基于BIM技术的基坑临边古树根系保护方法与流程

本发明涉及基坑支护施工与古树名木保护相关，具体涉及一种基于bim技术的基坑临边古树根系保护方法。

背景技术：

1、随着城镇化的持续发展，城区不断更新改造，工程施工区域紧邻原有古树名木的情况也日益增多。一般来说，目前国内普遍的基坑临边古树根系处理方法相对原始，即基坑支护按部施工，前期仅对古树表面裸露根系覆盖保护层，在开挖或拆除原建筑物时，如遇到古树根须，及时将根须剪平、上药、包扎，且在基坑支护施工时，如有支护构件与古树根系发生物理碰撞，只能现场更改施工方案，待施工完毕后回填熟土，防止二次伤害。然而该方法由于仅在地表裸露部分铺设保护层，并未详细了解地下根系分布情况，使基坑开挖、斜插预应力锚杆等施工步骤不能有效避开古树根系组织，从而造成古树根系组织受到伤害的情况。另一方面，传统的保护措施其实是在施工过程中对已造成一次损伤后的弥补措施，保护性具有时间上的延后，并未真正起到“预防预保”的作用。因此按照传统方法进行古树根系保护，既不能避免古树根系受到伤害，在施工过程中的保护行为也会增加施工周期及施工成本。

2、针对上述问题，需要一种高效保护且精准定位古树根系的根系避让保护方法，以指导基坑支护工程中局部紧邻古树区域的施工，并在提高古树根系保护效率的同时，起到预先警示及时纠偏的作用，从而有效减少施工成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于bim技术的基坑临边古树根系保护方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于bim技术的基坑临边古树根系保护方法，包括如下步骤：

3、s1、对cad设计图纸进行分析与解构，获取图纸信息；

4、s2、根据图纸信息，基于revit创建基坑支护参数化构件族，并汇总形成参数族库；

5、s3、创建基坑支护初步模型；

6、s4、利用探地雷达对现场古树根系进行电磁波探测，获取古树根系探测数据；

7、s5、将所述古树根系探测数据导入至所述基坑支护初步模型中，进行模型深化处理，得到基坑支护深化模型；

8、s6、基于基坑支护深化模型，导出局部支护施工深化图纸，以指导现场施工。

9、在一优选实施方式中，步骤s1中，对cad设计图纸进行分析与解构，获取图纸信息，包括：s11、对基坑构件的尺寸、平面定位、几何形状及空间定位进行分析理解；s12、对于基坑构件的主次性进行分析，划分出直接影响到古树根系的构件以及基于现场复刻的构件；s13、在图纸中确认施工现场与古树的相对关系，并在现场进行复核；其中，基坑构件包括护坡桩、预应力锚杆、地下连续墙、止水帷幕、应急井、土钉墙和桩间喷射混凝土。

10、在一优选实施方式中，步骤s2中，根据图纸信息，基于revit创建基坑支护参数化构件族，并汇总形成参数族库，包括：

11、创建参数族：基于revit软件中的公制常规模型样板进行模型构件的创建，并对构件的长度、宽度、倾斜角度和尺寸形状进行参数化定义，对定义后的参数化族进行检测，使得当对构件的参数值进行修改时，构件的属性随之变化，形成可调节的参数化构件；

12、建立参数族库：将通过检测的参数化族进行整理归纳，并建立数据档案，形成参数化族库。

13、在一优选实施方式中，步骤s3中，创建基坑支护初步模型，包括：

14、s31、创建相应的样板模型，将相关cad设计图纸导入进样板模型，使得基坑支护平面图与各个基坑支护剖面图一一对应，以获得基坑支护构件的相对关系信息；

15、s32、将参数化族构件载入样板模型中，按照图纸信息要求输入参数并放置在导入图纸的相应位置上；

16、s33、通过调节构件参数快速建立模型环境，完成基坑支护初步模型的搭设。

17、在一优选实施方式中，基坑支护初步模型需创建的构件包括：

18、护坡桩，其作为基坑支护构件，通过参数修改其长度、截面；

19、预应力锚杆，其斜插入土壤内，根据设计要求调整参数，设置其长度、截面及倾斜角度；

20、地下连续墙，其作为基坑支护外围构件，与护坡桩结合，确定基坑范围，根据模型自带墙体族创建；

21、止水帷幕，其在护坡桩外侧布置；

22、应急井，其用于施工应急排水，载入提前创建好的应急井族，均布设置在止水帷幕外部；

23、土钉墙和桩间喷射混凝土，其作为在支护桩间设置的连续墙体，宽度同支护桩直径，根据模型自带墙体族创建。

24、在一优选实施方式中，步骤s4中，利用探地雷达对现场古树根系进行电磁波探测，获取古树根系探测数据，包括：

25、s41、布置探测样线：在需要探测的古树周围，以古树根系为中心布设n条散射状的探测样线，且相邻探测样线间的角度小于15°，根据布设的探测样线，确定探地雷达的扫描方向与极化方向，扫描方向与根须延伸方向垂直，极化方向与根须延伸方向平行；

26、s42、探地雷达探测根系：以探测样线为基准，通过雷达上的发射天线向地下发射以宽频短脉冲为形式的高频电磁波，后经地层或地下根系反射后返回地面，并被天线接收，高频电磁波在地下传播时，其传播的路径、波形及强度会因所通过的介质不同而产生不同程度的变化，待接收到来自于不同介电常数的土壤和根系的回波信号参数后，解释出根系深度、性质和空间分布特征，再将回波信号发送给数据处理系统；

27、s43、信号转换数据处理：将古树根系的探测数据发送至数据处理软件和图像分析软件对参数进行分析转换，绘制出古树根系的三维图像，并利用图形分析软件计算出生物量特征参数；

28、s44、获取古树根系数据信息：通过数据处理系统得到的数据信息，将古树根系的三维图像切换成多角度的地下剖面图，并结合计算所得的生物量参数，得到最终的古树根系数据信息。

29、在一优选实施方式中，生物量特征参数包括根须直径、延伸长度和弯折曲线。

30、在一优选实施方式中，步骤s5中，模型深化处理包括：将得到的古树根系的三维图像及地下剖面图导入基坑支护初步模型中，根据所包含的数据信息，完整还原地下根系在施工现场的分布环境，对基坑支护初步模型中的基坑支护构件进行包括长度、形状、倾斜角度、平面定位的多维度深化调整，判断深化模型是否符合各方面的要求，如符合，则完成基坑支护深化模型的创建，如不符合，则需返回深化阶段重新调整模型。

31、在一优选实施方式中，步骤s6中，基于基坑支护深化模型，导出局部支护施工深化图纸，以指导现场施工，包括：利用软件的出图功能，参照现场施工要求，导出包括古树根系注释图、预应力锚杆施工深化图、基坑构件深化布置图的施工深化图纸，并且以基坑支护深化模型为基础导出构件参数信息，以辅助现场工程量的计算。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用了电磁波探测和三维模型模拟出图的形式，更加精准、智能、无害地分析避让古树根系，也实现了项目各方的可视化沟通管理，为类似工程的古树根系保护问题提供了一种新的解决思路。本发明通过反复优化调整模型，不仅精确还原施工环境，还充分推敲施工问题，并提出相应解决方案，极大地提高了施工效率。本发明对原设计图纸进行了深化处理，实现了从设计图纸到施工深化图纸的有效转换，对古树根系保护性施工具有重要的指导作用。