Sachverhalt:
A.
Der 1970 geborene A._ meldete sich im Mai 1996 bei der IV-Stelle Bern zum Leistungsbezug an, nachdem er bei einem Sturz in einen Liftschacht ein Schädel-Hirn-Trauma erlitten hatte. Die IV-Stelle zog die Akten der Schweizerischen Unfallversicherungsanstalt (SUVA) bei, tätigte medizinische und berufliche Abklärungen und sprach A._ mit Verfügung vom 19. Dezember 1996 ab 1. März 1996 eine ganze Rente der Invalidenversicherung zu. In den Jahren 1997, 2001, 2005 und 2009 wurde die ganze Rente revisionsweise bestätigt. Anlässlich einer erneuten Revision im Dezember 2011 wurde ein geltend gemachter Anspruch auf Hilflosenentschädigung mit Verfügung vom 5. Februar 2013 verneint. Nachdem das Verwaltungsgericht des Kantons Bern in Gutheissung der dagegen geführten Beschwerde die Sache zwecks weiterer Abklärungen an die IV-Stelle zurückgewiesen hatte (Entscheid vom 29. Juli 2013), veranlasste diese eine Untersuchung durch den Regionalen Ärztlichen Dienst (RAD) und eine Observation im Zeitraum vom 18. Februar bis 27. Mai 2013. Gestützt auf die Ergebnisse der Observation und einer erneuten Stellungnahme des RAD vom 24. April 2014 verneinte die IV-Stelle rückwirkend auf den 31. Januar 2013 mit Verfügungen vom 13. März 2015 einen Anspruch auf Invalidenrente und auf Hilflosenentschädigung. Mit einer weiteren Verfügung vom 27. März 2015 forderte sie für die Zeit vom 1. Februar 2013 bis 31. Januar 2015 zuviel erbrachte Rentenleistungen im Betrag von Fr. 64'355.- zurück.
B.
Die von A._ gegen die drei Verfügungen erhobenen Beschwerden wies das Verwaltungsgericht des Kantons Bern nach Vereinigung der Verfahren mit Entscheid vom 10. Dezember 2015 ab.
C.
A._ führt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten und lässt beantragen, der vorinstanzliche Entscheid sei aufzuheben, und es sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen.

Erwägungen:
1.
Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann wegen Rechtsverletzungen gemäss Art. 95 und 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>), doch prüft es, unter Berücksichtigung der allgemeinen Rüge- und Begründungspflicht (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG), nur die geltend gemachten Vorbringen, falls allfällige weitere rechtliche Mängel nicht geradezu offensichtlich sind. Hinsichtlich der Verletzung von Grundrechten gilt eine qualifizierte Rügepflicht (<ref-law>; zum Ganzen: <ref-ruling> E. 1.6 S. 280 f. mit Hinweisen).
Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>). Es kann deren Sachverhaltsfeststellung nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht (<ref-law>).
2.
Streitig und zu prüfen ist, ob der Beschwerdeführer auch nach dem 31. Januar 2013 Anspruch auf eine Invalidenrente hat. Der Beschwerdeführer bestreitet ferner die Rechtmässigkeit des verneinten Hilflosenentschädigungsanspruchs und der aus der rückwirkenden Rentenaufhebung resultierenden Rückerstattungspflicht. Er erhebt indessen zu den beiden letzten Punkten keine Einwände gegen die diesbezüglichen Darlegungen im kantonalen Entscheid, weshalb sich Weiterungen hierzu erübrigen.
3.
3.1. Gestützt auf die RAD Berichte vom 29. Oktober 2013 und 24. April 2014 sowie in Würdigung der Ergebnisse der Überwachung vom 10. Juni 2013 ging die Vorinstanz von einer 100%igen Arbeitsfähigkeit in der angestammten Tätigkeit als Hilfsarbeiter auf dem Bau aus und verneinte nach Durchführung eines unbestrittenen Einkommensvergleichs einen Rentenanspruch.
3.2. Beschwerdeweise wird eine Expertise durch eine Drittstelle verlangt, da die Gesundheitsschädigung nicht psychischer, sondern physischer Natur sei. Der Beschwerdeführer habe zu keinem Zeitpunkt an psychischen Beschwerden gelitten. Sodann seien die Ergebnisse der Observation nicht repräsentativ, vielmehr sei ein MRI anzuordnen, um das Ausmass eines Schleuder-Hirn-Traumas abzuschätzen.
4.
4.1. Gestützt auf den vorinstanzlichen Entscheid sowie die vom Unfallversicherer getätigten medizinischen Abklärungen entbehren die Ausführungen zu einer physischen Gesundheitsschädigung jeder Grundlage. Der ursprünglichen Rentenzusprache lag gemäss den Feststellungen der Vorinstanz im Wesentlichen eine pathologische Traumaverarbeitung mit Pseudodemenz, reaktiver Depression und regressivem Verhalten zugrunde. Objektivierbare Funktionsausfälle fanden sich keine. Ein Schädel-MRI vom 19. September 1995 fiel völlig unauffällig aus. Die Vorinstanz durfte deshalb in antizipierter Beweiswürdigung auf weitere medizinische Abklärungen verzichten (<ref-ruling>). Angesichts der Aktenlage vermögen die Vorbringen auch keine geringen Zweifel an der Zuverlässigkeit und Schlüssigkeit der RAD-Berichte zu begründen. Lege artis erstellte RAD-Untersuchungsberichte haben nach der Rechtsprechung einen mit Administrativexpertisen vergleichbaren Beweiswert (<ref-ruling> E. 5.2 S. 229; <ref-ruling> E. 4.4 S. 469 f. und E. 4.7 S. 471). Versicherungsinterne Dokumente werden von <ref-law> betreffend Gutachten nicht erfasst; die in dieser Norm vorgesehenen Verfahrensregeln entfalten daher bei Einholung von RAD-Berichten keine Wirkung (<ref-ruling> E. 3.4 S. 258; Urteil 8C_385/2014 vom 16. September 2014 E. 4.2.1), weshalb der Einwand verletzter Mitwirkungsrechte fehl geht. Weitere Beweismassnahmen sind nur angezeigt, falls objektive Gesichtspunkte namhaft gemacht werden, die der RAD-Ärztin entgangen sind (vgl. statt vieler Urteil 9C_495/2012 vom 4. Oktober 2012 E. 2.4 mit Hinweisen, auszugsweise publ. in: plädoyer 2012/6 S. 67). In keiner Art und Weise ist ersichtlich und wird seitens des Beschwerdeführers auch nicht dargetan, weshalb das kantonale Gericht auf die RAD-Berichte nicht abstellen durfte. Der Versicherte vermag nicht zu begründen, dass das kantonale Gericht den rechtserheblichen medizinischen Sachverhalt offensichtlich unrichtig, namentlich unvollständig, oder anderweitig bundesrechtswidrig festgehalten habe. Mit Untersuchungsbericht vom 29. Oktober 2013 diagnostizierte Frau Dr. med. B._, Fachärztin für Psychiatrie und Psychotherapie, RAD, ein postkommotionelles Syndrom, das durch nicht objektivierbare unspezifische Symptome wie Kopfschmerzen und Schwindel definiert sei. Differentialdiagnostisch hielt die Ärztin eine Verdeutlichung/Aggravation fest. Nach Vorliegen der Observationsergebnisse schloss die Psychiaterin eine psychische Diagnose aus und bestärkte den Verdacht auf Verdeutlichung/Aggravation (Bericht vom 24. April 2014). Zwar wird beschwerdeweise die Repräsentativität der Observation moniert, jedoch nicht die Tatsache, dass die RAD Ärztin schliesslich eine psychiatrische Diagnose ausschloss und von einer Verdeutlichung/Aggravation ausging. Nach <ref-ruling> liegt regelmässig keine versicherte Gesundheitsschädigung vor, soweit die Leistungseinschränkung auf Aggravation oder einer ähnlichen Erscheinung beruht. Hinweise auf solche und andere Äusserungen eines sekundären Krankheitsgewinns (dazu <ref-ruling> E. 3.3 S. 197) ergeben sich namentlich, wenn: eine erhebliche Diskrepanz zwischen den geschilderten Schmerzen und dem gezeigten Verhalten oder der Anamnese besteht; intensive Schmerzen angegeben werden, deren Charakterisierung jedoch vage bleibt; keine medizinische Behandlung und Therapie in Anspruch genommen wird; demonstrativ vorgetragene Klagen auf den Sachverständigen unglaubwürdig wirken; schwere Einschränkungen im Alltag behauptet werden, das psychosoziale Umfeld jedoch weitgehend intakt ist (<ref-ruling> E. 1.2 S. 51).
4.2. Vorliegend besteht Klarheit über die von der RAD-Ärztin (verdachtsweise) festgestellte Verdeutlichung/Aggravation, welche durch die Observationsergebnisse untermauert werden (vgl. hierzu Urteil 9C_338/2015 vom 12. November 2015 E. 4.2). Durch die Ausführungen in der Beschwerde, wonach keine psychischen Beschwerden bestünden, werden diese auch nicht in Abrede gestellt. Nachdem bereits die anlässlich des Untersuchungsberichts vom 29. Oktober 2013 erhobenen testpsychologischen Befunde für eine Aggravation sprachen, liess die Psychiaterin nach Sichtung der Observationsergebnisse - unter Hinweis auf die zu den Beobachtungen im Rahmen der Beweissicherung vor Ort deutlich diskrepanten subjektiven Angaben des Versicherten - sämtliche Diagnosen fallen. Es liegen Ausschlussgründe vor, die die Annahme einer Gesundheitsbeeinträchtigung verbieten, weshalb von vornherein keine Grundlage für eine Invalidenrente besteht (vgl. <ref-law> erster Satz). Die Beschwerde ist demnach abzuweisen.
5.
Dem Beschwerdeführer werden als unterliegende Partei die Gerichtskosten auferlegt (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 800.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Verwaltungsgericht des Kantons Bern, Sozialversicherungsrechtliche Abteilung, und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 18. März 2016
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Maillard
Die Gerichtsschreiberin: Polla