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房屋加固過(guò)程中如何進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警呢
來(lái)源:www.515sf.cn 發(fā)布時(shí)間:2025年08月14日
  在房屋加固過(guò)程中,監(jiān)測(cè)預(yù)警是確保施工安全、驗(yàn)證加固效果的核心環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)時(shí)采集結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力、振動(dòng)等數(shù)據(jù),結(jié)合智能分析技術(shù),可提前發(fā)現(xiàn)隱患并采取應(yīng)對(duì)措施。以下是房屋加固中監(jiān)測(cè)預(yù)警的系統(tǒng)化方案:
  一、監(jiān)測(cè)預(yù)警體系構(gòu)建原則
  全周期覆蓋:從加固前基線監(jiān)測(cè)、施工中動(dòng)態(tài)跟蹤到加固后長(zhǎng)期評(píng)估,形成閉環(huán)管理。
  多參數(shù)結(jié)合:同步監(jiān)測(cè)位移、應(yīng)變、裂縫、振動(dòng)等關(guān)鍵指標(biāo),避免了單一參數(shù)誤判。
  分級(jí)預(yù)警機(jī)制:根據(jù)結(jié)構(gòu)重要性設(shè)定不同預(yù)警閾值(如黃色預(yù)警、紅色預(yù)警),實(shí)現(xiàn)差異化響應(yīng)。
  智能化升級(jí):利用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、大數(shù)據(jù)和AI技術(shù),提升監(jiān)測(cè)精度與預(yù)警時(shí)效性。
  二、核心監(jiān)測(cè)內(nèi)容與技術(shù)手段
  1. 結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)
  監(jiān)測(cè)指標(biāo):垂直位移、水平位移、傾斜角、撓度。
  技術(shù)方法:
  傳統(tǒng)測(cè)量:全站儀、水準(zhǔn)儀、激光測(cè)距儀(適用于局部關(guān)鍵點(diǎn))。
  自動(dòng)化監(jiān)測(cè):
  靜力水準(zhǔn)儀:連續(xù)監(jiān)測(cè)梁、柱的沉降差異。
  傾角傳感器:實(shí)時(shí)捕捉墻體或塔樓的傾斜變化。
  全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS):用于大跨度結(jié)構(gòu)(如橋梁、體育場(chǎng))的宏觀變形監(jiān)測(cè)。
  案例應(yīng)用:某高層建筑加固中,通過(guò)埋設(shè)振弦式位移計(jì),發(fā)現(xiàn)某層柱頂位移超限,及時(shí)調(diào)整支撐體系避免坍塌。
  2. 應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)
  監(jiān)測(cè)指標(biāo):混凝土應(yīng)變、鋼筋應(yīng)力、鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力。
  技術(shù)方法:
  振弦式傳感器:埋入混凝土內(nèi)部或粘貼于鋼結(jié)構(gòu)表面,長(zhǎng)期穩(wěn)定監(jiān)測(cè)應(yīng)力變化。
  光纖光柵傳感器:抗電磁干擾,適用于復(fù)雜環(huán)境(如化工廠、地鐵隧道)的分布式監(jiān)測(cè)。
  電阻應(yīng)變片:短期高精度監(jiān)測(cè),需配合防水防潮處理。
  案例應(yīng)用:某橋梁加固中,通過(guò)光纖光柵傳感器發(fā)現(xiàn)某梁段應(yīng)力集中,優(yōu)化碳纖維布粘貼方案后應(yīng)力分布均勻化。
  3. 裂縫監(jiān)測(cè)
  監(jiān)測(cè)指標(biāo):裂縫寬度、長(zhǎng)度、擴(kuò)展速率。
  技術(shù)方法:
  裂縫計(jì):機(jī)械式或電子式,直接測(cè)量裂縫開(kāi)合量。
  數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DIC):通過(guò)高清攝像頭捕捉裂縫圖像,利用算法分析變形場(chǎng)。
  分布式光纖傳感:沿裂縫走向布設(shè)光纖,實(shí)時(shí)感知裂縫擴(kuò)展路徑。
  案例應(yīng)用:某歷史建筑加固中,采用DIC技術(shù)監(jiān)測(cè)磚墻裂縫,發(fā)現(xiàn)施工振動(dòng)導(dǎo)致裂縫擴(kuò)展速率加快,立即暫停切割作業(yè)。
  4. 振動(dòng)監(jiān)測(cè)
  監(jiān)測(cè)指標(biāo):振動(dòng)頻率、加速度、振幅。
  技術(shù)方法:
  加速度計(jì):三向安裝于結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位,捕捉施工振動(dòng)(如切割、打樁)的沖擊效應(yīng)。
  模態(tài)分析:通過(guò)頻譜分析識(shí)別結(jié)構(gòu)固有頻率變化,判斷剛度退化。
  案例應(yīng)用:某醫(yī)院加固中,監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)某樓層振動(dòng)加速度超過(guò)人體舒適度閾值(0.15g),調(diào)整施工時(shí)間至非診療時(shí)段。
  5. 環(huán)境因素監(jiān)測(cè)
  監(jiān)測(cè)指標(biāo):溫度、濕度、風(fēng)速、腐蝕性氣體濃度。
  技術(shù)方法:
  溫濕度傳感器:監(jiān)測(cè)混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)境,避免溫差裂縫。
  風(fēng)速儀:高層結(jié)構(gòu)加固時(shí),評(píng)估風(fēng)荷載對(duì)施工安全的影響。
  電化學(xué)傳感器:檢測(cè)氯離子、硫酸鹽等腐蝕性離子濃度,預(yù)警鋼筋銹蝕風(fēng)險(xiǎn)。
  案例應(yīng)用:某沿海建筑加固中,通過(guò)電化學(xué)傳感器發(fā)現(xiàn)混凝土保護(hù)層電位異常,及時(shí)涂刷阻銹劑防止鋼筋銹蝕加劇。
  三、監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施流程
  基線數(shù)據(jù)采集
  加固前對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè),建立初始狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)(如位移、應(yīng)變、裂縫基準(zhǔn)值)。
  識(shí)別結(jié)構(gòu)薄弱區(qū)域,確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)方案(如“關(guān)鍵構(gòu)件+典型截面”組合覆蓋)。
  傳感器安裝與調(diào)試
  根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)選擇傳感器類型,確保量程、精度滿足要求(如應(yīng)變測(cè)量精度≤1με)。
  采用無(wú)線傳輸模塊(如LoRa、NB-IoT)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸,減少現(xiàn)場(chǎng)布線干擾。
  進(jìn)行傳感器標(biāo)定與系統(tǒng)聯(lián)調(diào),驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定性(如24小時(shí)連續(xù)測(cè)試誤差≤5%)。
  實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析
  設(shè)置采樣頻率(如位移監(jiān)測(cè)1次/分鐘,應(yīng)力監(jiān)測(cè)10次/秒),平衡數(shù)據(jù)量與傳輸效率。
  利用邊緣計(jì)算設(shè)備(如智能網(wǎng)關(guān))進(jìn)行初步數(shù)據(jù)處理(如濾波、異常值剔除),減少云端計(jì)算壓力。
  通過(guò)BIM模型可視化展示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),直觀呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化(如顏色梯度表示應(yīng)力分布)。
  預(yù)警閾值設(shè)定與動(dòng)態(tài)調(diào)整
  理論計(jì)算法:根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范(如《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009)確定允許變形值。
  統(tǒng)計(jì)分析法:基于基線數(shù)據(jù)設(shè)定均值±3倍標(biāo)準(zhǔn)差為預(yù)警閾值。
  機(jī)器學(xué)習(xí)法:利用歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型,預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)未來(lái)狀態(tài)并優(yōu)化閾值。
  動(dòng)態(tài)調(diào)整:根據(jù)施工階段(如拆除期、加固期)調(diào)整閾值敏感性(如拆除期閾值收緊20%)。
  預(yù)警響應(yīng)與處置
  黃色預(yù)警(如位移超限50%):通知現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人加強(qiáng)巡查,增加監(jiān)測(cè)頻率至2次/小時(shí)。
  紅色預(yù)警(如位移超限80%或應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度):立即停工,啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案(如增設(shè)臨時(shí)支撐、疏散人員)。
  事后復(fù)盤(pán):分析預(yù)警觸發(fā)原因,優(yōu)化監(jiān)測(cè)方案或加固設(shè)計(jì)(如調(diào)整碳纖維布粘貼長(zhǎng)度)。
  四、智能監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)趨勢(shì)
  數(shù)字孿生技術(shù):構(gòu)建結(jié)構(gòu)虛擬模型,實(shí)時(shí)映射物理實(shí)體狀態(tài),實(shí)現(xiàn)“監(jiān)測(cè)-仿真-預(yù)警”一體。
  5G+邊緣計(jì)算:利用5G低時(shí)延特性,實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)預(yù)警。
  AI故障診斷:通過(guò)深度學(xué)習(xí)識(shí)別裂縫擴(kuò)展模式、應(yīng)力異常特征,預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)失效風(fēng)險(xiǎn)。
  無(wú)人機(jī)巡檢:搭載高清攝像頭與激光雷達(dá),對(duì)高大結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速外觀監(jiān)測(cè),補(bǔ)充固定傳感器盲區(qū)。
  五、典型案例分析
  某地鐵車(chē)站加固工程:
  監(jiān)測(cè)內(nèi)容:頂板沉降、側(cè)墻應(yīng)力、列車(chē)振動(dòng)加速度。
  技術(shù)手段:靜力水準(zhǔn)儀+振弦式應(yīng)變計(jì)+三向加速度計(jì)。
  預(yù)警成果:監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)某區(qū)域頂板沉降速率突增至2mm/d(閾值1.5mm/d),立即注漿加固,避免結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。
  某古建筑木結(jié)構(gòu)加固:
  監(jiān)測(cè)內(nèi)容:柱腳位移、榫卯節(jié)點(diǎn)應(yīng)變、環(huán)境溫濕度。
  技術(shù)手段:激光測(cè)距儀+光纖光柵傳感器+溫濕度記錄儀。
  預(yù)警成果:通過(guò)應(yīng)變監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)某榫卯節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中,優(yōu)化加固方案后應(yīng)力分布均勻,保留了建筑原真性。
  六、監(jiān)測(cè)預(yù)警實(shí)施要點(diǎn)總結(jié)
  監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)需覆蓋結(jié)構(gòu)關(guān)鍵受力路徑(如梁柱節(jié)點(diǎn)、剪力墻底部)。
  傳感器選型需兼顧精度與耐久性(如混凝土內(nèi)部傳感器需防水防腐蝕)。
  預(yù)警閾值需結(jié)合理論計(jì)算與工程經(jīng)驗(yàn),避免誤報(bào)或漏報(bào)。
  監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需與施工日志、設(shè)計(jì)圖紙關(guān)聯(lián)分析,形成完整證據(jù)鏈。
  定期對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)與維護(hù),確保數(shù)據(jù)可靠性(如每季度標(biāo)定一次傳感器)。
  通過(guò)系統(tǒng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警,房屋加固工程可實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)搶險(xiǎn)”到“主動(dòng)防控”的轉(zhuǎn)變,顯著提升施工安全性與加固效果可靠性。

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