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葛南云再次助力南京城市建设

沉井是井筒状的结构物,它是以井内挖土,依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高,然后经过混凝土封底并填塞井孔,使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。一般在施工大型桥墩的基坑,污水泵站,大型设备基础,人防掩蔽所,盾构拼装井,地下车道与车站水工基础施工围护装置时使用。

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沉井由于体积庞大、施工工期长、施工技术要求高、施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等,所以,对沉井的安全监测不容忽视。沉井监测一般包括以下几个方面:

1.沉井几何姿态及竖向变形监测

在沉井顶布设GNSS监测系统,可以实时得到各个监测点的平面坐标和高程,通过计算分析,从而实现实时显示沉井顶的中心位置、标高、平面扭角、倾斜度等几何形态及其变化情况。

2.沉井结构自身应力监测

结构应力应变是客观反映沉井结构是否处于安全状态的最直观的指标。为确保沉井施工及运营过程中的安全,须对其关键部位及关键截面的结构应力进行实时监测,以防结构因出现过大的拉应力而导致局部开裂。

3.刃脚及隔墙反力监测

刃脚及隔墙底部反力直接反应了沉井端部的受力特征,可协助判断底部支撑情况,结合井孔内泥面监测结果,可以预测、指导下沉施工。

4.侧壁摩阻力监测

沉井侧壁摩阻力可作为控制沉井倾斜的因素,同时也可判断井壁土体是否发生流砂,既反映沉井下沉过程中所遇到的地层阻力,也客观反映了沉井的受力情况,是沉井下沉过程中的重要监测指标。

5.沉井周边临近构筑物沉降监测

沉井降排水下沉施工过程会引起土内细颗粒的流失以及土体有效应力增加,从而易导致沉井周边地基土的开裂和塌陷,如控制不当,会影响周边构筑物的安全,因此需密切关注沉井周边重要构筑物的沉降。

6.沉井底部土体开挖及地形监控

为了确保沉井均匀下沉,沉井内均匀除土是首要条件,所以,有必要开展沉井下沉过程中井内、外水下地形观测,为施工提供指导。

监测数据处理与分析在沉井监测中也是非常重要的环节。根据监测类别、监测标准及监测要求对监测数据进行不同形式的处理与呈现,例如创建观测点布置图、绘制实时数据图表、生成数据报表、数据结果评价等。


案例介绍

今年初,我司与东南大学穆保岗老师团队达成合作,共同为中交二公局仙新路过江通道项目进行安全监测。东南大学穆保岗老师团队具备丰富的桥梁深基础监测经验,曾成功监测过南京长江四桥、马鞍山长江大桥等重大国家项目,对沉井基础下沉施工期的动态控制及运营期的长期承载性能进行了全面深入的研究,为大跨径桥梁深基础的设计-施工-运营提供关键性技术支撑。

团队对我司评价:“此次仙新路过江通道工程,经过慎重比较,选择合作基础良好、仪器性能优良、售后服务完善的葛南实业有限公司,对仙新路长江大桥北锚锭沉井进行下沉过程及运营初期的健康监测”。

仙新路过江通道位于南京二桥和四桥之间,跨江大桥为主跨1760米双塔单跨悬索桥,该跨径目前在同类桥型中居于国内第一,世界第二。仙新路长江大桥北锚锭采用北锚锭沉井,沉井平面尺寸70米×50米,沉井高度50米,共分20个井孔进行施工。北锚锭沉井平面尺寸大,主体结构施工难度高,且位于原西坝港的煤炭堆放区,地质条件复杂,姿态控制难度大,在下沉施工过程中需密切关注沉井本体的内力分布、下沉阻力和沉井姿态。

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我司为该项目提供了传感器到采集设备再到云平台数据监测一套完整的安全监测系统。根据监测项目及监测要求,使用的硬件主要包括我司的振弦式应变计、振弦式钢板应变计、振弦式土压力计、振弦式位移计、双向倾斜仪、振弦式渗压计、投入式水位计、扫频水位尺、电阻温度计、风速风向仪、MCU-32型自动测量单元等十余种监测仪器及设备。

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应变计

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土压力计

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位移计

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渗压计

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投入式水位计

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MCU-32型自动化测量单元

我司所有传感器及采集设备均带有智能识别功能,通过智能识别可快速完成设备组网、批量配置传感器信息,从而快速实现设备上云。监测数据通过MCU自动测量系统或葛南其他智能采集系统实时上传云平台,用户可以在云平台上进行自定义监测对象、测点、采集频率、设置报警值、管理数据等一系列操作。


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设备组网

沉井监测的测点布置在结构物的四周,布置点数随着结构物的体积而增加,在仙新路过江通道沉井监测项目里包括了刃脚及隔墙反力、侧壁土压力、刃脚根部应力、隔墙及刃脚底面反力等十余种监测类别,一百五十多个测点。为了使结构物与监测测点的位置关系展示得更加直观,云平台通过模型布点等比显示测点在三维沉井模型上的具体位置,使得用户能够一目了然。

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沉井测点布置图

数据报表在安全监测过程中是尤为重要的一步,在平台上可设置自动报表规则、自定义导出的数据范围、自定义导出周期,还可根据客户需要的报表样式定制模板。


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定制报表

用户除了使用通用版云平台以外,还可根据项目需求定制数据可视化大屏,直观展现项目内的重要信息,比如实时数据、变化速率等,此次仙新路过江通道沉井监测项目定制大屏展示分为四个模块:测点布置图及监测项目、实时数据图表、沉井几何姿态、变化速率。

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定制可视化大屏

综上,葛南云平台沉井安全监测方案具有以下优势特征:

1.一体化自动监测方案大大解放了人力物力,费用经济性价比高;

2.云平台可批量处理数据、展示变化趋势、自动生成报表,通过定制数据可视化大屏进行数据展示,大大提升用户体验;

3.云平台自带专业算法,可自动计算各监测项目的变化速率等特征值,提供组合分析、对比分析、相关性分析、空间分布曲线等多种形式的数据分析功能,省去人工计算的成本;

4.如有需要,我们可按需提供平台与省市级系统的数据对接服务,免除用户后顾之忧。

由此可见,葛南云平台沉井安全监测系统是一个完善的、强大的且人性化的安全监测平台,可大大提高监测效率,实时掌握沉井健康状态,帮助用户省心省力地完成监测工作!

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