BIM技術(shù)在施工測(cè)量中的應(yīng)用

張宇龍

【摘要】BIM技術(shù)是以三維模型為應(yīng)用基礎(chǔ)，進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用開展。在施工測(cè)量中，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是測(cè)量的根本?；诰?xì)化、信息化的BIM模型能夠方便于我們施工測(cè)量人員快速提取坐標(biāo)、高程、尺寸等數(shù)據(jù)，然后應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、放線、測(cè)量等工作。有條件的更是通過BIM模型與其他設(shè)備結(jié)合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)智能化、高效化測(cè)量放線等。BIM技術(shù)的融入其最大優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在高效率、高精度，從而為施工測(cè)量帶來一定的應(yīng)用幫助。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);三維模型;施工測(cè)量

1、引言

隨著BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑業(yè)全生命周期中的各個(gè)階段，服務(wù)于建筑業(yè)各階段也要求測(cè)量過程必須引入BIM技術(shù)不僅如此各領(lǐng)域?qū)y(cè)量的要求均發(fā)生了較大變化。在傳統(tǒng)的施工測(cè)量工作中，主要遵循以數(shù)據(jù)為中心，通常以CAD平面圖標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)為主，進(jìn)行數(shù)據(jù)查看與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，在很大程度上忽略了3D模型（特別是帶有準(zhǔn)確坐標(biāo)信息、高程信息的BIM模型）的分量。引入BIM技術(shù)也就是通過三維數(shù)字技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目中的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行高度集成，并通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)各階段數(shù)據(jù)的串聯(lián)和共享，并為工程測(cè)量人員提供可視化的查詢結(jié)果，為數(shù)據(jù)的應(yīng)用以及更新完善提供了便利條件，同時(shí)也為工程的設(shè)計(jì)施工提供了客觀準(zhǔn)確的參考依據(jù)。未來BIM技術(shù)還將進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，并加深與其他技術(shù)的集成應(yīng)用。通過引入BIM技術(shù)能夠?yàn)槭┕y(cè)量帶來許多實(shí)質(zhì)性的輔助，BIM技術(shù)與施工測(cè)量的集成大大降低控制測(cè)量的難度，提高施工精度，縮短了工期。

2、BIM技術(shù)在施工測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在施工測(cè)量中的應(yīng)用要點(diǎn)

（1）施工測(cè)量BIM模型的創(chuàng)建

BIM技術(shù)在施工測(cè)量中的應(yīng)用，BIM模型搭建是第一步！建立坐標(biāo)高程準(zhǔn)確、外觀形狀尺寸準(zhǔn)確的BIM模型是應(yīng)用工作的第一步。通常在項(xiàng)目應(yīng)用過程中，運(yùn)用Revit根據(jù)施工圖紙建立準(zhǔn)確的與項(xiàng)目實(shí)體一致施工BIM模型、場(chǎng)地基坑監(jiān)測(cè)BIM模型、施工測(cè)量用設(shè)備BIM模型、項(xiàng)目控制網(wǎng)BIM模型等。

（2）基于BIM進(jìn)行項(xiàng)目測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)

根據(jù)業(yè)主提供的基準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行復(fù)核，然后引測(cè)到基坑周邊，在施工場(chǎng)地周邊道路及建筑物上創(chuàng)建一級(jí)三維控制網(wǎng)，并作為本工程施工的首級(jí)控制網(wǎng)。

2.2 ?BIM技術(shù)在施工測(cè)量中的應(yīng)用

（1）BIM技術(shù)在土方測(cè)量中的應(yīng)用

土方量在整個(gè)工程概預(yù)算與設(shè)計(jì)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)中起到重要作用，而傳統(tǒng)的手算土方工程量計(jì)算程序復(fù)雜，誤差較大。而BIM技術(shù)運(yùn)用場(chǎng)地測(cè)量數(shù)據(jù)建立三維模型能實(shí)現(xiàn)比較精確和快速計(jì)算土方量從而為設(shè)計(jì)和投資抉擇提供參考。

利用測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)合BIM軟件建立建筑場(chǎng)地地形曲面，通過編輯挖方與填方形狀的編輯，軟件會(huì)建立新的地形高程點(diǎn)，利用原有高程點(diǎn)與新高程點(diǎn)的曲面數(shù)據(jù)進(jìn)行土方量的精確計(jì)算。經(jīng)過試算后確定設(shè)計(jì)結(jié)果，可以直接輸出土方施工圖指導(dǎo)土方施工。

（2）BIM技術(shù)在工程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)運(yùn)用到工程檢測(cè)中，運(yùn)用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的三維坐標(biāo)與時(shí)間信息與原有BIM模型可以快速查看位移與高程的變化情況，預(yù)測(cè)工程的位移與沉降。并且不需要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的、專業(yè)的軟件進(jìn)行處理，建立不直觀的圖表進(jìn)行分析。通過三維模型的比對(duì)可以很形象直觀地查看工程的變形情況，并可以通過動(dòng)畫對(duì)工程的后期位移變化進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過三維模型可以很快很清楚的查找出危險(xiǎn)點(diǎn)，為提供應(yīng)急預(yù)案提供基礎(chǔ)。項(xiàng)目各參與方的專業(yè)程度參差不齊，而BIM技術(shù)降低了專業(yè)化程度，使監(jiān)測(cè)成果以及變化趨勢(shì)很直觀展現(xiàn)出來，各參與方都能很清楚的看到檢測(cè)結(jié)果。

（3）為裝配式建筑工程的安裝施工提供測(cè)量數(shù)據(jù)

綜合應(yīng)用3D激光掃描和BIM技術(shù)采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中構(gòu)件安裝和構(gòu)件的設(shè)計(jì)位置存在的差異，從而為構(gòu)件安裝提供準(zhǔn)確的指導(dǎo)，保證了裝配式建筑安裝的質(zhì)量。以湖北某工程項(xiàng)目的建設(shè)為例，其在施工過程中綜合應(yīng)用了3D激光掃描和BIM技術(shù)來進(jìn)行工程測(cè)量。通過BIM技術(shù)來進(jìn)行建筑整體以及局部的設(shè)計(jì)，并利用BM模型為預(yù)制配件加工單位提供樓板、梁柱以及墻板等預(yù)制構(gòu)件的規(guī)格數(shù)據(jù)信息，在完成裝配式建筑的安裝施工后，再通過三維激光掃描設(shè)備來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及分析，從而準(zhǔn)確反映構(gòu)件缺陷問題，保證施工的質(zhì)量。

（4）幕墻項(xiàng)目施工測(cè)量時(shí)BIM的應(yīng)用

在施工階段，按照前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)建立起的BIM模型提取出要用到的節(jié)點(diǎn)、特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，指揮施工，大致步驟有：第一步，按照設(shè)計(jì)的幕墻橋面中軸建立起平面控制軸網(wǎng)，根據(jù)在建筑附近的高程控制點(diǎn)，利用現(xiàn)代化的儀器測(cè)量出幕墻和0號(hào)塊的高程高差等數(shù)據(jù)，然后再進(jìn)行工程中各個(gè)塊的引測(cè)，進(jìn)行聯(lián)測(cè)和復(fù)測(cè)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，將最后得到的數(shù)據(jù)綜合分析，聯(lián)測(cè)和付出的基準(zhǔn)點(diǎn)作為項(xiàng)目的高程控制點(diǎn)。第二步，根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)計(jì)布設(shè)方式，在0號(hào)塊上設(shè)置3個(gè)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，3點(diǎn)分別設(shè)立在0塊的橫軸中心線交匯處、幕墻中軸線和腹板的中心上。并且每一個(gè)需要進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土的幕墻塊都要布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，置于腹板中心線外延10cm處。第三步，中軸線的線控，連續(xù)梁的中軸線在施工時(shí)要經(jīng)過多次的核查，保證邊緣墩柱和箱梁的連接。在懸臂段的核查結(jié)束后，還要再檢查澆段線的正確，密切監(jiān)控線路變化。第四步，控制連續(xù)梁標(biāo)高，從0號(hào)塊開始就需要進(jìn)行標(biāo)高控制，在澆筑混凝土?xí)r，在每一個(gè)段塊的中心和邊翼都設(shè)置高程控制點(diǎn)，并隨著混凝土的澆筑，密切監(jiān)控高程控制點(diǎn)的數(shù)值變化，保證與預(yù)設(shè)拱高的統(tǒng)一，防止事故的發(fā)生。

（5）在古建筑測(cè)量方面的應(yīng)用

世界各國(guó)對(duì)古建筑的保護(hù)都是十分重視的，隨著時(shí)間的侵蝕，世界上很多具有很高研究?jī)r(jià)值的文物以及古建筑都受到不同程度的破壞。欲對(duì)其進(jìn)行保護(hù)首先得對(duì)保護(hù)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量從而確定破壞程度和保護(hù)的方案。以前的測(cè)量手段其測(cè)量過程本身就是一種破壞同時(shí)由于古建筑構(gòu)造通常比較復(fù)雜信息量很大，例如古建筑中存在很多雕刻文字、色彩及曲線構(gòu)造使得測(cè)量受限，同時(shí)具有很大危險(xiǎn)性。所以傳統(tǒng)手段不能很好地進(jìn)行古建筑測(cè)量。如今三維激光測(cè)量移動(dòng)三維測(cè)量背包等測(cè)量手段可以用遙感的式采集測(cè)量目標(biāo)的包括位置、色彩、構(gòu)造等信息。同時(shí)， 數(shù)據(jù)量以每秒上百萬的點(diǎn)位信息來量度。所以能夠?yàn)閺?fù)雜的大型的實(shí)體建立更加精細(xì)、精確、豐富的三維模型。同時(shí)還能為這樣的模型加入很多其他專業(yè)信息，便于對(duì)古建筑信息進(jìn)行管理和設(shè)計(jì)保護(hù)及恢復(fù)方案。例如采用BIM技術(shù)測(cè)量成都武侯祠主要建筑僅需2h外業(yè)和3h內(nèi)業(yè)即可形成直觀形象的、可量測(cè)的三維模型。

結(jié)語：

BIM技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)量中未來是建筑行業(yè)信息化發(fā)展大勢(shì)所趨，也是建筑行業(yè)信息化的強(qiáng)烈需要。目前而言BIM技術(shù)將在工程測(cè)量中的應(yīng)用取得了不錯(cuò)的效果，但是也面臨的巨大挑戰(zhàn)，主要是來自硬件、軟件和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)方面的問題。解決當(dāng)前BIM技術(shù)應(yīng)用于測(cè)量領(lǐng)域所遇到的問題，才能為BIM在測(cè)量學(xué)科中的應(yīng)用掃清障礙，讓工程測(cè)量向科技含量更高、自動(dòng)化程度更強(qiáng)的大數(shù)據(jù)方向發(fā)展。

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