BIM案例BIM在基坑开挖全过程的应用

BIM案例BIIM在基坑开开挖全过程程的应用BIM是以以建建筑工程项项项目的各各项相相关信息息数据据作为模模型的的基础，进进行行建筑模模型的的建立，通通过过数字信信息仿仿真模拟拟建筑筑物所具具有的的真实信信息。它它具有可可视化化、协调调性、模拟拟性、优化化性和可出出图性五大大特点。首先，BIIIM软件要解决决的是实实现对于BIIM中infformmattionn(信信息)的传递递性，如如果对对于信息息不存存在传递递作用用，这个个软件件基本可可以排排除在BIMM之外;其次次，BIM软软件要以BIIM理论为基基础，用用软件件的方式式体现现BIM中建建筑相关关信息息的定义义、利利用与管管理。利利用这一一技术术或平台台，设设计阶段段能够够实现信信息共共享和协协同设设计，在在施工工阶段，BIIM可以与进进度计划划链接接形成4D施施工模型型，可可以加入入现场场临时设设施形形成施工工现场场综合管管理模模型辅助助施工工决策与与现场场管理，提提高高沟通效效率。以案例为基基基础使用AuutoddesskRRevvit，Teekla等平平台软件件建立立各阶段段的BBIM模型，如如桩基础础工程程，混凝凝土工工程，结结构安安装工程程等，并在在此基础上上配合使用用AutoodeskkNavviswoorksManaage软件，将将静态的2D模型3D动态化以以及4D化。如本本案例即基基坑挖运中中，不仅考考虑到基坑坑的长宽以以及深度，更更结合了基基坑的具体体地理坐标标，还包括括了具体施施工过程中中的各种细细节。例如如挖掘机之之间，挖掘掘机与卡车车之间、卡卡车与卡车车之间的协协调工作，施施工车辆的的调度、土土方挖运的的先后顺序序等等施工工环节。与与真实施工工过程紧密密联系，将将项目中复复杂的空间立体体关系通过过3D动态可视视化技术形形象地展现现;接着将不不同的进度度计划与模模型链接成成4D施工模型型，展示不不同的进度度安排;随后还将将根据现场场环境布置置临时设施施，形成三三维综合施施工现场模模型。1.基于BIMM的施工工仿真真分析理理论来来源以及及研究究方法BIM软件件主主要分成三三三个部分分：数数据源，数数据据层以及及项目目管理应应用。本研究主要要要涉及BIMM中的三项项内内容，即即数据据源，主主要是是将BIM所所需的信信息从从各种类类型的的工程文文档资资料中提提取出出来;数据层层主要是是对BBIM中的II(innfoormaatiion)进行行管理，包包括括信息产产生，交交换等内内容;;项目管理理应应用是指指对BBIM中的MM(moodeel)进行管管理，使使之能能够服务务于实实际施工工，对对项目的的进度度管理等等提供供指导。在本案例中中中主要应应用到到的BIM软软件有AuttodeeskkReeviit，Navviswworrks，或者者3DSMMaax，还需要要Micrroosofftpprojjecct等辅助软软件。其中Revvvit负责提提供数据据源，即即设计施施工现现场的环环境，建立立模型并输输出文件。之之后继续用用Reviit对施工中中的具体参参数进行储储存，同时时应用Micrrosofftproojectt等工程管管理软件对对施工进度度安排进行行编辑，提提供数据层层支持，建建立WBS与Micrrosofftproojectt的双向链链接;通过模型型，对施工工进度进行行查询，调调整和控制制。最后用用Naviisworrks进行项目目管理应用用，将Reviit的输出文文件制作成成施工过程程4D动画。图1仿真真真过程需需要考考虑的因因素的的树状图图2.施工仿真步步骤骤2.1确定制制制作施工工模拟拟的步骤骤1)前期数数据收集集以及及编制施施工进进度;2)建立RReviit场场地模型;3)设计施施工机械械模型型;4)完成44D施工工模拟拟制作。2.2前期数据据据收集以以及编编辑施工工进度度本案例施工工工任务是是挖出出一个长600m、宽200m、深度为为5.5mm的的用作地地下车车库坑的的基坑坑，施工工时将将分成4块区区域分别别由四四台挖掘掘机进进行开挖挖。1)前期所所要收集集的数数据包括括通过过全站仪仪或者者GPS测量量出的场场地地地理坐标标以及及长方形形基坑坑四周的的高程程点坐标标。2)接下来来要制定定施工工方案，见见表表1。表1施工工工进度安安排表表(括号内数数字表示示标高高)2.3建立场场场地模型型1)通过全全站仪或或者GGPS测量出出的场地地高程程点坐标标文件件存为txtt格式，之之后后将其导导入RReviit当当中去，利利用用Reviitt中的场地地选选项建立立场地地表面模模型。2)通过测测量的坐坐标确确定出基基坑的的位置并并在二二维平面面图上上标出，用用建建筑地坪坪命令令创建出出一个个基坑模模型，基基坑模型型效果果如图2所示示。图2生成成成基坑模模型3)通过RReviit中中的体量量功能能，创建建各种种施工车车辆的的模型，也也可可以到网网络族族库中下下载得得到。挖掘机构件件件较复杂杂，可可由CAD或或Inveenntor制作作之后以DWWG文件格式式导入到Reevit中进进行应用用。同同时，这这些族族文件需需要通通过场地地构件件的方式导导入Reviit，否则这这些施工工车辆辆模型会会产生生不能与与场地地贴合的的问题题。4)建立土土方模型型。为为了便于于用NNaviiswworkks进进行施工工模拟拟，基坑坑内土土方模型型可以以用楼板板来建建立，或或者用用内建模模型，只只需要将将楼板板(或体量))的材质调调为为土层即即可。由由实际土土方挖挖运的顺顺序逆逆向建立立土方方模型，即即从从第六层层开始始，按照照标高高的顺序序，填填满每一一层一一直到第第一层层，在第第一层层的土方方不要要铺满，要要随随地面地地面坡坡度适量量增减减，最后后使用用楼板创创建的的土方量量等于于实际所所挖土土方量相相等即即可，这这样可可以表现现出地地形的高高低变变化趋势势从而而模拟场场地的的原始状状态。在在本案例例中，兼兼顾工作作量和和仿真的的真实实性，即即用若若干块长长度为为7.5mm宽宽度为2.55m厚度为11.1m的楼楼板块(土方方)填满基坑坑。同时，在创创创建土方方模型型期间，要要对对每块土土方进进行命名名，命命名时要要考虑虑到的因因素有有：所在在的工工作区域域，所所在的层层数，以以及挖运运的顺顺序。如如图33中蓝色土土方方为4-1--1号土方即即表示4号挖挖土机所所工作作的4区域的的第1层挖运运工作中中的第第一块土土方。这样样的命名工工作可以使使以后的Naviisworrks动画模拟拟处理起来来更加方便便快捷。图3填充充充土方，完完成成基坑模模型2.4施工模拟拟拟动画的的制作作2.4.1Tiiimellinner处理施工过程可可可视化模模拟可可以日、周周、月月为时间间单位位，按不不同的的时间间间隔对对施工进进度进进行正序序模拟拟，形象象地反反映施工工计划划和实际际进度度。首先先用MMicrrossofttprrojeectt建立较为为具具体的土土方挖挖运工作作进度度安排表表，工工作进度度安排排表需要要细化化到每一一块土土方，即即每一一块土方方都要要建立与与自身身相对应应的任任务，由由于土土方挖运运的工工期较短短，所所以每一一块土土方挖除除的开开始和结结束时时间都要要精确确到小时时。并并且土方方的任任务类型型都是是“拆除”。再通过Naviisworrks中的数据据源选项将将其导入到到Naviisworrks中的Timeelineer。2.4.2Annnimaatiion设计在Animmmatiionn中创建动动画画，先后后捕捉捉挖掘机机、卡卡车等场场地构构件，用用旋转转、平移移等命命令，模模拟出出施工车车辆工工作的动动画。制制作Animmatoon的的过程中中需要要统筹施施工车车辆调度度，即即如果卡卡车数数量太少少，挖挖掘机挖挖出的的土方装装满卡卡车以后后，卡卡车要有有一个个运出土土方的的过程，没没有有另外的的卡车车及时补补上的的话，势势必会会造成挖挖掘机机停工的的现象象，降低低了工工作效率率。由此可以设设设计出优优化方方案，即即挖掘掘机挖土土运送送到卡车车上，卡卡车装满满之后后将土方方运走走，另一一辆卡卡车在前前一辆辆卡车运运土之之前及时时补上上，同时时还要要注意避避免运运送土方方的卡卡车数量量过多多造成施施工道道路拥挤挤的情情况。通通过这这样的分分析得得出的车车辆优优化工作作方案案可以避避免挖挖掘机暂暂时停停工的现现象，提高高施工效率率。设计动动画的过程程中要调度度好各类车车辆，在Animmatioon中安排好好时间分配配，以实现现效率的最最大化。除除此以外也也可以制作作视点动画画以及漫游游动画，后后期处理时时与施工车车辆调度动动画一起添添加到Timeelineer中，使制制作出来的的动画更具具立体感、画画面感与层层次感，并并且可以全全方位地展展示施工现现场。这样就制作作作完成了了基坑坑挖运的的施工工模拟。最最后后，用Navviswworrks中的ppressennter渲染染功能对对场景景进行渲渲染，再再以AVI格格式导出出即可可得到施施工模模拟的4D动动画了。另另外外，导出出动画画的时候候用ppressennter导出出可以使使动画画的效果果更具具有真实实感。2.4.3基于于于BIM施工工仿真模模拟的的优势1)首先，三维可视视化功能再再加上时间间维度，可可以进行包包括基坑工工程在内任任意施工形形式的施工工模拟。同同时有效的的协同工作作，打破基基坑设计、施施工和监测测之间的传传统隔阂，实实现多方无无障碍的信信息共享，让让不同的团团队可以共共同工作，通通过添加时时间轴的4D变形动画画可以准确确判断基坑坑的变形趋趋势，让工工程施工阶阶段的任意意人群如施施工方、监理方、甚甚至非工程程行业出身身的业主及及领导都能能掌握基坑工程程实施的形形式以及运运作方式。通过输入实实实际施工工计划划与计划划施工工计划，可可以以直观快快速地地将施工工计划划与实际际进展展进行对对比。这这样将BIMM技术与施施工工方案、施施工工模拟和和现场场视频监监测相相结合，减减少少建筑质质量问问题、安安全问问题。并并且通通过三维维可视视化沟通通加强强管理团团队对对成本、进进度度计划及及质量量的直观观控制制，提高高工作作效率，降降低低差错率率，减减少现场场返工工，节约约投资资，并给给使用用者带来来新增增价值。图4施工工工模拟动动画展展示(阶段11)图5Prrreseentter渲染后后的施工工动画画2)通过在在Aniimaatioon中中对施工工车辆辆工作时时间、工工作方式式的设设计，克克服了了以往做Naavisswoorks动画画的时候候施工工项目与与施工工机械相相隔离离的缺点点，使使Animmaatioon不不仅仅停停留在在动画设设计的的功能上上，更更能用来来分析析施工现现场，提供供工作效率率等，这样样就能使案案例中基坑坑挖运的整整个过程更更加具有可可读性和真真实性。3)同时，这一技术术或平台在在教学中也也能体现优优势，既能能以案例教教学的方法法安排教学学内容，又又能借助BIM完整性以以及可视化化等特点配配合案例教教学中各部部分的内容容，将传统统教学内容容中零散的的知识以项项目全寿命命周期为主主线形成系系统完整的的教学安排排，提高学学生对建筑筑空间关系系的认识，达达到综合运运用相关知知识的能力力。而且利利用BIM，不仅生生动形象，可可互操作，提提高课堂教教学的效率率，而且BIM提供的虚虚拟平台使使学生能自自主完成课课程实践内内容，提高高学生动手手能力，真真正将理论论和实践联联系起来。3.结语如今的大部部部分施工工模拟拟中，由由于工工期相对对而言言较短，模模拟拟难度较较大，因因此基坑坑挖运运通常是是被制制作者忽忽视的的环节。但但是是在整个个建筑筑施工过过程中中，基坑坑挖运运的确是是不可可或缺的的重要要部分，在在本本案例建建立RReviit模模型时，也也可可以添加加进防防沙板、活活动动屋等等等场地地构件，或或者者应用Civvil33D对对场地进进行更更加细致致的处处理，这这样还还会使场场地模模型更加加