三维激光扫描技术与BIM在工程质量管控研究

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:方亚军 万泽华 毛勇
[导读] 摘要:三维激光扫描技术在近年来在3D领域的突飞猛进,在测绘行业中,展现了极大的优势,三维激光扫描技术与BIM的结合,在未来的工程建设行业中,以三维激光扫描技术为支撑,BIM为建模工具,在三维激光扫描仪进行实地的测量后,利用BIM进行建模,与工程中提交的竣工备案图纸进行的建模对比,更加直观的展现出工程的质量,也对传统的工程质量管控方法造成一定的冲击。
        中建八局第四建设有限公司  山东青岛  266071
        摘要:三维激光扫描技术在近年来在3D领域的突飞猛进,在测绘行业中,展现了极大的优势,三维激光扫描技术与BIM的结合,在未来的工程建设行业中,以三维激光扫描技术为支撑,BIM为建模工具,在三维激光扫描仪进行实地的测量后,利用BIM进行建模,与工程中提交的竣工备案图纸进行的建模对比,更加直观的展现出工程的质量,也对传统的工程质量管控方法造成一定的冲击。
        关键词:三维激光扫描技术;BIM技术;工程质量
        一、三维激光扫描技术与BIM在工程质量管控的意义
        在现代工程建设的高速发展过程中,工程质量事故频频发生,对工程质量的要求形势也愈发严峻,在传统的工程验收中,只能进行实地的勘察,效率低下,在三维激光扫描技术与BIM的结合,可将现场的实物进行数据化,更加直观的展示出工程建设的实物与设计的差别,可实时的将工程建设情况进行网络上的分享,对不符合国家标准的情况能尽早的发现并改正,可最大化减少工程建设的损失。在现代更多的异性钢结构建筑工程中,三维激光扫描技术与BIM的结合控制现场工程质量,其优势将会体现得更加明显。
        二、三维激光扫描技术与BIM在工程质量管控的优势
        三维激光扫描技术,可以对工程实景进行采集,通过采集得数据实现实景转换为三维模型,通过BIM软件的展示,可以将现场实际的建造情况与设计结构进行对比,对于现在的一些结构较复杂的结构钢结构建筑的建设过程,由于钢结构在建设过程中,其构件均为定型化装置,其中某一部件出现误差较大时,对后续部分的建设,均会造成影像,因此,在建设的过程中,利用三维激光扫描仪,对现场的实际建设情况进行数据采集,对采集后的数据进行三维重建。在原有的设计图纸上,利用BIM进行建模分析,将二维的数据三维化,在建设工程的实际建设情况以及设计预期模型进行三维的数据对比分析,其与现代化建设的相比可能存在的优势存在有以下几点:
        (1)可及时的发现出现的偏差以及关键部位的受力、荷载是否满足设计的需求及国家的相关规定,对不符合设计要求的部位可及时进行更改,降低了一些危险事故发生的可能性;
        (2)在其中一些非关键部位发生偏差时,经过设计院的许可后,及时的进行设计上的优化,降低了后续的一些建筑材料浪费的可能性,间接的降低了建筑工程的施工成本;
        (3)在一些较复杂的结构验收过程中,尤其是外立面的曲面质量,传统的验收过程较为复杂且难度较大,通过三维激光扫描技术与BIM的结合,可将一些异形结构数据化,降低了其验收过程的危险性,提高了施工质量要求;
        (4)在某些关键部位的施工过程中,由于施工难度较大,无法快速的优化其施工策划,通过三维激光扫描技术与BIM的使用,BIM工程师可快速的利用BIM软件对复杂部位施工策划进行优化,降低了施工的难度,也可间接减少施工工期,在国家重要项目及地方的标志性建筑中,工期在工程中尤为重要,施工方案的优化对于建设方、施工方都是极为有利。


        (5)三维激光扫描仪与BIM建模的应用广泛性,三维激光扫描技术与传统的工程质量验收技术不同,传统的工程质量验收过程需要多种相关的测量工具,如靠尺、激光测距仪、激光水平仪等,在现场进行实地的数据采集,验收的过程中通常采用抽查进行验收,以部分代表整体,抽取区域验收的结果代表整个工程的质量;三维激光扫描技术是通过现场的数据采集,再将采集的数据转化为三维模型,在三维模型上对采集的数据进行分析解算,在未来的发展过程中,可将人工智能运用到三维激光扫描技术中,将一些固定的验收标准数据化,将现场三维激光扫描仪采集的数据模型化后,通过人工智能的应用,可直接的将不符合施工质量要求的部位进行明确,此方法可极大的减轻人工量,并且得到的结果整体化,可将一些不合规的工程及早发现并进行解决。
        三、发展的前景
        目前由于三维激光扫描技术及设备费用较高,目前所存在的三维激光扫描仪的精度普遍较低,对于一些精度较高的施工质量检测三维激光扫描技术还未达到精度要求,因此在目前还不具有普遍性,但其对比传统的施工质量检测方法具有极大的优异性,在当下电子科技产品高速的发展下,三维激光扫描技术在未来的发展过程中,终会替代当下传统的工程测量仪器。
        三维激光扫描技术与BIM技术结合的使用,在工程竣工后,也具有极大应用,在施工过程中,通过建立相应工程的数据库,将三维激光扫描仪所采集的数据进行录入,通过云数据库的方式,将住宅的信息直接反馈至用户,在用户进行装修和改造的过程中,对于住宅的管道、线路的安装方式以及主要的承重部位直观的了解,并且在在用户的使用过程中,有BIM建模的优势,可实时的对数据库进行更新,提高用户使用的舒适度,用户在使用的过程中,可实时的观看自己所在园区的变化情况,对自己的居住环境、办公环境的变化能有第一时间的了解,同时,当现场出现应急时间时,管理人员可在BIM三维图上第一时间根据现场的情况规划出抢险最优路线,对于发生的一些紧急的意外事件,可第一时间进行处理,将现场的损失最低化;对于物业管理方面,在物业管理方在资料的整理方面,结合建设方建立的数据库,将相应的资料对应至相应的部位,对于资料的管理更加的轻松,将传统的纸质版的资料也实现数据化、网络化。
        四、发展的前景
        三维激光扫描技术与BIM技术的结合使用,在工程质量的管控过程中,具有一定的优势,尤其是对一些异形结构建筑的质量管控方面,有其自身的优势,借助三维激光扫描技术现场进行实时、精准的数据采集,BIM技术的三维可视化,最终达到对工程质量进行精准的质量管控,对当下的高标准、高质量工程的建设进行高标准管控。此技术在未来的发展过程中,发展前景十分广阔。
        参考文献
        [1]姚习红,徐晓雨,高志民.基于三维激光扫描的BIM技术在武汉绿地中心钢结构项目中的应用[J].钢结构,2018,33(08):118-121.
        [2]李芒原,张传浩,杨二东,etal.基于BIM+3D激光扫描技术的复杂深基坑监测技术研究及应用[J].建筑结构,2019(A01):751-755.
        [3]李倩,田纪亚.虚拟现实技术的3D激光扫描图像重建[J].激光杂志,2017,38(08):139-142.+
        [4]王雪松.3D激光扫描技术在建筑设计中的应用[C].全国高校建筑学学科专业指导委员会、全国高校建筑数字技术教学工作委员会.信息•模型•创作——2016年全国建筑院系建筑数字技术教学研讨会论文集.全国高校建筑学学科专业指导委员会、全国高校建筑数字技术教学工作委员会:全国高校建筑学学科专业指导委员会建筑数字技术教学工作委员会,2016:248 -251.
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