Trimble三维扫描仪在住宅工程分户质量验收中的应用

张艳敏，李跃明

(1.武汉职业技术学院建筑工程学院，湖北 武汉 430074；2.天宝寰宇电子产品(上海)有限公司，上海 200131)

天宝测绘解决方案专栏

Trimble三维扫描仪在住宅工程分户质量验收中的应用

张艳敏1，李跃明2

(1.武汉职业技术学院建筑工程学院，湖北 武汉 430074；2.天宝寰宇电子产品(上海)有限公司，上海 200131)

一、引 言

为了有效抑制质量问题的出现，加强住宅工程质量管理，强化各市场责任主体质量意识，保障竣工住宅使用功能，进一步推动住宅工程质量整体水平的提高，住建部在2006年出台了一户一验制度，即“住宅工程质量分户验收”管理办法，并率先在北京市朝阳区展开试行，随即在全国推行，这是一项具有创新意识的住宅工程质量验收模式。广泛深入地开展住宅工程质量分户验收，必将对整个房地产市场工程质量管理起到规范作用，能够更好地维护用户的利益。

二、住宅工程分户质量验收

住宅工程质量分户验收是由建设单位总负责，组织施工、监理、物业等参建各方共同参与，以住宅质量控制为目的，对工程使用功能、观感质量等逐户全数检查的验收工作。分户验收工作贯穿于整个工程施工过程，在进入主体施工阶段，即开始分户验收工作，直到工程竣工验收前，分户验收合格是住宅工程进行竣工验收的必备条件，具有不可替代性。

分户验收将单位工程每套住宅、公共部分的楼梯间、电梯间及走廊，屋面外立面，底层车库地下室各划分为一个子单位工程，包括主体、装饰、安装、公共部分共16个检测项：①主体工程验收项目：现浇结构外观及尺寸偏差质量分户验收；砖砌体(混水)工程质量分户验收。②装饰工程验收项目：金属门窗安装质量分户验收；塑料门窗安装质量分户验收；楼(地)面面层及一般抹灰质量分户验收。③安装工程验收项目：室内采暖系统安装质量分户验收；室内给水系统安装质量分户验收；室内排水系统安装质量分户验收；卫生器具及给水配件安装质量分户验收；室内热水系统安装质量分户验收；开关、插座、普通灯具安装质量分户验收；等电位联结及配电箱(盘)质量分户验收。④公共部分验收项目：公共部分(楼梯间、电梯间、走廊)质量分户验收；公共部分(屋面、外立面)质量分户验收；公共部分(底层车库、地下室)质量分户验收；住宅工程质量分户验收(通用)。与施工过程中的中间质量验收及竣工验收一样，验收采用相同的质量验收标准。

在分户验收前建设单位组织成立由土建质量、给水排水及采暖、通风及空调、电气等各个专业人才组建的质量检查组，采用观感检测、功能检测和实测项目检测，按相应分部、分项工程的检验批主控项目和一般项目全数检查等方式进行验收。对于平整度、垂直度、标高等需要实测实量的检查内容，使用靠尺板、水平仪和水准仪、激光测距仪等传统的测量工具按照质量验收标准的规定逐项进行检测验收。

在分户质量验收中，对于房屋的平整度、垂直度、标高等需要实测实量的检查内容往往依靠传统的测量工具，如测距仪、塞尺、钢尺、垂线等。如遇到人员触及不到的检测部位还需依靠大型攀爬工具进行测量，而且在一个检测单元需要多个验收人员、一个测量空间内需要使用多种测量工具完成不同检测项的检测。检测易受环境、仪器设备、人员等因素影响，精度很难保证。如果在住宅工程分户质量验收中使用三维扫描仪，即可非接触式一站式完成多项验收数据的测取工作，验收数据精度高、操作简单，大大精简了测量工具，缩短了工作时间。

三维激光扫描仪作为一种可以快速获取空间数据的新型技术，越来越多地被应用于工程建设、工程验收等领域，它利用激光测量单元进行从左到右、从上到下的非接触式全自动高精度测量，得到完整、连续的全景点三维坐标。本文以Trimble TX5三维激光扫描仪为例，以住宅工程一个检测单元为数据采集对象，进行三维构建，一站式完成多项数据采集工作，将三维采集成像后数据与设计数据对比，进行构件尺寸、空间尺寸、垂直度、平整度等检测项的检验。

三、Trimble TX5三维激光扫描仪在分户质量验收中的应用

Trimble TX5三维扫描仪测量精度为1 mm，最大扫描半径120 m，最快测速每秒97.6万点，能快速全方位非接触式获取建筑室内/外表面的精确数据。TX5采用便携式手提箱设计，内装一台主机(20 cm× 24 cm×10 cm)和一个轻便可伸缩碳纤维三脚架，单人即可完成操作。

Trimble TX5三维扫描仪具有激光测距和水平/垂直测角能力，可以根据激光漫反射实时测量激光点所在位置三维坐标，其旋转镜高速绕水平轴旋转，射出的激光也随之高速旋转形成一个竖直扫描剖线，同时机身缓缓水平转动，带动这个竖直扫描剖线移动形成360°扫描面，生成海量的三维坐标点(即点云)。点数的多少由竖直扫描剖线上的点间隔和剖线间间隔确定，简称垂直/水平间距，一般可设定。

本次检测单元为复式住宅，两房二厅一卫一厨一阳台。利用Trimble TX5一次扫描获取全视角方位数据，利用内业RealWorks软件获得检测项目的平整度、垂直度、方正度、净高、阴阳角等各种数据，检测过程如下：

1)测站设置。本检测单元共需设置3组8站测量，第1组室内空间检测，包括卧室、室内梯间、书房、卫生间、厨房和阳台6站；第2组精装客厅1站；第3组施工中抹灰外墙1站。在检测前熟悉检测标准，作为检测工作执行依据。

2)获取三维视图。进入第1个测站，取出仪器安放在碳纤维脚架上，开机后设置分辨率、检测点等扫描参数，本次检测设置是1000万个点，点越多得到的细节越细致；按一下扫描键，约2.5 min即可扫描完成显示结果略图，同一空间不需再设置参数直接移站扫描即可。Trimble TX5仪器内置高精度的电子水平补偿仪，各数据都是由仪器自动设置为水平(即自动找平)，精度0.9′。为了把各测站连接在一起，注意每测站之间数据保持一定的重叠度，这样在软件内可以自动把各测站拼接成一个整体，精度优于1 mm。现场测试数据导入Trimble RealWorks软件后，经过处理即可获得三维视图，如图1所示。

图1

3)测取检测数据。利用扫描得到的三维视图，在RealWorks软件中测取相关数据。空间净高尺寸数据获取：选择软件上的垂距测量工具，在测量空间点击天花板即可得到一个净空数据(如图2所示)，共计4个角点，顺时针方向依次为4.584 m、4.575 m、4.583 m、4.574 m。空间方正度：客厅两堵墙之间的水平距离，纵向、横向分别取4个点，长边为7.272 3 m、7.269 6 m、7.271 2 m、7.271 0 m，短边为4.472 0 m、4.472 6 m、4.471 3 m、4.472 1 m。阴阳角测量：采用软件水平角测量工具，点击墙角及两墙边，即可得到角度值。

图2

Trimble TX5可使用RealWorks软件彩色检测图功能完成墙地面垂直度、平整度检测。首先设定标准检测面，然后设置红色范围为正超标准，蓝色范围为负超标准，橙色为凸范围合格部分，绿色为凹范围合格部分。三维成像后即可在三维模型中提供垂直度平整度彩色检测图，同时可计算出整面墙体的合格率。如在客厅选取一面墙作处理，标准均为[0，4]mm。使用RealWorks软件里的检测图工具，将其与一个标准垂面对比，即可得到墙面平整度彩色图(每个色块大小为0.1 m×0.1 m)。未超过[0，4]mm部分的凸范围用橙色块表示，凹范围用绿色表示，超标部分分别用红色(凸)和蓝色(凹)表示。

4)判定检测结果。在分户验收记录表中记录各项测量数据，将实测值与基准值比较，判断是否超出允许偏差值，超出允许偏差值则原实测项为不合格项。

四、总 结

Trimble TX5可以一站式解决多项房屋质量数据的检测任务，操作简单，现场无须定义后视点等任何参照点，架站后直接扫描即可，测量方便；一次设站可采集高达1千万到7亿个数据点，数据细节清晰；可以提供与现场一致的视觉查看效果，任意转动视角，任意缩放查看细节。利用Trimble TX5不仅可节约大量的人力物力，还可为今后房地产信息数据三维可视化管理提供无缝对接的三维数据。

(本专栏由天宝测量部和本刊编辑部共同主办)