基于BIM的基坑挖运施工过程仿真模拟

　　3）通过Revit中的体量功能，创建各种施工车辆的模型，也可以到网络族库中下载得到。

　　挖掘机构件较复杂，可由CAD或Inventor制作之后以DWG文件格式导入到Revit中进行应用。同时，这些族文件需要通过场地构件的方式 导入Revit，否则这些施工车辆模型会产生不能与场地贴合的问题。

　　4）建立土方模型。为了便于用Navisworks进行施工模拟，基坑内土方模型可以用楼板来建立，或者用内建模型，只需要将楼板（或体量）的材质调为土层即可。由实际土方挖运的顺序逆向建立土方模型，即从第六层开始，按照标高的顺序，填满每一层一直到第一层，在第一层的土方不要铺满，要随地面地面坡度适量增减，最后使用楼板创建的土方量等于实际所挖土方量相等即可，这样可以表现出地形的高低变化趋势从而模拟场地的原始状态。在本案例中，兼顾工作量和仿真的真实性，即用若干块长度为7.5m宽度为2.5m厚度为1.1m的楼板块（土方）填满基坑。

　　同时，在创建土方模型期间，要对每块土方进行命名，命名时要考虑到的因素有：所在的工作区域，所在的层数，以及挖运的顺序。如图3中蓝色土方为4-1-1号土方即表示4号挖土机所工作的4区域的第1层挖运工作中的第一块土方。这样的命名工作可以使以后的Navisworks动画模拟处理起来更加方便快捷。

　　图3 填充土方，完成基坑模型

　　2.4施工模拟动画的制作

　　2.4.1Timeliner处理

　　施工过程可视化模拟可以日、周、月为时间单位，按不同的时间间隔对施工进度进行正序模拟，形象地反映施工计划和实际进度。首先用Microsoftproject建立较为具体的土方挖运工作进度安排表，工作进度安排表需要细化到每一块土方，即每一块土方都要建立与自身相对应的任务，由于土方挖运的工期较短，所以每一块土方挖除的开始和结束时间都要精确到小时。并且土方的任务类型都是“拆除”。再通过Navisworks中的数据源选项将其导入到Navisworks中的Timeliner。

　　2.4.2Animation设计

　　在Animation中创建动画，先后捕捉挖掘机、卡车等场地构件，用旋转、平移等命令，模拟出施工车辆工作的动画。制作Animaton的过程中需要统筹施工车辆调度，即如果卡车数量太少，挖掘机挖出的土方装满卡车以后，卡车要有一个运出土方的过程，没有另外的卡车及时补上的话，势必会造成挖掘机停工的现象，降低了工作效率。

　　由此可以设计出优化方案，即挖掘机挖土运送到卡车上，卡车装满之后将土方运走，另一辆卡车在前一辆卡车运土之前及时补上，同时还要注意避免运送土方的卡车数量过多造成施工道路拥挤的情况。通过这样的分析得出的车辆优化工作方案可以避免挖掘机暂时停工的现象，提高施工效率。设计动画的过程中要调度好各类车辆，在Animation中安排好时间分配，以实现效率的最大化。除此以外也可以制作视点动画以及漫游动画，后期处理时与施工车辆调度动画一起添加到Timeliner中，使制作出来的动画更具立体感、画面感与层次感，并且可以全方位地展示施工现场。

　　这样就制作完成了基坑挖运的施工模拟。最后，用Navisworks中的presenter渲染功能对场景进行渲染，再以AVI格式导出即可得到施工模拟的4D动画了。另外，导出动画的时候用presenter导出可以使动画的效果更具有真实感。

　　2.4.3基于BIM施工仿真模拟的优势

　　1）首先，三维可视化功能再加上时间维度，可以进行包括基坑工程在内任意施工形式的施工模拟。同时有效的协同工作，打破基坑设计、施工和监测之间的传统隔阂，实现多方无障碍的信息共享，让不同的团队可以共同工作，通过添加时间轴的4D变形动画可以准确判断基坑的变形趋势，让工程施工阶段的任意人群如施工方、 监理方、甚至非工程行业出身的业主及领导都能掌握 基坑工程实施的形式以及运作方式。

　　通过输入实际施工计划与计划施工计划，可以直观快速地将施工计划与实际进展进行对比。这样将BIM技术与施工方案、施工模拟和现场视频监测相结合，减少建筑质量问题、安全问题。并且通过三维可视化沟通加强管理团队对成本、进度计划及质量的直观控制，提高工作效率，降低差错率，减少现场返工，节约投资，并给使用者带来新增价值。