BIM案例BIM在基坑开挖全过程的应用

BIM案例BIM在基坑开挖全过程的应用BIM是以建建筑工程项目目的各项相关关信息数据作作为模型的基基础，进行建建筑模型的建建立，通过数数字信息仿真真模拟建筑物物所具有的真真实信息。它它具有可视化化、协调性、模模拟性、优化化性和可出图图性五大特点点。首先，BIMM软件要解决决的是实现对对于BIM中中inforrmatioon(信息))的传递性，如如果对于信息息不存在传递递作用，这个个软件基本可可以排除在BBIM之外;;其次，BIIM软件要以以BIM理论论为基础，用用软件的方式式体现BIMM中建筑相关关信息的定义义、利用与管管理。利用这这一技术或平平台，设计阶阶段能够实现现信息共享和和协同设计，在在施工阶段，BBIM可以与与进度计划链链接形成4DD施工模型，可可以加入现场场临时设施形形成施工现场场综合管理模模型辅助施工工决策与现场场管理，提高高沟通效率。以案例为基础础使用AuttodeskkReviit，Tekkla等平台台软件建立各各阶段的BIIM模型，如如桩基础工程程，混凝土工工程，结构安安装工程等，并并在此基础上上配合使用AAutodeeskNaaviswoorksMManagee软件，将静静态的2D模模型3D动态态化以及4DD化。如本案案例即基坑挖挖运中，不仅仅考虑到基坑坑的长宽以及及深度，更结结合了基坑的的具体地理坐坐标，还包括括了具体施工工过程中的各各种细节。例例如挖掘机之之间，挖掘机机与卡车之间间、卡车与卡卡车之间的协协调工作，施施工车辆的调调度、土方挖挖运的先后顺顺序等等施工工环节。与真真实施工过程程紧密联系，将将项目中复杂杂的空间立立体关系通过过3D动态可可视化技术形形象地展现;;接着将不同同的进度计划划与模型链接接成4D施工工模型，展示示不同的进度度安排;随后后还将根据现现场环境布置置临时设施，形形成三维综合合施工现场模模型。1.基于BIM的的施工仿真分分析理论来源源以及研究方方法BIM软件主主要分成三个个部分：数据据源，数据层层以及项目管管理应用。本研究主要涉涉及BIM中中的三项内容容，即数据源源，主要是将将BIM所需需的信息从各各种类型的工工程文档资料料中提取出来来;数据层主主要是对BIIM中的I((inforrmatioon)进行管管理，包括信信息产生，交交换等内容;;项目管理应应用是指对BBIM中的MM(modeel)进行管管理，使之能能够服务于实实际施工，对对项目的进度度管理等提供供指导。在本案例中主主要应用到的的BIM软件件有AutoodeskRevitt，Naviisworkks，或者33DSMaxx，还需要MMicrossoftprrojectt等辅助软件件。其中Reviit负责提供供数据源，即即设计施工现现场的环境，建建立模型并输输出文件。之之后继续用RRevit对对施工中的具具体参数进行行储存，同时时应用Miccrosofftprojject等工工程管理软件件对施工进度度安排进行编编辑，提供数数据层支持，建建立WBS与与Microosoftpprojecct的双向链链接;通过模模型，对施工工进度进行查查询，调整和和控制。最后后用Naviisworkks进行项目目管理应用，将将Revitt的输出文件件制作成施工工过程4D动动画。图1仿真过过程需要考虑虑的因素的树树状图2.施工仿真步骤骤2.1确定制作作施工模拟的的步骤1)前期数据据收集以及编编制施工进度度;2)建立Reevit场地地模型;3)设计施工工机械模型;;4)完成4DD施工模拟制制作。2.2前期数据收收集以及编辑辑施工进度本案例施工任任务是挖出一一个长60mm、宽20mm、深度为55.5m的用用作地下车库库坑的基坑，施施工时将分成成4块区域分分别由四台挖挖掘机进行开开挖。1)前期所要要收集的数据据包括通过全全站仪或者GGPS测量出出的场地地理理坐标以及长长方形基坑四四周的高程点点坐标。2)接下来要要制定施工方方案，见表11。表1施工进进度安排表((括号内数字字表示标高))2.3建立场地地模型1)通过全站站仪或者GPPS测量出的的场地高程点点坐标文件存存为txt格格式，之后将将其导入Reevit当中中去，利用RRevit中中的场地选项项建立场地表表面模型。2)通过测量量的坐标确定定出基坑的位位置并在二维维平面图上标标出，用建筑筑地坪命令创创建出一个基基坑模型，基基坑模型效果果如图2所示示。图2生成基基坑模型3)通过Reevit中的的体量功能，创创建各种施工工车辆的模型型，也可以到到网络族库中中下载得到。挖掘机构件较较复杂，可由由CAD或IInventtor制作之之后以DWGG文件格式导导入到Revvit中进行行应用。同时时，这些族文文件需要通过过场地构件的的方式导入入Revitt，否则这些些施工车辆模模型会产生不不能与场地贴贴合的问题。4)建立土方方模型。为了了便于用Naaviswoorks进行行施工模拟，基基坑内土方模模型可以用楼楼板来建立，或或者用内建模模型，只需要要将楼板(或或体量)的材材质调为土层层即可。由实实际土方挖运运的顺序逆向向建立土方模模型，即从第第六层开始，按按照标高的顺顺序，填满每每一层一直到到第一层，在在第一层的土土方不要铺满满，要随地面面地面坡度适适量增减，最最后使用楼板板创建的土方方量等于实际际所挖土方量量相等即可，这这样可以表现现出地形的高高低变化趋势势从而模拟场场地的原始状状态。在本案案例中，兼顾顾工作量和仿仿真的真实性性，即用若干干块长度为77.5m宽度度为2.5mm厚度为1..1m的楼板板块(土方))填满基坑。同时，在创建建土方模型期期间，要对每每块土方进行行命名，命名名时要考虑到到的因素有：：所在的工作作区域，所在在的层数，以以及挖运的顺顺序。如图33中蓝色土方方为4-1--1号土方即即表示4号挖挖土机所工作作的4区域的的第1层挖运运工作中的第第一块土方。这这样的命名工工作可以使以以后的Navvisworrks动画模模拟处理起来来更加方便快快捷。图3填充土土方，完成基基坑模型2.4施工模拟动动画的制作2.4.1Timmelineer处理施工过程可视视化模拟可以以日、周、月月为时间单位位，按不同的的时间间隔对对施工进度进进行正序模拟拟，形象地反反映施工计划划和实际进度度。首先用MMicrossoftprrojectt建立较为具具体的土方挖挖运工作进度度安排表，工工作进度安排排表需要细化化到每一块土土方，即每一一块土方都要要建立与自身身相对应的任任务，由于土土方挖运的工工期较短，所所以每一块土土方挖除的开开始和结束时时间都要精确确到小时。并并且土方的任任务类型都是是“拆除”。再再通过Navvisworrks中的数数据源选项将将其导入到NNaviswworks中中的Timeelinerr。2.4.2Aniimatioon设计在Animaation中中创建动画，先先后捕捉挖掘掘机、卡车等等场地构件，用用旋转、平移移等命令，模模拟出施工车车辆工作的动动画。制作AAnimatton的过程程中需要统筹筹施工车辆调调度，即如果果卡车数量太太少，挖掘机机挖出的土方方装满卡车以以后，卡车要要有一个运出出土方的过程程，没有另外外的卡车及时时补上的话，势势必会造成挖挖掘机停工的的现象，降低低了工作效率率。由此可以设计计出优化方案案，即挖掘机机挖土运送到到卡车上，卡卡车装满之后后将土方运走走，另一辆卡卡车在前一辆辆卡车运土之之前及时补上上，同时还要要注意避免运运送土方的卡卡车数量过多多造成施工道道路拥挤的情情况。通过这这样的分析得得出的车辆优优化工作方案案可以避免挖挖掘机暂时停停工的现象，提提高施工效率率。设计动画画的过程中要要调度好各类类车辆，在AAnimattion中安安排好时间分分配，以实现现效率的最大大化。除此以以外也可以制制作视点动画画以及漫游动动画，后期处处理时与施工工车辆调度动动画一起添加加到Timeelinerr中，使制作作出来的动画画更具立体感感、画面感与与层次感，并并且可以全方方位地展示施施工现场。这样就制作完完成了基坑挖挖运的施工模模拟。最后，用用Navissworkss中的preesenteer渲染功能能对场景进行行渲染，再以以AVI格式式导出即可得得到施工模拟拟的4D动画画了。另外，导导出动画的时时候用preesenteer导出可以以使动画的效效果更具有真真实感。2.4.3基于BBIM施工仿仿真模拟的优优势1)首先，三三维可视化功功能再加上时时间维度，可可以进行包括括基坑工程在在内任意施工工形式的施工工模拟。同时时有效的协同同工作，打破破基坑设计、施施工和监测之之间的传统隔隔阂，实现多多方无障碍的的信息共享，让让不同的团队队可以共同工工作，通过添添加时间轴的的4D变形动动画可以准确确判断基坑的的变形趋势，让让工程施工阶阶段的任意人人群如施工方方、监理方方、甚至非工工程行业出身身的业主及领领导都能掌握握基坑工程程实施的形式式以及运作方方式。通过输入实际际施工计划与与计划施工计计划，可以直直观快速地将将施工计划与与实际进展进进行对比。这这样将BIMM技术与施工工方案、施工工模拟和现场场视频监测相相结合，减少少建筑质量问问题、安全问问题。并且通通过三维可视视化沟通加强强管理团队对对成本、进度度计划及质量量的直观控制制，提高工作作效率，降低低差错率，减减少现场返工工，节约投资资，并给使用用者带来新增增价值。图4施工模模拟动画展示示(阶段1))图5Preesenteer渲染后的的施工动画2)通过在AAnimattion中对对施工车辆工工作时间、工工作方式的设设计，克服了了以往做Naaviswoorks动画画的时候施工工项目与施工工机械相隔离离的缺点，使使Animaation不不仅仅停留在在动画设计的的功能上，更更能用来分析析施工现场，提提供工作效率率等，这样就就能使案例中中基坑挖运的的整个过程更更加具有可读读性和真实性性。3)同时，这这一技术或平平台在教学中中也能体现优优势，既能以以案例教学的的方法安排教教学内容，又又能借助BIIM完整性以以及可视化等等特点配合案案例教学中各各部分的内容容，将传统教教学内容中零零散的知识以以项目全寿命命周期为主线线形成系统完完整的教学安安排，提高学学生对建筑空空间关系的认认识，达到综综合运用相关关知识的能力力。而且利用用BIM，不不仅生动形象象，可互操作作，提高课堂堂教学的效率率，而且BIIM提供的虚虚拟平台使学学生能自主完完成课程实践践内容，提高高学生动手能能力，真正将将理论和实践践联系起来。3.结语如今的大部分分施工模拟中中，由于工期期相对而言较较短，模拟难难度较大，因因此基坑挖运运通常是被制制作者忽视的的环节。但是是在整个建筑筑施工过程中中，基坑挖运运的确是不可可或缺的重要要部分，在本本案例建立RRevit模模型时，也可可以添加进防防沙板、活动动屋等等场地地构件，或者者应用Civvil3D对对场地进行更更加细致的处处理，这样