系统、按区间查询子系统、工具模型自动生成子系统和三维模型展示子系统。
9.根据权利要求1所述的基于BIM技术的灌注桩施工管理方法，其特征在于，所述施工进度分析系统，用于将实际的桩施工进度与计划施工进度进行比较，并给出施工进度超前、延后和按计划完成三种结论。
10.一种基于BIM技术的灌注桩施工管理系统，其特征在于，包括：
信息录入模块，用于录入并存储灌注桩的施工信息；
施工进度模块，包括施工进度录入系统、施工进度查询系统、施工进度分析系统、施工进度下载系统和施工进度优化系统；
Web远程查询平台，通过登录web网页，实现对灌注桩施工项目的远程查看和管理。
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