基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法

《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》是湖南省機械化施工有限公司完成的建築類施工工法。完成人是陳霄鵬、邱行、董道炎、胡平輝、龍雲華。該工法適用於端承型灌注樁樁長自動測定及三維模型觀察展示；端承型預製管樁的樁長測定與自動配樁，並建立相關三維模型。

《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》的主要特點是：智慧型化程度高，能自動測算樁長，輸出報表；效率、精度高於傳統人工統計方法；可自動生成可視化的高精度三維模型；操作界面簡單；在一定範圍內節約成本。

2021年11月5日，《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》被湖南省住房和城鄉建設廳評定為湖南省2020年度工程建設省級工法。

基本介紹

• 中文名：基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法
• 工法編號：HNJSGF286-2020
• 完成單位：湖南省機械化施工有限公司
• 完成人：陳霄鵬、邱行、董道炎、胡平輝、龍雲華
• 審批單位：湖南省住房和城鄉建設廳
• 主要榮譽：湖南省2020年度工程建設省級工法

形成原因

在端層樁施工技術準備階段，技術人員需要比對樁孔附近地勘鑽孔數據確定樁基的長度。每個樁孔位置逐一比對之後可以得出項目樁基預計的長度（如果鑽孔點比較密集，這個長度與實際長度的差值會比較小）。在此過程中，需要耗費技術人員大量精力進行重複勞動。

對於預製管樁，根據地勘資料求得預估樁長的基礎上，還需要合理配置每根樁如何配置預製樁節。湖南省機械化施工有限公司據此總結出《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》。

工法特點

《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》有以下特點：

1.智慧型化程度高，能自動測算樁長，輸出報表。大大減輕了人工統計樁長的勞動量。

2.效率、精度高於傳統人工統計方法，特別是大體量樁基工程效果顯著。

3.可自動生成可視化的高精度三維模型，方便對樁基和地層之間的情況進行深入了解和後續最佳化。

4.操作界面簡單，採用封裝模式進行，現場工程技術人員只需掌握相關軟體的基本界面操作即可實現相關功能。

5.對於預製管樁使用該工法可在一定範圍內節約成本。

操作原理

適用範圍

《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》適用於：

1.端承型灌注樁樁長自動測定及三維模型觀察展示；

2.適用於端承型預製管樁的樁長測定與自動配樁，並建立相關三維模型。

技術理論

《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》的工藝原理是：

通過地勘數據和樁基數據的錄入，通過BIM技術形成三維地質曲面及樁頂三維坐標點，通過三維樁頂坐標點至持力層曲面的投影求得樁長。對於預製樁，通過，樁節選定，樁節最少，成本最小，節差取大等原則讓程式循環窮舉，最終求出最優配樁結構。將求得的結果（包含樁長，預製樁還包含配樁結果）輸出一張EXCEL表格供技術人員使用。同時形成三維地質模型及樁基模型。

整個程式分為兩個模組，模組一為自動測樁和三維地質模型自動生成模組。對於灌注樁，程式自動生成的三維地質模型自動求得樁長輸出至Excel表中即可幫助工程技術人員完成前期技術準備，模組一開發技術路線見圖1。

圖1 模組一開發技術路線圖

模組二為針對預製樁進行最最佳化配樁。根據模組一輸出的結果和當地管樁廠能提供的樁型，單價等信息進行自動化配樁，輸出最優配樁結果報表，開發技術路線見圖2。

圖2 模組二開發技術路線圖

施工工藝

《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》的工藝流程及操作要點如下：

工藝流程

總體施工工藝流程見圖3：

圖3 總體施工工藝流程圖

操作要點

1.環境準備：正式使用前，請準備好以下軟體的安裝或檔案：

a.Revit2018及以上版本均可；

b.Dynamo2.02及以上版本；

c.Dynamo節點包；

d.Revit樣板檔案；

e.編制好的Dynamo程式。（DYN檔案）

2.載入項目樣板：在Revit中使用給定的項目樣板以達到更好的顯示效果。新建一個項目，選擇樣本檔案時點“瀏覽”，選擇《自動生成三維地質和樁長.rte》樣板檔案。新建生產地質模型和樁基模型的項目。

3.載入Dynamo腳本：

a.在管理選項卡下，選擇Dynamo播放器，見圖4：

圖4 管理選項卡界面

b.在Dynamo播放器中選擇瀏覽資料夾，選擇存放（雙表格地層改好Dyn腳本的資料夾）；首次使用Dynamo播放器會比較慢，如果長時間無，可以選擇關閉程式，然後讓系統嘗試還原該程式。

圖5 Dynamo播放器選項

4.編輯輸入：

a.程式運行前需請根據項目實際情況按給定的模板表格錄製好項目樁基的實際信息。

b.通過播放器選擇錄有數據的表格的檔案路徑，見圖6：

圖6 Dynamo檔案路徑圖

c.選擇輸出檔案路徑，選擇完成後即可完成數據錄入工作，見圖7。

圖7 輸出檔案路徑

d.樣例：錄入數據模板樣表見表1：

注意:1.數據錄入應在使用之前完成，根據每個項目的實際情況錄入；模板樣表的表頭格式不能改變；2.所有單位採用米為單位；3.標高請統一換算成絕對標高，樁基數據和地勘數據的坐標系統，標高應統一；4.程式支持包含最多10個地層的地勘資料，但持力層標高請在樣板列中錄入，不管持力層是否是第4地層，超過7個地層，可在後面增加列。

5.運行程式：

編輯輸入完成後，在播放器中點運行按鈕（播放鍵）：然後程式會自動運行，首次運行會比較慢，請耐心等待；運行結束將得到三維模型（見圖8）和一張輸出的EXCEL表。

圖8 三維模型

6.自動配樁模組編輯輸入與運行（見圖9）：

a.根據項目實際，人工選擇是否執行自動配樁模組，僅預製管樁需要進行配樁。

b.程式將自動根據每根樁的樁長取整，進行配樁，最後得出每根樁的下（進）料表；

c.編輯輸入與上面步驟類似；管樁表根據項目所在地管樁廠提供的型號和單價；

d.最大單節樁長請和管樁信息表裡面數據一致，即管樁信息表中列出的廠家所能提供的單節樁長的最大長度；

圖9 自動配樁模組編輯輸入與運行圖

7.測量放線，輸出報表可作為測量放線的技術檔案，按樁基施工流程進行樁位測放，記錄好樁位場地表層的實際標高。

8.成樁施工，灌注樁和預製管樁成樁施工按其工藝流程和工藝要求控制，符合國家標準、行業規範等要求。

9.基岩確認，樁基施工要確認進入持力層深度要符合設計要求，施工過程中確認進入地層與設計要求相符方可停止成樁。

10.樁長校核，在樁基進入地層岩土類別和深入滿足設計要求的前提下，測量實際成樁的有效樁長，比對輸出報表的計算（有效）樁長，二者相差超過2米應作特別標註，查明原因，並再次檢查實際情況是否滿足設計要求。

材料設備

《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》在準備階段對電腦硬體和軟體配置提出了最低要求，實施階段根據成樁工藝不同，對機械設備、儀器設備、主材要求從其相關工藝要求，詳見表2。

質量控制

施工企業採用《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》施工時，應遵循的質量控制要求是：

1.施工前對相關技術人員進行技術培訓，使其掌握操作方法，異常情況處理。

2.地勘數據錄入前保證地勘點在樁基範圍內分布均勻且具有足夠的密度（一般為詳勘程度），保證程式測算樁長的準確性。

3.所有單位採用米為單位，標高統一換算成絕對標高或相對標高。

4.請檢查是否有地勘點所形成的地質邊界是否包含所有待測樁基，如有樁基坐落於地質邊界外，請剔除該樁，或按照最近的地勘點的數據補充一個地勘點，使得所有樁基在地質邊界內。

5.樁長最終施工長度應以進入持力層深度為準（預應力管樁以貫入度為輔），當現場實際施工樁長與測量樁長不符（較大偏差）時，應兩相校核。

6.應保證地勘資料準確性和勘探點密度滿足樁基施工要求，以確保測試樁長的精確性。

7.按自動配置的管樁長度施工過程中尚未滿足設計要求的，應及時根據現場情況進行調整。

安全措施

施工企業採用《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.施工機械化作業人員半徑內做明顯警示標註，樁孔施工完畢及時做好覆蓋。

2.作業區應做好隔離措施。

3.管樁吊裝應編制專項方案。

環保措施

施工企業採用《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》施工時，應採取的環保措施是：

1.嚴格遵守環境保護的法規，根據《建築工程現場環境與衛生標準》制定環保制度，建立環保管理體系，落實崗位責任，接受相關單位的監督和檢查。

2.施工現場布置合理，文明整潔。

3.泥漿池採用三級沉澱措施，對泥漿循環重複利用。設立廢漿池、沉澱池，對可能產生的污水、廢漿防止亂排並進行無害處理。

4.居民區夜間施工遵守當地政府的的規定，嚴格控制作業時間，防止噪音擾民。

效益分析

湖南省機械化施工有限公司採用《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》施工的效益分析如下：

對比人工統計樁長的效率和預製管樁截樁量，分析情況如下表3所示：

表3 效益分析表

施工方法	樁長統計		（預製管樁）截樁總長
	100根耗時	500根耗時	平均每500根
人工統計	1人/65分鐘	1人/325分鐘	84.6米
基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法	1人/15分鐘 (包含前期數據處理)	1人/25分鐘 (包含前期數據處理)	80.2米

綜上，採用該工法效益如下：

1.可提高技術人員測算樁長效率50%以上，大大減輕技術人員勞動量。

2.對於預製樁，能節約5%左右的材料費用。

註：施工費用以2020—2021年施工材料價格計算

套用實例

湖南省機械化施工有限公司採用《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》的套用實例是：

• 奧海文瀾府一期樁基工程（預製管樁）

奧海文瀾府一期樁基工程項目位於湖南省長沙市嶽麓區，共1575根預製管樁，樁型為PHC-500AB或PHC-400AB，持力層全風化。通過自動測樁軟體，自動生成了項目地址模型和樁基三維模型，樁長信息表和配樁表。

通過已經施工的500根樁測算，樁長測算準確度，誤差20厘米以內占30%，20~50厘米占15%，50厘米~1米以內占45%，1~2米占10%。按配料表進廠管樁，可節省約5%的材料費用。（減少5%的截樁）

圖10 奧海文瀾府三維成果

佛山天粵項目

天粵科技園項目一期樁基礎（灌注樁）工程位於廣州省佛山市採用旋挖灌注樁，位於廣州佛山市。包括A區A2、A3、A4棟、C區C1、C2、C3、C4，地下車庫總計861根樁。持力層中風化泥質砂岩。

在施工準備階段通過自動測樁程式完成了861根樁的長度測算，為技術人員帶來極大便利。

通過已經施工的323根樁測算，樁長測算準確度如下:誤差20厘米以內占38%，20~50厘米占24%，50厘米~1米以內占35%，1~2米以占3%。

圖11 佛山天粵項目三維成果

崑崙·濱河世家二期樁基工程

擬建崑崙·濱河世家二期項目位於湖南省瀏陽市永安鎮，該工程採用旋挖灌注樁，端承型，其中12#棟總計91個主樓樁，樁徑為0.8米及1.0米。地庫樁113根，樁徑0.8米及1.0米。

榮譽表彰

2021年11月5日，湖南省住房和城鄉建設廳以湘建科〔2021〕206號檔案發布《關於公布湖南省2020年度工程建設省級工法名單的通知》，《基於Dynamo的樁長測定及配樁施工工法》被評定為湖南省2020年度工程建設省級工法。