一种基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法技术

本发明专利技术属于桥梁桩基成孔施工方法技术领域的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，根据勘察数据及不同土体类别，创建桩孔及其周围土体有限元模型和BIM模型；基于三维有限元模拟人工挖孔过程中桩孔周围土体力学状态，分析土体破坏及变形情况；基于BIM技术对各种状态下土体破坏及变形状态进行三维可视化动态模拟；根据有限元和BIM结果得出的土体状态，对桩孔施工中周围土体制定针对性护壁措施。本发明专利技术所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，能够更好的预测施工现场的土体破坏，更好的施工成孔，为提升山区复杂地质下超大直径人工挖孔桩桩基成孔施工方法的安全性和施工效率，有效提升桥梁桩基施工质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法


[0001]本专利技术属于桥梁桩基成孔施工方法
，更具体地说，是涉及一种基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法。

技术介绍

[0002]近年来，交通基础设施不断发展，山区桥梁逐渐增多，呈现出高墩柱、超大直径深桩基的特征。然而，山区地质复杂，岩土特性复杂，导致超大直径深桩基施工过程中渗水、坍塌现象时有发生，对施工造成不良影响。部分山区峡谷沿河区域附近，处于山谷，交通不便，施工初期大型机械难以进入，只能选用人工挖孔；地质非常复杂，存在黄土地质，具有湿陷性，遇水后固结能力减弱，强度下降明显，常常会引起强烈的沉陷和变形，极其不利于桥梁桩基施工，影响施工质量。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种步骤简单，能够更好的预测土体破坏，更好的施工成孔，为提升山区复杂地质下超大直径人工挖孔桩桩基成孔施工方法的安全性和施工效率，有效提升桥梁桩基施工质量的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法。
[0004]要解决以上所述的技术问题，本专利技术采取的技术方案为：
[0005]本专利技术为一种基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法的成孔步骤为：
[0006]S1.根据勘察数据及不同土体类别，创建桩孔及其周围土体有限元模型和BIM模型；
[0007]S2.基于三维有限元模拟人工挖孔过程中桩孔周围土体力学状态，分析土体破坏及变形情况；
[0008]S3.基于BIM技术对各种状态下土体破坏及变形状态进行三维可视化动态模拟；
[0009]S4.根据有限元和BIM结果得出的土体状态，对桩孔施工中周围土体制定针对性护壁措施；
[0010]所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法的成孔步骤还包括：
[0011]S5.实际施工过程中，如与预测情况不一致，先采取紧急措施，后分析原因，同步对土体受力、破坏、变形及护壁措施进行动态调整。
[0012]在S1步骤中，所述的周围土体范围为1
‑
3倍的桩孔直径范围，周围土体范围为1
‑
3倍的桩孔深度范围。
[0013]在S2步骤中，所述的土体力学状态包括自重力、侧滑力。
[0014]在S2步骤中，所述的土体破坏包括剪破坏、张破裂、沿弱面滑动破坏，土体变形包括竖向变形和侧向变形。
[0015]在S3步骤中，所述的各种状态包括单一剪破坏、单一张破裂、单一沿弱面滑动破
坏、同时剪破坏和张破裂、同时剪破坏和沿弱面滑动破坏、同时张破裂和沿弱面滑动破坏、同时剪破坏、张破裂和沿弱面滑动破坏共七种破坏。
[0016]在S3步骤中，所述的各种状态还包括单一竖向变形、单一侧向变形、同时竖向和侧向变形共三种变形状态
[0017]在S4步骤中，所述的针对性护壁措施依据为桩孔侧壁土体状态，如果施工过程土体没有侧滑、没有坍塌，可不用针对性支护。
[0018]在S4步骤中，所述的如果土体侧滑量较少或只有某层某段土少量坍塌，只针对坍塌部位或该层该段土进行护壁；如果土体侧滑量较大、坍塌面积较大，则必须对桩孔全高、全周长范围进行护壁。
[0019]采用本专利技术的技术方案，工作原理及有益效果如下所述：
[0020]本专利技术所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，利用三维有限元分析桩孔施工中周围土体受力、破坏及变形，基于BIM技术对各种状态下土体破坏及变形状态进行三维可视化动态模拟，可提前精准预测施工过程中土体状态，预先采取针对性护壁措施，避免盲目全高、全周长护壁或全不护壁或护壁位置不合适。此方法可以精准判断土体状态，采取针对性措施，避免安全事故，降低工程成本，缩短工期，提升超大直径人工挖孔桩成孔效率，取得较好的社会效益和经济效益。本专利技术所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，步骤简单，效果明显，能够更好的预测施工现场的土体破坏，更好的施工成孔，为提升山区复杂地质下超大直径人工挖孔桩桩基成孔施工方法的安全性和施工效率，有效提升桥梁桩基施工质量。
附图说明
[0021]下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
[0022]图1为本专利技术所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法的流程示意图；
具体实施方式
[0023]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
[0024]如附图1所示，本专利技术为一种基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法的成孔步骤为：
[0025]S1.根据勘察数据及不同土体类别，创建桩孔及其周围土体有限元模型和BIM模型；S2.基于三维有限元模拟人工挖孔过程中桩孔周围土体力学状态，分析土体破坏及变形情况；S3.基于BIM技术对各种状态下土体破坏及变形状态进行三维可视化动态模拟；S4.根据有限元和BIM结果得出的土体状态，对桩孔施工中周围土体制定针对性护壁措施。上述步骤，针对现有技术中的不足，提出全新的技术方案。利用三维有限元分析桩孔施工中周围土体受力、破坏及变形，基于BIM技术对各种状态下土体破坏及变形状态进行三维可视化动态模拟，可提前精准预测施工过程中土体状态，预先采取针对性护壁措施，避免盲目全高、全周长护壁或全不护壁或护壁位置不合适。此方法可以精准判断土体状态，采取针对性措施，
避免安全事故，降低工程成本，缩短工期，提升超大直径人工挖孔桩成孔效率，取得较好的社会效益和经济效益。本专利技术所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，步骤简单，效果明显，能够更好的预测施工现场的土体破坏，更好的施工成孔，为提升山区复杂地质下超大直径人工挖孔桩桩基成孔施工方法的安全性和施工效率，有效提升桥梁桩基施工质量。
[0026]所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法的成孔步骤还包括：
[0027]S5.实际施工过程中，如与预测情况不一致，先采取紧急措施，后分析原因，同步对土体受力、破坏、变形及护壁措施进行动态调整。
[0028]在S1步骤中，所述的周围土体范围为1
‑
3倍的桩孔直径范围，深度与桩身一样。
[0029]在S2步骤中，所述的土体力学状态包括自重力、侧滑力。
[0030]在S2步骤中，所述的土体破坏包括剪破坏、张破裂、沿弱面滑动破坏，土体变形包括竖向变形和侧向变形。
[0031]在S3步骤中，所述的各种状态包括单一剪破坏、单一张破裂、单一沿弱面滑动破坏、同时剪破坏和张破裂、同时剪破坏和沿弱面滑动破坏、同时张破裂和沿弱面滑动破坏、同时剪破坏、张破裂和沿弱面滑动破坏共七种破坏，。
[0032]在S3步骤中，所述的各种状态还包括单一竖向变形、单一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，其特征在于：所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法的成孔步骤为：S1.根据勘察数据及不同土体类别，创建桩孔及其周围土体有限元模型和BIM模型；S2.基于三维有限元模拟人工挖孔过程中桩孔周围土体力学状态，分析土体破坏及变形情况；S3.基于BIM技术对各种状态下土体破坏及变形状态进行三维可视化动态模拟；S4.根据有限元和BIM结果得出的土体状态，对桩孔施工中周围土体制定针对性护壁措施。2.根据权利要求1所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，其特征在于：所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法的成孔步骤还包括：S5.实际施工过程中，如与预测情况不一致，先采取紧急措施，后分析原因，同步对土体受力、破坏、变形及护壁措施进行动态调整。3.根据权利要求1或2所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，其特征在于：在S1步骤中，所述的周围土体范围为1
‑
3倍的桩孔直径范围，周围土体范围为1
‑
3倍的桩孔深度范围。4.根据权利要求1或2所述的基于BIM+有限元的超大直径人工挖孔桩成孔方法，其特征在于：在S2步骤中，所述的土体力学状态包括自重力、侧滑力。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：路希鑫，王申杰，储一本，黄金坤，赵鑫涛，叶松，张首锋，杨圆圆，刘奇奇，
申请(专利权)人：中国十七冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：