BIM技术结合三维扫描技术在结构复测中的应用案例分析

2021年6月21日
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三维扫描复测技术又被称为实景复制技术,是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命,它是利用激光测距的原理,通过高速激光扫描测量的方法,大面积、高分辨率地快速获取物体表面各个点的(x.y.z)坐标、反射率、(R.G.B)颜色等信息,由这些大量、密集的点信息可快速复建出1:1的真彩色三维点云模型,结合BIM三维结构模型,为后续的数据分析、处理等工作提供准确依据。

    01.工程概况

某工程地下室交付已达6年之久,且新设计单位存在大量设计变更,已有的主体结构尺寸偏差大,实体检测数据可追溯性不强,考虑后期上部主体安全施工,且工期要求紧,采用三维激光扫描进行地下室结构全数扫描,结合BIM三维模型进行匹配对比,得出针对性强的结构加固纠偏方案。

    02.地下室复核特点和难点

    1)体量大

项目地下三层建筑面积大,每层包含了200多根结构柱,仅核心筒区域单层就有66根结构柱及30处剪力墙需要复核,如果采用人工复核的工作量估算至少要2个月,且不能全面反映结构实际浇筑偏差值。

    2)结构复杂

地下三层(另含夹层)结构整体为月牙形,外墙皆为圆弧形,内部降板众多,超重梁分部分散,需要多次设置转换点。

 3)主体单位变更多

建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等发生了全数的变化,后期施工过程中存在大量不确定的沟通因素。

    4)积水深度深

负三层面积大,积水深度达70cm,用于控制核心筒抗浮,故抽水与否直接影响地下三层结构三维扫描工作。

    03.施工准备

1)人员准备

项目地下三层建筑面积大,每层包含了200多根结构柱,仅核心筒区域单层就有66根结构柱及30处剪力墙需要复核,如果采用人工复核的工作量估算至少要2个月,且不能全面反映结构实际浇筑偏差值。

本项目三维扫描复测小组由专业三维扫描人员、现场施工管理人员及BIM技术人员组成,各专业人员分工如下:

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2)机械准备

本项目使用的扫描设备是激光扫描仪,整个采集过程为非接触式,在特殊环境下可以通过WLAN远程遥控操作。

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其余材料设备:

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3)环境准备

(1)杂物清理

项目现场杂物清理完毕,保证扫描数据均为现场主体结构部分。

(2)积水处理

积水会反射扫描仪发射的红外线,导致近地面部分的数据无法读取或整体产生折射偏差,现场管理人员应安排工人对现场积水、淤泥进行清理。

(3)照明设置

布置临时照明设施并做好临边防护措施。

(4)主体三维结构模型准备:

作为后期与三维扫描的点云模型叠加校对的前提条件。

(5)检测体系选择

为保证三维扫描数据的准确性,需将三维扫描点云模型、Revit模型及现场施工项目以同一个坐标系建立,在建立点云模型坐标系时,有以下两种方法。

方法一:甲方提供的基准坐标点通过标靶进行坐标值信息传递。

方法二:现场弹轴线及其交点在地面轴线上设置标靶纸作为扫描数据的轴线。

两种方法的对比

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在本项目中,甲方提供了基准点的坐标,且项目整体扫描面积大、精度要求高,我方在用两种方法对夹层进行测试后,采用了第一种方法进行本项目三维扫描坐标系(坐标系扫描法)和Revit模型坐标系的统一。

    04.现场实施过程展示

▼通过固定目标球确定控制点

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▼仪器调平、扫描准备

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▼测站转换

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▼扫描数据处理、形成点云图

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▼分析对比

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