大数据复核_【BIM技术】三维扫描结合BIM技术在结构复核中的应用
三維掃描復測技術又被稱為實景復制技術,是測繪領域繼GPS技術之后的一次技術革命,它是利用激光測距的原理,通過高速激光掃描測量的方法,大面積、高分辨率地快速獲取物體表面各個點的(x.y.z)坐標、反射率、(R.G.B)顏色等信息,由這些大量、密集的點信息可快速復建出1:1的真彩色三維點云模型,結合BIM三維結構模型,為后續的數據分析、處理等工作提供準確依據。
01.
工程概況
某工程地下室交付已達6年之久,且新設計單位存在大量設計變更,已有的主體結構尺寸偏差大,實體檢測數據可追溯性不強,考慮后期上部主體安全施工,且工期要求緊,采用三維激光掃描進行地下室結構全數掃描,結合BIM三維模型進行匹配對比,得出針對性強的結構加固糾偏方案。
02.
地下室復核特點和難點
1)體量大項目地下三層建筑面積大,每層包含了200多根結構柱,僅核心筒區域單層就有66根結構柱及30處剪力墻需要復核,如果采用人工復核的工作量估算至少要2個月,且不能全面反映結構實際澆筑偏差值。
2)結構復雜?
地下三層(另含夾層)結構整體為月牙形,外墻皆為圓弧形,內部降板眾多,超重梁分部分散,需要多次設置轉換點。
3)主體單位變更多?
建設單位、設計單位、施工單位、監理單位等發生了全數的變化,后期施工過程中存在大量不確定的溝通因素。
4)積水深度深?
負三層面積大,積水深度達70cm,用于控制核心筒抗浮,故抽水與否直接影響地下三層結構三維掃描工作。
03.
施工準備
1)人員準備
項目地下三層建筑面積大,每層包含了200多根結構柱,僅核心筒區域單層就有66根結構柱及30處剪力墻需要復核,如果采用人工復核的工作量估算至少要2個月,且不能全面反映結構實際澆筑偏差值。
本項目三維掃描復測小組由專業三維掃描人員、現場施工管理人員及BIM技術人員組成,各專業人員分工如下:
序號 | 專業職務 | 負責內容 |
1 | 三維掃描 | 現場儀器掃描及掃描數據拼接等初步處理 |
2 | 現場管理 | 提供本項目相關資料、引入現場點位坐標、現場場地處理、對偏差報告進行人工抽檢復核 |
3 | BIM技術 | 根據圖紙建立Revit模型,將Revit模型與三維點云掃描模型合并,分析結構偏差,出具偏差報告。 |
2)機械準備
本項目使用的掃描設備是激光掃描儀,整個采集過程為非接觸式,在特殊環境下可以通過WLAN遠程遙控操作。
其余材料設備:
3)環境準備
(1)雜物清理
項目現場雜物清理完畢,保證掃描數據均為現場主體結構部分。
(2)積水處理
積水會反射掃描儀發射的紅外線,導致近地面部分的數據無法讀取或整體產生折射偏差,現場管理人員應安排工人對現場積水、淤泥進行清理。
(3)照明設置
布置臨時照明設施并做好臨邊防護措施。
(4)主體三維結構模型準備:
作為后期與三維掃描的點云模型疊加校對的前提條件。
(5)檢測體系選擇
為保證三維掃描數據的準確性,需將三維掃描點云模型、Revit模型及現場施工項目以同一個坐標系建立,在建立點云模型坐標系時,有以下兩種方法。
方法一:甲方提供的基準坐標點通過標靶進行坐標值信息傳遞。
方法二:現場彈軸線及其交點在地面軸線上設置標靶紙作為掃描數據的軸線。
兩種方法的對比
坐標系統 | 優勢 | 劣勢 |
通過坐標值統一 | 由精確的坐標值建立坐標系,在和Revit模型合并時通過共享坐標系直接導入合并,準確性高。 | 需引入甲方提供的基準點精確坐標值作為參照,對坐標點引入使用的儀器和人員操作要求高。 |
通過軸線統一 | 只需選定兩條軸線即可建立三維掃描坐標系,操作便捷,各層形成的三維模型可分割,獨立對齊。 | 在三維掃描模型與Revit模型合并時,需手動調節軸線對齊,存在人工誤差,對準確性有影響。 |
在本項目中,甲方提供了基準點的坐標,且項目整體掃描面積大、精度要求高,我方在用兩種方法對夾層進行測試后,采用了第一種方法進行本項目三維掃描坐標系(坐標系掃描法)和Revit模型坐標系的統一。
04.
現場實施過程展示
▼通過固定目標球確定控制點
▼儀器調平、掃描準備
▼測站轉換
▼掃描數據處理、形成點云圖
▼分析對比
供稿:中天二建
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