CN108804780B - 一种三维分析桩基持力层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种三维分析桩基持力层的方法，包括步骤s1：收集地勘资料及设计施工图；步骤s2：将地勘资料及设计施工图整合成一份CAD图；步骤s3：通过BIM软件结合地勘资料及设计施工图进行三维建模；步骤s4：在CAD图中截取任意桩，将该桩以及与其处于同一直线上的另外若干桩一起导入三维模型中的对应位置。步骤s5：在三维模型中对该桩以及与其处于同一直线上的另外若干桩进行剖面切割，得出其切割断面图，并计算出这一排桩进入持力层的实际深度。步骤s6：优化桩长。与现有技术相比，本发明操作简单，能够直观、快速的对设计的每一个桩桩长及持力层进深进行准确的分析并进行校正，从而节约了桩材。

Description

一种三维分析桩基持力层的方法
技术领域
本发明涉及建筑行业桩基工程技术领域，具体而言，涉及一种三维分析桩基持力层的方法。
背景技术
目前，在传统的桩基设计和施工过程中，桩基进入持力层深度判定或者说是桩长选择是通过地勘报告提供的桩基持力层等高线图和相关地质勘探孔的剖面图进行确定的，传统方法确定的桩长和桩基进入持力层的深度存在一定的局限性，首先，传统方法确定的桩长和持力层进深的准确性受地质勘探孔的数量和位置限制，当地质勘探孔多，布置紧密时，能很好的反映出持力层层高的真实分布，桩长和持力层进深设计的准确性就高，当地质勘探孔少，布置稀疏时，桩长和持力层进深的准确性就低，特别是当桩位于地质勘探孔所围成的区域内时，持力层的分布是无法判定的，因此只能做近似判断；其次，传统方法不能直观、快速的反映出工程每一个部位桩的桩长和持力层进深情况，不能快速有效地指导设计和施工；另外设计根据等高线图进行桩长及持力层进深设计时，不会对每一处等高线进行分析确认，一般会在一段区域内选择一个最保守的持力层等高线作为桩长设计参照，这样虽然减少了设计大量的工作量，但却增加了桩材的投资成本，不利于成本节约，如果对每一根等高线进行分析，将增加大量设计工作量，设计过程会很长。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种三维分析桩基持力层的方法，旨在解决现有技术中桩基在施工过程中，由于进入持力层过深造成材料浪费的技术问题。
本发明提出了一种三维分析桩基持力层的方法，包括：
步骤s1：收集地质勘探孔平面布置图、地质勘探孔剖面图、持力层等高线图、设计桩基桩长及位置分布图；
步骤s2：将所述地质勘探孔平面布置图、所述持力层等高线图、所述设计桩基桩长及位置分布图进行整合，形成一份CAD图；
步骤s3：通过BIM软件结合所述持力层等高线图和所述设计桩基桩长及位置分布图进行三维建模；
步骤s4：在所述CAD图中截取任意桩，将所述桩以及与其处于同一直线上的另外若干桩一起导入三维模型中的对应位置。
步骤s5：在三维模型中对所述桩以及与其处于同一直线上的另外若干桩进行剖面切割，得出其切割断面图，根据所述切割断面图计算出桩以及与其处于同一直线上的另外若干桩进入持力层的实际深度。
步骤s6：通过比较所述桩以及与其处于同一直线上的另外若干桩进入持力层的实际深度和理论最优深度，优化所述桩以及与其处于同一直线上的另外若干桩的长度。
进一步地，所述步骤s6中，桩进入持力层的理论最优深度L＝3D，其中D 为桩的直径。
进一步地，当所述桩进入持力层深度大于最优深度L时，可以通过缩减桩长优化，当所述桩进入持力层深度小于最优深度L时，可以通过增大桩长优化。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的桩基持力层进深或最佳桩长确定的平面、三维综合分析法通过CAD技术的数据整合并使用 BIM技术进行持力层三维建模，通过模型分析和CAD剖面分析两种方法对设计最佳桩长进行复核并进行校正，可以准确确定桩长，从而避免了原材料的浪费，节约了成本。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的桩基持力层三维分析法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的地质勘探孔平面布置图；
图3为本发明实施例提供的地质勘探孔剖面图；
图4为本发明实施例提供的持力层等高线图；
图5为本发明实施例提供的设计桩基桩长及位置分布图；
图6为本发明实施例提供的地质勘探孔平面布置图、持力层等高线图、设计桩基桩长及位置分布图整合后的CAD图；
图7为本发明实施例提供的CAD分析法示意图；
图8为本发明实施例提供的BIM三维建模三维示意图；
图9为本发明实施例提供的BIM三维建模优化前桩长剖面切割图；
图10为本发明实施例提供的BIM三维建模优化后桩长剖面切割图；
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参阅图2、图3、图4及图5，其分别为本发明实施例预先收集地质勘探孔平面布置图、地质勘探孔剖面图、持力层等高线图以及设计桩基桩长及位置分布图，本发明实施例提供的桩基持力层进深或最佳桩长确定的平面、三维综合分析法是在设计施工图纸出来后，桩基施工前对桩基长度进行综合分析，提前优化设计桩长，从而节省桩材。
参阅图1，其为本发明实施例提供的三维分析桩基持力层的方法的流程示意图，由图可知，本发明实施例提供的三维分析桩基持力层的方法包括如下步骤：
步骤S1：收集地质勘探孔平面布置图、地质勘探孔剖面图、持力层等高线图、设计桩基桩长及位置分布图；
步骤S2：将所述地质勘探孔的平面布置图、所述地质勘探孔的剖面图、所述持力层等高线图、所述设计桩基桩长及位置分布图进行整合，形成一份CAD 图；
步骤S3：通过BIM软件结合所述持力层等高线图和所述设计桩基桩长及位置分布图进行三维建模；
步骤S4：在CAD图中截取任意桩1，将该桩1以及与其处于同一直线上的另外若干桩一起导入三维模型中的对应位置。
步骤S5：在三维模型中对该桩1以及与其处于同一直线上的另外若干桩进行剖面切割，得出其切割断面图，根据切割断面图计算出桩1以及与其处于同一直线上的另外若干桩进入持力层的实际深度。
步骤S6：通过比较桩1以及与其处于同一直线上的另外若干桩进入持力层的实际深度和理论最优深度，优化桩1以及与其处于同一直线上的另外若干桩的长度。
在上述步骤S4中，通过将桩1导入地质勘探孔剖面图中，也可以确定桩的最佳桩长，但本实施例通过BIM技术建造三维模型，可以更加直观快速地得到最佳桩长，同时通过BIM三维模型分析和CAD剖面分析两种方法对设计最佳桩长进行复核并进行校正，可以准确确定桩长，避免了误差，确保了数据的准确性。
上述步骤S5中，具体实施时，选取任意桩1以及与其处于一条直线上的另外八根桩，将这九根桩导入BIM三维模型并对BIM三维模型在这九根桩中间处对其进行剖面切割，得出其切割断面图，结果如附图9所示。
上述步骤S6中，桩进入持力层的理论最优深度L＝3D，其中D为桩的直径，当桩进入持力层深度大于最优深度L时，可以通过缩减桩长优化，当桩进入持力层深度小于最优深度L时，可以通过增大桩长优化，在本实施例中，设计施工图纸选择-45m等高线作为这九根桩的持力层，桩的直径为500mm，这九根桩长在设计施工图纸的最佳桩长为46.5mm，但是实际桩在生产时，桩长只有整数，因此这9根桩长设计施工图纸最佳桩长为47m，根据BIM三维模型切割断面图，可知这九跟桩从左至右，其进入持力层深度为3m、3m、3m、 3m、3m、2.5m、2.5m、2m、2m，由于进入持力层最佳深度为1.5m因此，前七根桩长依次可减少1m从而节省桩材。本领域技术人员可以理解的是，在实际施工时可以选择在一条直线上的所有桩进行一次性剖面切割，从而缩短设计时间，提高设计效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种三维分析桩基持力层的方法，其特征在于，包括：
步骤s1：收集地质勘探孔平面布置图、地质勘探孔剖面图、持力层等高线图、设计桩基桩长及位置分布图；
步骤s2：将所述地质勘探孔平面布置图、所述持力层等高线图、所述设计桩基桩长及位置分布图进行整合，形成一份CAD图；
步骤s3：通过BIM软件结合所述持力层等高线图和所述设计桩基桩长及位置分布图进行三维建模；
步骤s4：在所述CAD图中截取任意桩(1)，将所述桩(1)以及与其处于任意一个方向上的同一直线上的另外若干桩一起导入三维模型中的对应位置；
步骤s5：在三维模型中对所述桩(1)以及与其处于同一直线上的另外若干桩进行剖面切割，得出其切割断面图，根据所述切割断面图计算出桩(1)以及与其处于同一直线上的另外若干桩进入持力层的实际深度；
步骤s6：通过比较所述桩(1)以及与其处于同一直线上的另外若干桩进入持力层的实际深度和理论最优深度，优化所述桩(1)以及与其处于同一直线上的另外若干桩的长度。
2.根据权利要求1所述的三维分析桩基持力层的方法，其特征在于，所述步骤s6中，桩进入持力层的理论最优深度L＝3D，其中D为桩的直径。
3.根据权利要求2所述的三维分析桩基持力层的方法，其特征在于，当所述桩进入持力层深度大于最优深度L时，可以通过缩减桩长优化，当所述桩进入持力层深度小于最优深度L时，可以通过增大桩长优化。
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