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干货贴!深圳首个公共建筑产业化PC项目全解密~3D激光技术、BIM技术亮了~

信息来源: 信息提供日期:2017-09-08 【字体: 视力保护色:


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这一次

工务君带来了满满的干货

关于工程项目方面的科技技术创新

 

清华大学深圳研究生院创新基地项目做到了

并且还是深圳市第一个公共建筑产业PC化的项目噢

 

让我们看看清华大学深圳研究生院创新基地项目

它们是怎么做的吧

 

 一、工程概况

 

 

项目位于深圳市南山区西丽大学城清华大学深圳研究生院内,

122层办公实验综合楼,

占地面积约3551.5平方米,

总建筑面积约51485.43平方米,

地下2层,地上22层,

 2层至22层外墙、楼梯为PC预制构件,

预制率为20.04%

 

本工程为深圳市第一个公共建筑产业化PC项目

 

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项目整体效果图

 

 

 

项目全生命周期采用BIM技术,

在工程实施阶段,如何将BIM应用于现场管理和推进,

就需要有效的手段进行辅助。

 

同时,

项目负一层结构复杂、综合管线复杂、首层层高较高,

为了提高后续工序的施工质量,

BIM模型进行动态管理并实时校核与更新,

传统实测实量方式较难实施。

 

基于此背景,

项目在结构施工完成后应用 3D 激光扫描技术

完成负一层至一层结构实体扫描

准确地核查了现场结构施工质量,

同时将施工偏差反馈至BIM模型,

BIM模型进行调整修正。

3D 激光扫描技术成为连接BIM模型和工程现场的纽带。

 

 

 与传统测量相比,3D激光扫描技术的最大特点是?

 

不受空间的限制、非接触、面测量,

有效地解决了施工现场复杂的测量问题。

 

 3D扫描有什么优势?

 

 

1)数据获取自动化,速度快(每秒百万点);

 

2)数据获取全面,点云丰富,精度高mm级);

 

3)数据是3D矢量,简单直观

 

4)非接触测量方式,保证作业安全

 

 

二、3D激光扫描测量原理

 

3D激光扫描仪的主要构造是?

 

主要构造是由一台高速精确的激光测距仪,

配上一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜。

扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号,

经物体表面漫反射后,

沿几乎相同的路径反向传回到接收器,

可以计算目标点P与扫描仪距离S

控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。(3D激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。X轴在横向扫描面内,

Y轴在横向扫描面内与X轴垂直,Z轴与横向扫描面垂直。)

从而获得P的坐标。

 

 

通过多达百万次激光信号,

可确定现场所扫描的每一个位置,

形成以百万点所汇聚而成的点云模型

 

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测量原理

 

本项目采用的3D激光扫描仪设备参数多少

可以看看下面的表格噢!

 

 

仪器参数

具体数值

扫描速度

1000000/

单站测量时间

2--5分钟

测量精度

25米处±2毫米

点云密度

10米±2毫米

测距范围

0.6米—120

视角范围

水平360°,垂直305°

 

3D激光扫描仪的作业流程?

 

 

3D激光扫描仪的作业流程分为——

前期准备、数据采集、数据处理、点云应用四个阶段。

 

 

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工作流程

 

三、现场实施过程

 

 

接下来

让我们看看这次项目的现场实施流程吧!

 

 

1.前期准备阶段:

对本项目实地建筑及周边环境进行勘察巡视,

制定有效可行的技术实施方案:

根据现场施工需要及建筑物的高度、

扫描仪的仰角、扫描仪的扫描距离和遮挡情况等,

确定负一层及首层为扫描目标。

结合施工现场的布置划分扫描顺序区域,

分设12个扫描站点。   

 

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现场勘察

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前期工作汇报

 

2.数据采集阶段:

前期准备工作就绪后,

便可在制定的扫描点进行3D激光扫描。

由于本项目结构复杂,

一个扫描站站不可能扫描完一个楼层,

所以在对建筑物内部扫描作业时要摆设标靶球

需要在各相邻测站重合的位置布设3个以上形成不规则图形的标靶,

以供生成的点云模型拼接需要。

扫描过程中应注意防止杂物出现在扫描区域,保证区域干净整洁。

 

 

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标靶球设立 

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区域扫描

 

 

3.点云数据处理:

 

 

扫描完成后即可得到原始点数据,

这些数据需要统一到一个整体的位置,

必须通过所设标靶球控制点这些特征条件来利用这些约束关系将距离影像配准,最终将所有距离影像统一到基准坐标系中。

确定基准坐标后还需对数据噪声进行消减和去除

目的是防止包含有外界不相干目标遮挡而产生的噪声数据对对比应用产生影响。所有原始点数据经处理后形成点云模型。

 

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处理后的点云模型

 

 

四、扫描结果应用

 

3D激光扫描结果在现场的深化应用主要体现在哪几个方面?

 

 

1、施工质量精确化检验。

 

对真实反应现场的点云模型进行数据测量,

所测内容包括:

墙体垂直度、地面平整度、墙面平整度、楼层高度等

所得数据与质量验收规范标准进行比对,

以检验施工质量和误差,

为了后续工序的施工提供边界条件,

达到提升工程建设质量的目的。

   

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墙面垂直度复核

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地面平整度复核

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点云模型与BIM模型复核

 

2BIM模型动态管理、实时校核与更新。

 

 

BIM模型在项目中起重要的指导作用,

土建施工及机电安装中全程使用BIM模型使结果前置。

结构施工过程中的偏差将会对后续工序如机电管线安装、二次结构、抹灰等工序产生巨大影响。

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剪力墙位置点模一致性校核

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剪力墙位置点模一致性校核

 

因此现场施工与模型一致的核对就显得尤为重要。

项目利用点云模型与BIM施工深化模型进行比对

将施工偏差反馈至BIM施工深化模型中,

实现对BIM模型的动态管理和实时校核与更新,

提升BIM模型在现场的深入应用程度。

  

3、偏差分析及方案调整。

 

 

对于现场与模型不一致的地方,

项目技术人员利用BIM技术出方案与业主、现场安装人员等进行沟通,

经过多方讨论和商量,制定可行的调整方案。

 

问题描述:由于现场施工时套管埋设存在标高偏差,将会导致后续管线安装的空间不足,无法进行管线布设。结构预留洞口存在偏差

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结构预留洞口存在偏差

调整方案:污水管现场实际套管比模型中要高10cm采用双45°弯头调整管线高差;废水管则利用已有翻弯且上部有抬高空间的条件下,将入管井管线抬高,配合既有套管安装高度,保证原有管线能顺利安装。

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污水管处理方法

 

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废水管处理方法

 

 

五、结语

 

看完以上的内容

相信大家对此次项目的科技技术应用有一定的了解

本项目采用3D激光扫描方式,

突破了传统单点测量的方式,

通过非接触测量形式,

更高效快速记录结构垂直度、平整度、高度等信息,

对测量的对象进行实景复制。

利用测量点云信息构建的3D模型与BIM模型进行点模比对分析,

实现了施工质量精确化检验及BIM模型动态管理、实时校核与更新。

辅助完成现场施工质量提升、减少返工、达到提前解决问题的目的,

有效提升BIM的应用水平、工程建设质量及项目管理水平。

 

 

 

 


 

 

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主编:王威

责编:苏延丹

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