牛建新

(山西宏廈建筑工程第三有限公司，山西陽泉 045000)

1 工程概況

山西平舒煤業(yè)溫家莊礦井翟下莊分區(qū)進風立井井塔工程，東西向 21.2 m，南北向 24.6 m，地下 1 層，地上 6 層，結構高度為 60.6 m。

井塔工程第五層，層高 7.4 m，板厚 150，梁截面為1 040 mm×4 000 mm，1 200 mm ×4 000 mm，800 mm ×4 500 mm，1 100 mm×5000 mm，最大線荷載達到137.5 kN/m，屬于超限結構，是施工活載最大的部位，確定為本次監(jiān)測對象。

2 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)功能

基于高支模事故原因，系統(tǒng)主要監(jiān)測高支模關鍵點的模板沉降、立桿軸力、立桿傾斜等參數(shù)，通過無線采集數(shù)據(jù)實時查看監(jiān)測數(shù)據(jù)，當澆筑過程中各監(jiān)測參數(shù)超過報警時，系統(tǒng)自動報警;通知現(xiàn)場人員排查安全隱患。

2.2 主要設備

2.2.1 智能無線數(shù)據(jù)采集主機

智能無線數(shù)據(jù)采集儀主要應用于現(xiàn)場無線采集監(jiān)測傳感器的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)推送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺，可現(xiàn)場用于高大模板支護體系的施工安全檢測。

2.2.2 智能無線數(shù)據(jù)采集終端

智能無線數(shù)據(jù)采集儀主要應用于監(jiān)測過程中傳感器數(shù)據(jù)的無線采集與傳輸;可采集模擬信號、電壓信號、電流信號，內(nèi)置高精度傾角儀等，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測主機。

2.2.3 高精度拉繩式位移傳感器

具有采用高精度電阻傳感器，精度高、采用鋁合金外殼耐腐蝕性好、多種安裝方式、適應性好等特點。

2.2.4 立桿軸壓傳感器

主要用于監(jiān)測高支模立桿軸力，與采集終端鏈接，無線采集。

2.3 技術參數(shù)

監(jiān)測設備技術參數(shù)表見表1。

3 監(jiān)測實施

3.1 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)布置原則

能反映高支模體系整體水平位移的部位;跨度較大或截面尺寸較大的現(xiàn)澆梁跨中等荷載較大、模板沉降較大的部位;測點布置在梁跨度方向，當跨度不大于9 m時應至少在1/2跨位置，大于9 m時應在1/4，1/2，3/4位置布置測點;每個監(jiān)測面應布置1個支撐沉降、1個立桿軸力、1個傾角傳感器。

表1 監(jiān)測設備技術參數(shù)表

3.2 監(jiān)測點布置設計

對第五層標高44.1 m大截面梁(1 040 mm×4 000 mm，1 200 mm×4 000 mm，800 mm×4 500 mm，1 100 mm×5 000 mm)進行監(jiān)控，共計布置6組監(jiān)控設備。圖1中圓點為監(jiān)控監(jiān)測點。

圖1 監(jiān)控監(jiān)測點布置圖

3.3 設備調(diào)試及安裝

3.3.1 調(diào)試

智能無線數(shù)據(jù)采集主機即手持式主機，開機后按照電腦提示操作依次輸入工程名稱、部位等各項參數(shù)后啟動監(jiān)控，指示燈變?yōu)榫G色即可。

3.3.2 安裝

立桿軸壓傳感器:將其放置在頂絲與梁支撐主梁之間，將頂絲擰緊。高精度拉繩式位移傳感器:使用自帶專用扣件固定在立桿頂部以下500 mm左右位置，外接拉繩下部固定重物，將內(nèi)置拉繩拉出100 mm，下部重物離地面距離大于200 mm。智能無線數(shù)據(jù)采集終端(傾角儀):使用自帶專用扣件固定在立桿頂部以下500 mm，將立桿軸壓傳感器及高精度拉繩式位移傳感器接出的數(shù)據(jù)線相連。將一臺立桿軸壓傳感器、一臺高精度拉繩式位移傳感器、一臺智能無線數(shù)據(jù)采集終端(傾角儀)合并為一組監(jiān)控設備。

3.4 預警值及報警值設置

3.4.1 設置依據(jù)

立桿軸力:其預警值為立桿上部永久荷載及可變荷載之組合，以5×1.1 m梁為例:施工方案中立桿縱距0.3 m，立桿橫向布置5根。根據(jù)JGJ 162—2008建筑施工模板安全技術規(guī)程，公式如下架自重標準值G1k(kN/m2):0.5;新澆筑混凝土自重標準值G2k(kN/m3):24;混凝土梁鋼筋自重標準值G3k(kN/m3):1.5;施工荷載標準值Q1k(kN/m2):4;永久、可變分項系數(shù):1.35，1.4;永久荷載:模板自重 G1=0.5×(5+5+1.1)×0.3/5=0.333;新澆筑混凝土自重 G2=24×5×1.1×0.3/5=7.92;鋼筋自重 G3=1.5×5×1.1×0.3/5=0.495;可變荷載:Q=4×1.1×0.3/5=0.264;S=1.35×(G1+G2+G3)+1.4Q=1.35×(0.333+7.92+0.495)+1.4×0.7×0.246=12 kN。模板沉降:監(jiān)測報警值可根據(jù) JGJ 162—2008建筑施工模板安全技術規(guī)程，4.4.1第3條，支架的壓縮變形或彈性撓度，為相應的結構計算跨度的1/1 000;桿件傾角:監(jiān)測報警值根據(jù)JGJ 300—2013建筑施工臨時支撐結構技術規(guī)范，表 8.0.9，水平位移位移量:H/300，折算角度為 0.2°。

3.4.2 預警值和報警值的設置

根據(jù)模板工程專項施工方案及設置依據(jù)，各監(jiān)測參數(shù)的預警值和報警值設置詳見表2。

3.5 監(jiān)測頻率

監(jiān)測頻率:在澆筑混凝土過程中應實時監(jiān)測，監(jiān)測頻率20 min～30 min一次;在混凝土初凝前后及混凝土終凝前實時監(jiān)測;終凝后的監(jiān)測頻率為每天一次。當出現(xiàn)下列情況之一時，立即啟動安全應急預案:監(jiān)測數(shù)據(jù)達到報警值時;支撐結構的荷載突然發(fā)生意外變化時;周邊場地出現(xiàn)突然較大沉降或嚴重開裂的異常變化時。

4 監(jiān)測結果分析

4.1 監(jiān)測具體情況

本次實時監(jiān)測(北京時間)自2019年8月2日9:45分開始，2019年8月4日8:20分結束，共47 h。監(jiān)測結果見表2。

4.2 監(jiān)測結果分析

4.2.1 異常數(shù)據(jù)分析

表2 實測數(shù)據(jù)及監(jiān)測結果

6號點剛開始監(jiān)測時，20 min后數(shù)據(jù)采集終端顯示為離線狀態(tài)，離線時間持續(xù)10 min后恢復正常但監(jiān)測數(shù)據(jù)未被設備記錄。分析其原因是由于傳輸信號問題導致數(shù)據(jù)異常。

4.2.2 預警值及報警值數(shù)據(jù)分析

3號點軸力預警監(jiān)測點在2日13:55分時數(shù)值逐步遞增至9.5 kN，預警后立即停止對其混凝土澆筑并查看現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)是由該位置混凝土澆筑分層厚度較大導致。分析其原因是由于泵管澆筑位置移動過慢導致分層厚度較大。

4號點模板沉降監(jiān)測點在2日13:43分時突變?yōu)?4 mm，現(xiàn)場立即停止對其混凝土澆筑并查看現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)模板拼縫漏漿滴落在沉降監(jiān)測拉線上造成監(jiān)測值突變，經(jīng)過清理后恢復正常。

4.3 監(jiān)測整體分析

立桿軸力、桿件傾角、模板沉降除去異常、報警、預警值外其余所有測點的數(shù)據(jù)均為平穩(wěn)上升至一個穩(wěn)定值，且一直穩(wěn)定至澆筑結束。

5 結語

本次應用自動化程度高、儀器精度高、可靠性好，產(chǎn)生了較大的社會效益、經(jīng)濟效益，特別是安全效益更為顯著，隨著時代進步，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)必然會得到更為廣泛普遍的推廣應用，希望本文能起到拋磚引玉的作用。