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基于BIM可視化編程的樁長計算施工技術

		點擊數：	更新時間： 2025年06月29日
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中國建筑一局（集團）有限公司科技創效推廣應用技術名錄
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（二十九）基于BIM可視化編程的樁長計算施工技術
1. 技術背景
項目樁基工程施工過程中，經常會遇到地形復雜、施工場地面積大、工期緊張的情況，樁長計
算精度的準確性對整個樁基工程量影響巨大。傳統的樁長計算方法是基于地勘報告中的數據在二維
圖紙上進行計算，在樁基所處持力層剛性角大于30°情況下，為抵抗滑移，需以3 倍樁徑增加嵌巖
深度，在二維模式下難以計算，樁長精度也難以把控。因此，迫切需要一種新的樁長計算方式，能
夠快速準確地提取坡度，并精確計算其有效樁長，以保證后續混凝土計算量的準確性。
為提高樁長計算的精度，通過BIM 技術搭建三維地質模型，真實、直觀地模擬各層土質與巖層
的分布情況，同時擬合樁基模型，快速提取剛性角，分情況計算樁長嵌巖深度，從而有效地解決樁
基工程施工過程中樁長難以控制的難題，提升樁基工程施工質量、縮短工期。
2. 技術簡介
基于BIM 可視化編程的樁長計算施工計算的原理是通過提取地勘報告中勘探點數據生成地質層
模型，將地質層模型與樁基模型擬合，通過dynamo 軟件對地質層進行板化處理，從而提取樁基與持
力層交叉處的坡度，進而對角度大于30°的樁基進行3 倍樁徑擴大加深嵌巖深度。
模型控制的關鍵在于地質層的模擬以及參數化族的設置，其次，revit 軟件中樁族構件與地質
層之間是無法進行直接捕捉數據的，需要通過dynamo 對地質層進行實體化才能提取數據。
3. 適用范圍
適用于所有地基工程端承樁樁長計算工作，尤其是地質條件復雜、施工場地面積大、樁基數量
多的項目。通過本技術形成的樣板文件可直接應用于其他項目。
4. 施工工藝流程及操作要點
4.1 施工工藝流程
圖4.1 施工工藝流程圖
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4.2 施工操作要點
4.2.1 提取地勘報告數據
首先根據項目勘探點平面圖提取勘探點編號及平面坐標位置值（x,y），其次，通過地質剖面圖
提取對應勘探點持力層高程值z，整合數據，輸出勘探點持力層excel 文件或點文件。
圖4.2.1-1 地質剖面圖圖4.2.1-2 地勘坐標點數據
4.2.2 搭建地質層模型
1、通過導入實例。可以根據以DWG、DXF 或DGN 格式導入的三維等高線創建地質層模型。
2、通過指定點文件。可以根據來自土木工程軟件應用程序的點文件來創建地質層模型，點文件
使用高程點的規則網格來提供等高線數據，文件必須包含x、y、z 坐標數字作為文件中的第一個數
值，而必須用逗號分隔。
根據revit 軟件要求對持力層數據進行處理，導出滿足軟件要求的文件格式，再導入revit 中
進行地質層模型搭建。
圖4.2.2-2 持力層三維模型
4.2.3 搭建樁基模型
將所需計算的樁基定位CAD 圖紙導入revit 對應圖層中，對樁基進行定位建模， 在搭建模型時
需注意以下幾點：
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1、載入族構件“混凝土-圓形柱”對樁基進行建模；
2、在“混凝土-圓形柱”族屬性中設置“柱樣式”為“垂直”、“基點附著對正”為“最大相
交”；
3、對“混凝土-柱”自帶族構件進行編輯，賦予“嵌巖深度”、“角度”、“最大相交樁長”、
“中心樁長”、“直徑D”等參數，并設置計算公式鏈接。
4.2.4 對地質層模型進行板化處理
revit 軟件中“柱”族構件需通過“附著頂部/底部”功能附著到屋頂、樓板、天花板、參照
平面等，而通過地勘坐標點形成的持力層地形圖為曲面模型，無法進行附著，因此，要對地形曲面
進行板化處理。通過revit 的可視化編程插件dynamo 進行處理，提取樁基計算區域持力層地形曲面
生成樓板。
圖4.2.4-1 dynamo 編程
圖4.2.4-2 對計算區域地形曲面板化處理
4.2.5 提取剛性角計算樁長
樁長計算分以下兩種情況進行：
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1、樁基所處持力層剛性角＜30°：
計算樁長=最大相交樁長+嵌巖深度
圖4.2.5-1 樁基所處持力層剛性角＜30°
2、樁基所處持力層剛性角＞30°：
在此情況下，需對樁徑進行3 倍擴大，擴大后的樁徑與持力層表面最大相交處為嵌巖深度計算
起點，如下圖所示：
圖4.2.5-1 樁基所處持力層剛性角＞30°
1）增加嵌巖深度=arctan（角度）×3×D
2）計算樁長=最大相交樁長+增加嵌巖深度+嵌巖深度
以上計算式均已設置到revit“混凝土-圓柱”構件參數中，可在明細表中直接提取數據。
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4.2.6 計算混凝土、鋼筋工程量用于現場管控
在revit 明細表中提取“樁號”、“樁徑”、“頂部標高”、“承臺底標高”、“嵌巖深度”、
“角度”、“計算樁長”、“斜坡樁”等字段，在明細表中對角度＞30°的樁勾選“斜坡樁”選項，
進行自動計算增加的嵌巖深度，根據樁長計算混凝土及鋼筋工程量，用于現場材料管控。
圖4.2.6-1 樁明細表
5. 材料與設備
表5.2.1 主要設備表
序號設備名稱規格技術指標用途
1 電腦高性能臺式機處理器i9、GTX1080
2 Revit / / 計算軟件
3 Dynamo 計算軟件
4 ...
6. 效益計算分析
相比傳統二維計算方式來說，當樁基數量較少時，計算時間較為接近，當樁基數量較多時，本
技術計算花費時間越來越趨于穩定，相較于傳統二維方式花費時間更少，節約計算時間。
7. 應用實例
宜賓五糧液酒廠項目位于宜賓市翠屏區上江北路紅壩路旁，占地面積約93 萬m2，總建筑面積
約40 萬㎡，共計29 棟單體，合約工期550 天。由于本項目地質條件復雜，地質層跨度大，場地土
層從上到下分別由素填土、粉質黏土、中砂、強風化泥巖及砂巖層組成，樁基工程量高達9003 根，
工期緊張。本項目通過導入地勘數據在revit 中形成持力層三維模型，搭建樁基模型，提取樁基與
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持力層之間的角度計算擴大加深樁長。本計算所有過程通過revit 軟件進行操作，大大節省工作時
間，同時計算精度高，利于現場工作人員對工程量的把控。
圖7-1提取地勘數據圖7-2持力層三維模型圖
圖7-3樁基模型圖圖7-4Dynamo轉換代碼
圖7-5樓板擬合地形形狀圖7-6樁長明細表
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圖7-7收方數據對比圖7-8現場施工圖
圖7-9現場收方圖圖7-10現場測量圖
8. 技術咨詢服務單位聯系方式
技術提供單位中國建筑一局（集團）有限公司西南分公司
主要完成人樊玙
技術咨詢聯系人樊玙聯系電話13880495984

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