Trimble三維掃描儀在住宅工程分戶質量驗收中的應用

張艷敏，李躍明

(1.武漢職業技術學院建筑工程學院，湖北 武漢 430074；2.天寶寰宇電子產品(上海)有限公司，上海 200131)

天寶測繪解決方案專欄

Trimble三維掃描儀在住宅工程分戶質量驗收中的應用

張艷敏1，李躍明2

(1.武漢職業技術學院建筑工程學院，湖北 武漢 430074；2.天寶寰宇電子產品(上海)有限公司，上海 200131)

一、引 言

為了有效抑制質量問題的出現，加強住宅工程質量管理，強化各市場責任主體質量意識，保障竣工住宅使用功能，進一步推動住宅工程質量整體水平的提高，住建部在2006年出臺了一戶一驗制度，即“住宅工程質量分戶驗收”管理辦法，并率先在北京市朝陽區展開試行，隨即在全國推行，這是一項具有創新意識的住宅工程質量驗收模式。廣泛深入地開展住宅工程質量分戶驗收，必將對整個房地產市場工程質量管理起到規范作用，能夠更好地維護用戶的利益。

二、住宅工程分戶質量驗收

住宅工程質量分戶驗收是由建設單位總負責，組織施工、監理、物業等參建各方共同參與，以住宅質量控制為目的，對工程使用功能、觀感質量等逐戶全數檢查的驗收工作。分戶驗收工作貫穿于整個工程施工過程，在進入主體施工階段，即開始分戶驗收工作，直到工程竣工驗收前，分戶驗收合格是住宅工程進行竣工驗收的必備條件，具有不可替代性。

分戶驗收將單位工程每套住宅、公共部分的樓梯間、電梯間及走廊，屋面外立面，底層車庫地下室各劃分為一個子單位工程，包括主體、裝飾、安裝、公共部分共16個檢測項：①主體工程驗收項目：現澆結構外觀及尺寸偏差質量分戶驗收；磚砌體(混水)工程質量分戶驗收。②裝飾工程驗收項目：金屬門窗安裝質量分戶驗收；塑料門窗安裝質量分戶驗收；樓(地)面面層及一般抹灰質量分戶驗收。③安裝工程驗收項目：室內采暖系統安裝質量分戶驗收；室內給水系統安裝質量分戶驗收；室內排水系統安裝質量分戶驗收；衛生器具及給水配件安裝質量分戶驗收；室內熱水系統安裝質量分戶驗收；開關、插座、普通燈具安裝質量分戶驗收；等電位聯結及配電箱(盤)質量分戶驗收。④公共部分驗收項目：公共部分(樓梯間、電梯間、走廊)質量分戶驗收；公共部分(屋面、外立面)質量分戶驗收；公共部分(底層車庫、地下室)質量分戶驗收；住宅工程質量分戶驗收(通用)。與施工過程中的中間質量驗收及竣工驗收一樣，驗收采用相同的質量驗收標準。

在分戶驗收前建設單位組織成立由土建質量、給水排水及采暖、通風及空調、電氣等各個專業人才組建的質量檢查組，采用觀感檢測、功能檢測和實測項目檢測，按相應分部、分項工程的檢驗批主控項目和一般項目全數檢查等方式進行驗收。對于平整度、垂直度、標高等需要實測實量的檢查內容，使用靠尺板、水平儀和水準儀、激光測距儀等傳統的測量工具按照質量驗收標準的規定逐項進行檢測驗收。

在分戶質量驗收中，對于房屋的平整度、垂直度、標高等需要實測實量的檢查內容往往依靠傳統的測量工具，如測距儀、塞尺、鋼尺、垂線等。如遇到人員觸及不到的檢測部位還需依靠大型攀爬工具進行測量，而且在一個檢測單元需要多個驗收人員、一個測量空間內需要使用多種測量工具完成不同檢測項的檢測。檢測易受環境、儀器設備、人員等因素影響，精度很難保證。如果在住宅工程分戶質量驗收中使用三維掃描儀，即可非接觸式一站式完成多項驗收數據的測取工作，驗收數據精度高、操作簡單，大大精簡了測量工具，縮短了工作時間。

三維激光掃描儀作為一種可以快速獲取空間數據的新型技術，越來越多地被應用于工程建設、工程驗收等領域，它利用激光測量單元進行從左到右、從上到下的非接觸式全自動高精度測量，得到完整、連續的全景點三維坐標。本文以Trimble TX5三維激光掃描儀為例，以住宅工程一個檢測單元為數據采集對象，進行三維構建，一站式完成多項數據采集工作，將三維采集成像后數據與設計數據對比，進行構件尺寸、空間尺寸、垂直度、平整度等檢測項的檢驗。

三、Trimble TX5三維激光掃描儀在分戶質量驗收中的應用

Trimble TX5三維掃描儀測量精度為1 mm，最大掃描半徑120 m，最快測速每秒97.6萬點，能快速全方位非接觸式獲取建筑室內/外表面的精確數據。TX5采用便攜式手提箱設計，內裝一臺主機(20 cm× 24 cm×10 cm)和一個輕便可伸縮碳纖維三腳架，單人即可完成操作。

Trimble TX5三維掃描儀具有激光測距和水平/垂直測角能力，可以根據激光漫反射實時測量激光點所在位置三維坐標，其旋轉鏡高速繞水平軸旋轉，射出的激光也隨之高速旋轉形成一個豎直掃描剖線，同時機身緩緩水平轉動，帶動這個豎直掃描剖線移動形成360°掃描面，生成海量的三維坐標點(即點云)。點數的多少由豎直掃描剖線上的點間隔和剖線間間隔確定，簡稱垂直/水平間距，一般可設定。

本次檢測單元為復式住宅，兩房二廳一衛一廚一陽臺。利用Trimble TX5一次掃描獲取全視角方位數據，利用內業RealWorks軟件獲得檢測項目的平整度、垂直度、方正度、凈高、陰陽角等各種數據，檢測過程如下：

1)測站設置。本檢測單元共需設置3組8站測量，第1組室內空間檢測，包括臥室、室內梯間、書房、衛生間、廚房和陽臺6站；第2組精裝客廳1站；第3組施工中抹灰外墻1站。在檢測前熟悉檢測標準，作為檢測工作執行依據。

2)獲取三維視圖。進入第1個測站，取出儀器安放在碳纖維腳架上，開機后設置分辨率、檢測點等掃描參數，本次檢測設置是1000萬個點，點越多得到的細節越細致；按一下掃描鍵，約2.5 min即可掃描完成顯示結果略圖，同一空間不需再設置參數直接移站掃描即可。Trimble TX5儀器內置高精度的電子水平補償儀，各數據都是由儀器自動設置為水平(即自動找平)，精度0.9′。為了把各測站連接在一起，注意每測站之間數據保持一定的重疊度，這樣在軟件內可以自動把各測站拼接成一個整體，精度優于1 mm。現場測試數據導入Trimble RealWorks軟件后，經過處理即可獲得三維視圖，如圖1所示。

圖1

3)測取檢測數據。利用掃描得到的三維視圖，在RealWorks軟件中測取相關數據。空間凈高尺寸數據獲取：選擇軟件上的垂距測量工具，在測量空間點擊天花板即可得到一個凈空數據(如圖2所示)，共計4個角點，順時針方向依次為4.584 m、4.575 m、4.583 m、4.574 m。空間方正度：客廳兩堵墻之間的水平距離，縱向、橫向分別取4個點，長邊為7.272 3 m、7.269 6 m、7.271 2 m、7.271 0 m，短邊為4.472 0 m、4.472 6 m、4.471 3 m、4.472 1 m。陰陽角測量：采用軟件水平角測量工具，點擊墻角及兩墻邊，即可得到角度值。

圖2

Trimble TX5可使用RealWorks軟件彩色檢測圖功能完成墻地面垂直度、平整度檢測。首先設定標準檢測面，然后設置紅色范圍為正超標準，藍色范圍為負超標準，橙色為凸范圍合格部分，綠色為凹范圍合格部分。三維成像后即可在三維模型中提供垂直度平整度彩色檢測圖，同時可計算出整面墻體的合格率。如在客廳選取一面墻作處理，標準均為[0，4]mm。使用RealWorks軟件里的檢測圖工具，將其與一個標準垂面對比，即可得到墻面平整度彩色圖(每個色塊大小為0.1 m×0.1 m)。未超過[0，4]mm部分的凸范圍用橙色塊表示，凹范圍用綠色表示，超標部分分別用紅色(凸)和藍色(凹)表示。

4)判定檢測結果。在分戶驗收記錄表中記錄各項測量數據，將實測值與基準值比較，判斷是否超出允許偏差值，超出允許偏差值則原實測項為不合格項。

四、總 結

Trimble TX5可以一站式解決多項房屋質量數據的檢測任務，操作簡單，現場無須定義后視點等任何參照點，架站后直接掃描即可，測量方便；一次設站可采集高達1千萬到7億個數據點，數據細節清晰；可以提供與現場一致的視覺查看效果，任意轉動視角，任意縮放查看細節。利用Trimble TX5不僅可節約大量的人力物力，還可為今后房地產信息數據三維可視化管理提供無縫對接的三維數據。

(本專欄由天寶測量部和本刊編輯部共同主辦)