基于BIM三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法与流程

基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法
技术领域
1.本发明属于混凝土灌注桩施工技术领域，尤其涉及一种基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法及系统。


背景技术：

2.目前，bim(building information modeling)技术是autodesk公司在2002年率先提出，目前已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合与一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于bim进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。但是，现有bim技术存在混凝土灌注桩工程规模往往较大，桩种类、数量众多，设计技术参数均不同，施工信息量大等问题。因此，亟需一种新的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有bim技术存在混凝土灌注桩工程规模往往较大，桩种类、数量众多，设计技术参数均不同，施工信息量大等问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法及系统。
5.本发明是这样实现的，一种基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法，所述基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法包括以下步骤：
6.步骤一，通过施工准备模块利用施工准备装置对施工场地进行平整处理；通过超前钻探模块利用超前钻探设备获取岩溶地区的地质情况数据；通过中央控制模块利用中央处理器协调控制所述基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工系统各个模块的正常运行；
7.步骤二，通过三维地质模型构建模块利用模型构建程序根据获取的岩溶地区的地质情况数据建立三维地质模型；
8.所述通过三维地质模型构建模块利用模型构建程序根据获取的岩溶地区的地质情况数据建立三维地质模型包括：
9.(2.1)获取岩溶地区的地质情况数据，根据所述岩溶地区的地质情况数据生成三维岩溶储层模型；
10.(2.2)根据所述三维岩溶储层模型，得到具有n个二维数组的数据集及隐向量，根据所述隐向量，生成三维地质模型数组；
11.(2.3)根据所述具有n个二维数组的数据集和三维地质模型数组，获取具有n个二维数组的数据集的真实概率和三维地质模型数组的真实概率；
12.(2.4)根据所述具有n个二维数组的数据集的真实概率和三维地质模型数组的真实概率，得到三维地质模型；将得到的三维地质模型进行网格化处理，得到网格化的三维地
质模型；
13.(2.5)利用真值发现算法计算所述网格化的三维地质模型的可靠度；根据所述网格化的三维地质模型的可靠度判断所述三维地质模型是否可靠；若可靠，则输出三维地质模型；
14.步骤三，通过灌注桩三维模型构建模块利用模型构建程序根据施工图构建混凝土灌注桩三维模型；
15.步骤四，通过模型导入模块利用模型导入程序将所述混凝土灌注桩三维模型导入至所述三维地质模型，进行混凝土灌注桩工程bim施工模型的建立，令岩溶地区的地质情况直观显示于模型图上；
16.步骤五，通过旋挖灌注桩施工模块利用灌注桩施工装置根据混凝土灌注桩工程bim施工模型图进行相应的旋挖灌注桩施工；通过桩基检测模块利用检测设备对施工完成的岩溶地区旋挖灌注桩桩基进行检测验收；
17.步骤六，通过数据存储模块利用存储器存储获取的岩溶地区的地质情况数据、三维地质模型、混凝土灌注桩三维模型、混凝土灌注桩工程bim施工模型、旋挖灌注桩施工数据以及桩基检测结果；
18.步骤七，通过更新显示模块利用高清显示器对获取的岩溶地区的地质情况数据、三维地质模型、混凝土灌注桩三维模型、混凝土灌注桩工程bim施工模型、旋挖灌注桩施工数据以及桩基检测结果的实时数据进行更新显示。
19.进一步，步骤(2.5)中，所述根据网格化的三维地质模型的可靠度判断三维地质模型是否可靠还包括：
20.若所述三维地质模型不可靠，则重新生成三维地质模型数组，得到最终的三维地质模型。
21.进一步，步骤三中，所述通过灌注桩三维模型构建模块利用模型构建程序根据施工图构建混凝土灌注桩三维模型，包括：
22.(1)在restation软件中导入工程单体桩位平面布置图；
23.(2)根据施工图设计文件中配筋的设计技术要求，绘制桩及相应规格的钢筋笼，建立混凝土灌注桩三维模型。
24.进一步，步骤四中，所述混凝土灌注桩工程bim施工模型的建立后，还包括利用混凝土灌注桩工程bim施工模型进行图纸会审、桩长控制、施工方案确定、施工技术交底、工程造价和4d进度模拟。
25.进一步，步骤五中，所述通过旋挖灌注桩施工模块利用灌注桩施工装置根据混凝土灌注桩工程bim施工模型图进行相应的旋挖灌注桩施工，包括：
26.(1)通过旋挖灌注桩施工模块对施工段内进行施工放样，定出旋挖灌注桩施工位，并将套管就位对中所述旋挖灌注桩施工位；
27.(2)利用灌注桩施工装置向所述旋挖灌注桩施工位压入所述套管并对所述套管所在位置进行套管内旋挖取土，形成旋挖灌注桩孔；
28.(3)向所述旋挖灌注桩孔中安放钢筋笼；采用砼灌注导管向安放有所述钢筋笼的所述旋挖灌注桩孔内灌注砼，最终形成所述旋挖灌注桩。
29.进一步，步骤(2)中，所述形成旋挖灌注桩孔，包括：
30.1)采用旋挖钻机向所述旋挖灌注桩施工位压入第一节所述套管；
31.2)对所述套管所在位置进行套管内旋挖取土；
32.3)逐节接驳、压入若干所述套管并取土，直至所述旋挖灌注桩设计深度，形成所述旋挖灌注桩孔。
33.进一步，步骤(3)中，所述采用砼灌注导管向安放有所述钢筋笼的所述旋挖灌注桩孔内灌注砼，包括：
34.1)在所述旋挖灌注桩孔孔口安装砼灌注导管；
35.2)通过所述导管向所述旋挖灌注桩孔内灌注砼，在灌注砼的同时向外拔出所述套管并逐节拆除，直至完成所述旋挖灌注桩孔内砼灌注。
36.本发明的另一目的在于提供一种实施所述基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工系统，所述基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工系统包括：
37.施工准备模块、超前钻探模块、中央控制模块、三维地质模型构建模块、灌注桩三维模型构建模块、模型导入模块、旋挖灌注桩施工模块、桩基检测模块、数据存储模块、更新显示模块。
38.施工准备模块，与中央控制模块连接，用于通过施工准备装置对施工场地进行平整处理；
39.超前钻探模块，与中央控制模块连接，用于通过超前钻探设备获取岩溶地区的地质情况数据；
40.中央控制模块，与施工准备模块、超前钻探模块、三维地质模型构建模块、灌注桩三维模型构建模块、模型导入模块、旋挖灌注桩施工模块、桩基检测模块、数据存储模块、更新显示模块连接，用于通过中央处理器协调控制所述基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工系统各个模块的正常运行；
41.三维地质模型构建模块，与中央控制模块连接，用于通过模型构建程序根据获取的岩溶地区的地质情况数据建立三维地质模型；
42.灌注桩三维模型构建模块，与中央控制模块连接，用于通过模型构建程序根据施工图构建混凝土灌注桩三维模型；
43.模型导入模块，与中央控制模块连接，用于通过模型导入程序将所述混凝土灌注桩三维模型导入至所述三维地质模型，完成混凝土灌注桩工程bim施工模型的建立，使岩溶地区的地质情况直观显示于模型图上；
44.旋挖灌注桩施工模块，与中央控制模块连接，用于通过灌注桩施工装置根据混凝土灌注桩工程bim施工模型图进行相应的旋挖灌注桩施工；
45.桩基检测模块，与中央控制模块连接，用于通过检测设备对施工完成的岩溶地区旋挖灌注桩桩基进行检测验收；
46.数据存储模块，与中央控制模块连接，用于通过存储器存储获取的岩溶地区的地质情况数据、三维地质模型、混凝土灌注桩三维模型、混凝土灌注桩工程bim施工模型、旋挖灌注桩施工数据以及桩基检测结果；
47.更新显示模块，与中央控制模块连接，用于通过高清显示器对获取的岩溶地区的地质情况数据、三维地质模型、混凝土灌注桩三维模型、混凝土灌注桩工程bim施工模型、旋
挖灌注桩施工数据以及桩基检测结果的实时数据进行更新显示。
48.本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法。
49.本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法。
50.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法，通过三维地质模型技术模拟土层与岩层的分布，降低了岩溶区域旋挖灌注桩施工难度；采用全套管灌注桩，操作安全可靠，且有效避免灌注桩在软弱土质层扩径的问题，能有效避免出现坍孔、颈缩等其他类型旋挖桩施工方法所常见的质量通病，且成桩速度快。
附图说明
51.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
52.图1是本发明实施例提供的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法流程图。
53.图2是本发明实施例提供的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工系统结构框图；
54.图中：1、施工准备模块；2、超前钻探模块；3、中央控制模块；4、三维地质模型构建模块；5、灌注桩三维模型构建模块；6、模型导入模块；7、旋挖灌注桩施工模块；8、桩基检测模块；9、数据存储模块；10、更新显示模块。
55.图3是本发明实施例提供的通过三维地质模型构建模块利用模型构建程序根据获取的岩溶地区的地质情况数据建立三维地质模型的方法流程图。
56.图4是本发明实施例提供的通过灌注桩三维模型构建模块利用模型构建程序根据施工图构建混凝土灌注桩三维模型的方法流程图。
57.图5是本发明实施例提供的通过旋挖灌注桩施工模块利用灌注桩施工装置根据混凝土灌注桩工程bim施工模型图进行旋挖灌注桩施工的方法流程图。
具体实施方式
58.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
59.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
60.如图1所示，本发明实施例提供的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施
工方法包括以下步骤：
61.s101，通过施工准备模块利用施工准备装置对施工场地进行平整处理；通过超前钻探模块利用超前钻探设备获取岩溶地区的地质情况数据；
62.s102，通过中央控制模块利用中央处理器协调控制所述基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工系统各个模块的正常运行；
63.s103，通过三维地质模型构建模块利用模型构建程序根据获取的岩溶地区的地质情况数据建立三维地质模型；通过灌注桩三维模型构建模块利用模型构建程序根据施工图构建混凝土灌注桩三维模型；
64.s104，通过模型导入模块利用模型导入程序将所述混凝土灌注桩三维模型导入至所述三维地质模型，完成混凝土灌注桩工程bim施工模型的建立，使岩溶地区的地质情况直观显示于模型图上；
65.s105，通过旋挖灌注桩施工模块利用灌注桩施工装置根据混凝土灌注桩工程bim施工模型图进行相应的旋挖灌注桩施工；通过桩基检测模块利用检测设备对施工完成的岩溶地区旋挖灌注桩桩基进行检测验收；
66.s106，通过数据存储模块利用存储器存储获取的岩溶地区的地质情况数据、三维地质模型、混凝土灌注桩三维模型、混凝土灌注桩工程bim施工模型、旋挖灌注桩施工数据以及桩基检测结果；
67.s107，通过更新显示模块利用高清显示器对获取的岩溶地区的地质情况数据、三维地质模型、混凝土灌注桩三维模型、混凝土灌注桩工程bim施工模型、旋挖灌注桩施工数据以及桩基检测结果的实时数据进行更新显示。
68.如图2所示，本发明实施例提供的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工系统包括：施工准备模块1、超前钻探模块2、中央控制模块3、三维地质模型构建模块4、灌注桩三维模型构建模块5、模型导入模块6、旋挖灌注桩施工模块7、桩基检测模块8、数据存储模块9、更新显示模块10。
69.施工准备模块1，与中央控制模块3连接，用于通过施工准备装置对施工场地进行平整处理；
70.超前钻探模块2，与中央控制模块3连接，用于通过超前钻探设备获取岩溶地区的地质情况数据；
71.中央控制模块3，与施工准备模块1、超前钻探模块2、三维地质模型构建模块4、灌注桩三维模型构建模块5、模型导入模块6、旋挖灌注桩施工模块7、桩基检测模块8、数据存储模块9、更新显示模块10连接，用于通过中央处理器协调控制所述基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工系统各个模块的正常运行；
72.三维地质模型构建模块4，与中央控制模块3连接，用于通过模型构建程序根据获取的岩溶地区的地质情况数据建立三维地质模型；
73.灌注桩三维模型构建模块5，与中央控制模块3连接，用于通过模型构建程序根据施工图构建混凝土灌注桩三维模型；
74.模型导入模块6，与中央控制模块3连接，用于通过模型导入程序将所述混凝土灌注桩三维模型导入至所述三维地质模型，完成混凝土灌注桩工程bim施工模型的建立，使岩溶地区的地质情况直观显示于模型图上；
75.旋挖灌注桩施工模块7，与中央控制模块3连接，用于通过灌注桩施工装置根据混凝土灌注桩工程bim施工模型图进行相应的旋挖灌注桩施工；
76.桩基检测模块8，与中央控制模块3连接，用于通过检测设备对施工完成的岩溶地区旋挖灌注桩桩基进行检测验收；
77.数据存储模块9，与中央控制模块3连接，用于通过存储器存储获取的岩溶地区的地质情况数据、三维地质模型、混凝土灌注桩三维模型、混凝土灌注桩工程bim施工模型、旋挖灌注桩施工数据以及桩基检测结果；
78.更新显示模块10，与中央控制模块3连接，用于通过高清显示器对获取的岩溶地区的地质情况数据、三维地质模型、混凝土灌注桩三维模型、混凝土灌注桩工程bim施工模型、旋挖灌注桩施工数据以及桩基检测结果的实时数据进行更新显示。
79.下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
80.实施例1
81.本发明实施例提供的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法如图1所示，作为优选实施例，如图3所示，本发明实施例提供的通过三维地质模型构建模块利用模型构建程序根据获取的岩溶地区的地质情况数据建立三维地质模型，包括：
82.s201，获取岩溶地区的地质情况数据，根据所述岩溶地区的地质情况数据生成三维岩溶储层模型；
83.s202，根据所述三维岩溶储层模型，得到具有n个二维数组的数据集及隐向量，根据所述隐向量，生成三维地质模型数组；
84.s203，根据所述具有n个二维数组的数据集和三维地质模型数组，获取具有n个二维数组的数据集的真实概率和三维地质模型数组的真实概率；
85.s204，根据所述具有n个二维数组的数据集的真实概率和三维地质模型数组的真实概率，得到三维地质模型；将得到的三维地质模型进行网格化处理，得到网格化的三维地质模型；
86.s205，利用真值发现算法计算所述网格化的三维地质模型的可靠度；根据所述网格化的三维地质模型的可靠度与预设阈值比较，判断所述三维地质模型是否可靠；若可靠，则输出三维地质模型；若不可靠，则返回重新构建。
87.实施例2
88.本发明实施例提供的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法如图1所示，作为优选实施例，如图4所示，本发明实施例提供的通过灌注桩三维模型构建模块利用模型构建程序根据施工图构建混凝土灌注桩三维模型，包括：
89.s301，在restation软件中导入工程单体桩位平面布置图；
90.s302，根据施工图设计文件中配筋的设计技术要求，绘制桩及相应规格的钢筋笼，建立混凝土灌注桩三维模型。
91.实施例3
92.本发明实施例提供的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的完成混凝土灌注桩工程bim施工模型的建立后，还包括利用混凝土灌注桩工程bim施工模型进行图纸会审、桩长控制、施工方案确定、施工技术交底、工程造价和4d进度模拟。
93.实施例4
94.本发明实施例提供的基于bim三维地质模型的岩溶地区旋挖灌注桩施工方法如图1所示，作为优选实施例，如图5所示，本发明实施例提供的通过旋挖灌注桩施工模块利用灌注桩施工装置根据混凝土灌注桩工程bim施工模型图进行相应的旋挖灌注桩施工，包括：
95.s401，通过旋挖灌注桩施工模块对施工段内进行施工放样，定出旋挖灌注桩施工位，并将套管就位对中所述旋挖灌注桩施工位；
96.s402，利用灌注桩施工装置向所述旋挖灌注桩施工位压入所述套管并对所述套管所在位置进行套管内旋挖取土，形成旋挖灌注桩孔；
97.s403，向所述旋挖灌注桩孔中安放钢筋笼；采用砼灌注导管向安放有所述钢筋笼的所述旋挖灌注桩孔内灌注砼，最终形成所述旋挖灌注桩。
98.步骤s402中，本发明实施例提供的形成旋挖灌注桩孔，包括：
99.1)采用旋挖钻机向所述旋挖灌注桩施工位压入第一节所述套管；
100.2)对所述套管所在位置进行套管内旋挖取土；
101.3)逐节接驳、压入若干所述套管并取土，直至所述旋挖灌注桩设计深度，形成所述旋挖灌注桩孔。
102.步骤s403中，本发明实施例提供的采用砼灌注导管向安放有所述钢筋笼的所述旋挖灌注桩孔内灌注砼，包括：
103.1)在所述旋挖灌注桩孔孔口安装砼灌注导管；
104.2)通过所述导管向所述旋挖灌注桩孔内灌注砼，在灌注砼的同时向外拔出所述套管并逐节拆除，直至完成所述旋挖灌注桩孔内砼灌注。
105.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。
106.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。