一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法技术

本发明专利技术公开一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法，包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法


[0001]本专利技术涉及计算机建模
，具体为一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法
。

技术介绍

[0002]地下连续墙是由钢筋混凝土在地下浇注形成一道连续的墙壁，是基坑支护工程中最常见的支挡结构
。
其墙体通过分幅接头分隔为若干独立的墙幅，各墙幅顶部连接支护冠梁，底部嵌入基底下方土体
。
设计中通过绘制支护墙体平面
、
竖向展开图或断面图，并进行墙幅分幅划分
、
编号，同时辅以各墙幅配筋
、
尺寸信息表等，以相对直观的二维图纸方式予以表达，指导施工
。
[0003]目前最普遍的设计方法是，工程师在按经验初步确定支护方案后，借助二维制图工具，先绘制出基坑的轮廓边界线作为围护地连墙内边线，将线条按墙厚向外偏移复制作为外边线，以示意围护墙的平面投影；然后，基于围护墙投影双线，根据经验选取某特征点作为起始点，绘制垂直于内外边线的线段以模拟分幅接头，并沿墙体纵向按墙幅分幅长度规则，依次绘制出分幅位置示意线段；接着，依次按规则对墙幅分别进行编号，形成围护地连墙平面布置图；随后，对应绘制基坑及围护墙竖向展开立面图或断面图，并衬入地质分层钻孔柱状图以示意基坑所处地层；根据立面展开图或断面图选取对应位置的钻孔进行钻孔计算，人工统计各钻孔土层信息
、
各支锚信息
、
支护空间数据，利用基坑计算软件进行计算分析；人工统计计算结果，再结合相关支护钻孔计算分析结果，对各墙幅顶
、
底模拟线进行调整；最后，根据平面
、
立面图统计各墙幅的尺寸信息，根据计算结果统计配筋信息，综合汇总制表完成二维图纸
。
[0004]在
BIM
应用软件和岩土结构计算分析与应用软件中，现阶段也是依赖于工程师在二维制图中进行大量预处理
。
以
BIM
软件为例：在完成建筑三维模型搭建后，基于地下结构轮廓生成整体的围护墙模型，再利用二维制图按前述传统设计方法绘制出分幅位置示意线段；随后，将分幅后的基坑二维制图平面图导入
BIM
模型，通过识别分幅示意线对模型中墙体进行分幅；另，由于
BIM
软件不具备岩土结构受力计算分析能力，需接入其他软件计算结果，而现阶段基坑均采用断面钻孔计算，其结果仅代表选取钻孔位置的断面，是非连续的，因此需要人工逐项逐幅交互指定地连墙相关计算结果，如墙幅的顶
、
底标高信息
、
墙体配筋等数据；最后，系统汇总统计相关墙幅尺寸
、
配筋信息生成信息表，并剖切相关断面
、
立面等导出二维图纸
。
岩土结构计算分析与应用软件中，重点对基坑在土层中各工况下受力进行模拟分析，并不具备详细墙幅划分
、
编号
、
图纸绘制等设计能力
。
[0005]综上，现阶段基坑围护地连墙的设计繁琐之处在于：
1、
详细的分幅绘制
、
编号工作需要人工借助二维制图工具进行人工划分；
2、
地下连续墙的顶部
、
底部标高数据，依赖于在第三方软件进行重复建模计算分析后再人工统计计算结果，根据结果人工绘制图纸及图表，或交互到
BIM
软件中；
3、
基坑的墙幅较多，设计需要逐幅进行指定
、
核对墙幅的顶
、
底标高信息
、
墙体配筋等，属于重复性劳动，效率低下；
4、
前述中的结构计算，完全依赖于现行主
流的二维钻孔计算软件，过程中需进行大量人工交互地质土层信息及支护空间数据，最后再次交互输入到软件中
。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法，以解决上述
技术介绍
提出的构建中多项步骤需人工进行
、
智能化水平低
、
构建方法不合理等多种难题
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法，包括如下步骤：
[0008]S1、
构建围护墙母体初始三维模型；
[0009]获取地下结构平面轮廓线数据
、
三维基坑底面数据
、
墙底嵌固深度初始值及墙顶冠梁标高初始值，根据所述地下结构平面轮廓线数据
、
所述三维基坑底面数据
、
所述墙底嵌固深度初始值及所述墙顶冠梁标高初始值，依据平面外扩原则，构建基坑围护墙母体初始三维模型；
[0010]S2、
墙幅划分并逐幅编号；
[0011]S3、
桥接已建立的岩土地质
BIM
模型，所述岩土地质
BIM
模型包括各钻孔编号
、
各钻孔空间布置定位
、
各钻孔竖向土层分布
、
各土层物理参数特性；
[0012]将所述岩土地质
BIM
模型中的地勘钻孔数据三维模型嵌入至所述基坑围护墙母体初始三维模型，并将划分得到的所述若干墙幅划归至所述地勘钻孔数据三维模型中的不同钻孔下，且进行分组，与具有不同编号的钻孔归并分组；
[0013]S4、
在所述基坑围护墙母体初始三维模型的基础上，搭建基坑支护的内支撑
、
围护冠梁
、
腰梁，完成支护系统三维初始模型，根据初始基坑支护方案，在支护系统三维初始模型中剖切需要计算的基坑断面，自动读取断面的相关基坑深度数据
、
围护墙厚度
、
初始嵌固深度
、
各支锚信息，并关联读取所属分组的钻孔编号及钻孔土层及各岩土勘察物理参数信息，将数据存储为需要接力计算软件的文件录入格式，进行文件以钻孔编号命名，然后利用接力软件读取该信息文件，经运算分析得出各钻孔编号对应的计算结果信息；
[0014]S5、
批量读取二维钻孔接力计算分析的相关计算结果信息，通过自动辨识钻孔编号，以获取所代表不同区域的墙幅配筋
、
嵌固深度
、
墙顶标高信息，关联修改模型中的围护地下连续墙嵌固深度并赋予墙幅配筋信息；
[0015]S6、
根据所述围护墙母体初始三维模型及步骤
S5
中导入的计算结果信息及调整修改后的地连墙嵌固深度
、
墙幅配筋实体模型，导出获得基坑围护地下连续墙的二维信息
。
[0016]进一步地，所述平面外扩原则为，基于地下结构平面轮廓线向外侧偏移固定数值的距离作为基坑轮廓线，沿所述基坑轮廓线进行布置围护墙体，围护墙内边线与之贴合；地下结构平面轮廓线与围护墙内边线间即为基坑肥槽，所述基坑肥槽宽度根据施工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
构建围护墙母体初始三维模型；获取地下结构平面轮廓线数据
、
三维基坑底面数据
、
墙底嵌固深度初始值及墙顶冠梁标高初始值，根据所述地下结构平面轮廓线数据
、
所述三维基坑底面数据
、
所述墙底嵌固深度初始值及所述墙顶冠梁标高初始值，依据平面外扩原则，构建基坑围护墙母体初始三维模型；
S2、
墙幅划分并逐幅编号；
S3、
桥接已建立的岩土地质
BIM
模型，所述岩土地质
BIM
模型包括各钻孔编号
、
各钻孔空间布置定位
、
各钻孔竖向土层分布
、
各土层物理参数特性；将所述岩土地质
BIM
模型中的地勘钻孔数据三维模型嵌入至所述基坑围护墙母体初始三维模型，并将划分得到的所述若干墙幅划归至所述地勘钻孔数据三维模型中的不同钻孔下，且进行分组，与具有不同编号的钻孔归并分组；
S4、
在所述基坑围护墙母体初始三维模型的基础上，搭建基坑支护的内支撑
、
围护冠梁
、
腰梁，完成支护系统三维初始模型，根据初始基坑支护方案，在支护系统三维初始模型中剖切需要计算的基坑断面，自动读取断面的相关基坑深度数据
、
围护墙厚度
、
初始嵌固深度
、
各支锚信息，并关联读取所属分组的钻孔编号及钻孔土层及各岩土勘察物理参数信息，将数据存储为需要接力计算软件的文件录入格式，进行文件以钻孔编号命名，然后利用接力软件读取该信息文件，经运算分析得出各钻孔编号对应的计算结果信息；
S5、
批量读取二维钻孔接力计算分析的相关计算结果信息，通过自动辨识钻孔编号，以获取所代表不同区域的墙幅配筋
、
嵌固深度
、
墙顶标高信息，关联修改模型中的围护地下连续墙嵌固深度并赋予墙幅配筋信息；
S6、
根据所述围护墙母体初始三维模型及步骤
S5
中导入的计算结果信息及调整修改后的地连墙嵌固深度
、
墙幅配筋实体模型，导出获得基坑围护地下连续墙的二维信息
。2.
根据权利要求1所述一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法，其特征在于：所述平面外扩原则为，基于地下结构平面轮廓线向外侧偏移固定数值的距离作为基坑轮廓线，沿所述基坑轮廓线进行布置围护墙体，围护墙内边线与之贴合；地下结构平面轮廓线与围护墙内边线间即为基坑肥槽，所述基坑肥槽宽度根据施工需要拟定，平面外扩原则为肥槽设置原则；地下结构的外边线为地结构外墙轮廓；围护结构内边线为基坑开挖的实际边界，与基坑轮廓线贴合；所述墙底嵌固深度初始值
、
墙顶冠梁标高初始值分别确定出墙体上
、
下端部位置
。3.
根据权利要求1所述一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法，其特征在于：所述步骤
S2
具体包括，选取所述基坑围护墙母体初始三维模型中任一拐角点作为起点，从所述起点开始沿基坑围护墙母体的轮廓线沿顺时针或逆时针方向，对墙幅进行划分，并对划分得到的若干墙幅进行编号
。4.
根据权利要求1所述的一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法，其特征在于：步骤
S2
还包括，在不同墙幅间之间添加分幅接头，分幅接头采用型钢接头或锁扣管
。5.
根据权利要求1所述一种三维基坑围护地下连续墙的构建方法，其特征在于：步骤
S3
中墙幅采用可视化的框选方式，具体为：选取需要计算的代表性...

【专利技术属性】
技术研发人员：周灿朗，张勇，林湘，于清平，李芳宝，李智，戴睿，李欣，张靖杰，孔令华，王铎，张昆祥，
申请(专利权)人：北京构力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：