高支模自动化监测技术应用与研究

高支模自动化监测技术应用与研究

江远航

广东省建筑设计研究院有限公司 广东广州 510000

摘要：在现代工程中，高支模出现坍塌的情况存在很明显的突发性及危害性，极易带来群伤群死而引起大量损失。而自动化监测体系则能够高频自动化地展开测量工作，并在施工中实时监测高支模，进而有效预防各种安全事故。基于此，本文从高支模角度，研究了自动化监测基专业技术的应用优势，并结合某高支模监测项目实例，探讨了自动化监测科技的实践应用情况。

关键词：自动化监测；高支模；技术应用

引言：

当前的高支模系统往往非常高、大荷载、复杂受力等，而极易带给施工过程很显著的安全威胁^[1]。所以，在建筑施工中，必须做好监测工作。先进的自动化监测专业技术十分快捷、实时、高频，并且能够用于监测危险地带、所需投入低等，所以很适合用于来监测高支模工程，并以此来实现安全施工目的^[2]。

一、高支模领域的自动化监测技术应用优势

1、节约劳力

在高支模项目中，相较于高支模传统监测，自动化监测可以从相当大的程度上，节约所需劳力。在以前监测高支模时，一般要派遣2～3人，而且在监测中要想达到频率要求，还会安排给监测人员高强度的工作量^[3]。而通过自动化监测，则仅需在前期布设好监测点位，完好调试监测仪器，明确信号连接正确，便可以将仪器关上，然后，在要开始浇筑混凝土前，再开机并实施初始化监测。而在接下来的监测中，则安排一人便能完成任务。

2、强适应性

在高支模工程中，传统监测极易受到不良天气情况、施工环境因素影响，而难以正常展开工作。而在自动化监测中，基于无限传输，则可明显降低监测局限性。同时，在现场监测中，还可以灵活选择具体的监测位置，以充分规避各种不良天气和种种施工因素所带来的不利影响。

3、高频及自动化

在以往人工监测高支模时，在采集完数据后会计算制表，所以监测频率完全不能达到实际监测要求。而通过自动化监测，则可以控制监测频率为一秒一次，并且自动地采集、处置监测数据，获得变化曲线图，以实时监测高支模的动态情况。一旦监测中发现报警点位，体系就会自动采取声光报警，并且做出秒级响应。

二、实践应用与研究

在某建筑工程中，新建一座地下3层，地上31层的建筑，塔楼处的基础形式为桩基础，裙楼的基础类型为独立天然基础，本工程高大支模体系采用扣件式钢管，采用的是钢筋混凝土体系结构，总的施工模板荷载37.5kN/m²左右，是模板方式的一类高支模支撑体系，按专项危大工程方案要求，监测混凝土浇筑中的高支模部位。

1、实际监测内容

在本次监测中，高支模监测在模板预压、浇筑混凝土及混凝土初凝过程中实施实时监测，按项目模板支撑类型，设置监测内容如下所示：支撑轴力、立杆倾角、模板沉降、支架水平位移。

2、采集体系

在监测中用的是无线监测警报体系，基于自动化监测专业技术，做到“实时监测、预防事故、危险报警、超限预警、降低损失”。在整个系统中，主要涉及传感器、监测工具、采集终端、报警器等。为了做到实时、有效监测，控制采样间隔5s， 高支模系统工程在模架拼装完成后、整个混凝土浇筑期间及混凝土初凝过程中，根据监测数据信息化指导施工，及时调整混凝土浇筑方案，高支模监测以获取实时自动化采集数据为主，现场目测巡查为辅。

3、监测测点布置

根据现场高支模支架搭设现场查勘结果，结合相关单位的监测要求，本工程高支模关键部位及薄弱部位定为：内部且受力条件薄弱、易倾覆的位置布设一个监测剖面，每个监测剖面布设支架位移变形、倾斜、轴力传感器。

在本次监测中，一共监测八个支撑轴力点、八个杆件倾角点、八个模板沉降点、八个支架水平位移点，所以总的监测点有32个。

4、预警值、报警值

高支模自动化监测报警值,按施工方高大模板方案以及设计文件要求，明确各监测参数对应的报警值、预警值，并根据有关规范要求，以监测项目报警值的80%为预警值，各项目报警值为：轴力37.5kN，位移12mm，沉降8mm，倾斜4‰。

5、结果分析

按照现场浇筑混凝土的实际状况，本次监测被划分成两个阶段。在首个施工阶段中，历时25小时，累计总共浇筑混凝土1100m³左右的方量。在下一个施工阶段中，历时22小时，累计总共浇筑混凝土940m³左右的方量。在本工程中，监测高支模的工作和浇筑混凝土的过程同步展开。

据第一阶段监测高支模的整体杆件倾角、支撑轴力、支架水平位移、模板沉降方面的结果显示，在该施工阶段，从开始浇捣一直到浇捣完，建筑顶板位置的轴力传感器显示值最大可达26.9kN，同时倾角传感器改变量最大0.09°，而最大模板沉降改变量则达4.10mm，在水平方向，支架最大位移改变量达1.90mm。以上各监测信息数据都在设定监测预警值以下，所以本阶段内的高支模状态可判断为安全态。

在本工程中，针对浇筑混凝土过程的两个阶段展开高支模监测，所获得的监测数据信息结论如下所示：在支撑轴力方面，针对第一个监测浇筑阶段而言，建筑的24号轴力测点在正式开始进行浇筑时，大约浇筑混凝土19h20min，并且已经达到30kN的预警值。在正式开始浇筑后，大约经过23h30min时间后混凝土已经达到38kN的报警值。就此，监测人员通知现场施工方立即暂停下来施工进程。与此同时，还认真查看了周围的多个测点，都没有超出规定的限值要求。按施工现场具体情况，经过初步分析发现，本报警监测点是由于混泥土出现不均匀现象，而带给局部模板太强的压力或过大变形。所以，提议施工方在浇筑报警测点周围区域时，必须控制速度缓慢、均匀，并且适当予以加固。此外，还应从现场做好目测巡查，并要求监测方有效沟通，并第一时间反馈具体的监测数值改变状况。在稍后浇筑时，从该测点上看，最大轴力值39kN左右，没有出现明显变化现象。同时，剩下的测点数据也都没有超出预警值范围。

在混凝土浇捣中，与第一阶段相比，第二阶段得到的各监测参数只有较小的变化量。在第二阶段高支模监测中，支撑轴力、杆件倾角、模板沉降、支架水平位移依次为1.1kN、0.02°、1mm、0.1mm。究其原因就是第一阶段所浇筑的混凝土到了在第二阶段的时候，就基本都完成了终凝，并且能够承受一定的自重及此时浇捣带来的荷载，所以，第二阶段实际测量所得的监测参数出现了较小的变化量。在以上两阶段浇注混凝土的时候，据杆件倾角方面的传感器显示，累计最大变化量达0.17°，而累计模板沉降最大量达7.10mm，整个支架从水平上最大位移改变累计量达3.80mm。根据对比分析知，以上各项监测参数对应的测点数据结果都没有超出设计的预警值大小。

三、结语

综上所述，作为一套完备的高支模监测工具，自动化监测体系很好地规范了高支模监测整个市场，并且大力维护了高支模领域的安全施工。通过对混凝土浇筑过程中的高支模监测系统进行系统的监测，采取强有力的技术保障和管理监督措施，协助现场施工人员及时发现高支模系统的异常变化，及时分析和采取加固等补救措施，及时通知现场作业人员停止作业、迅速撤离现场，预防和杜绝支架坍塌事故的发生。

参考文献

[1]陈俊民.高支模自动化监测与分析[J].福建建筑,2021(04):110-113.

[2]周向阳,申维,宋雪飞.自动化监测技术在高大排架及模板支撑体系安全管控中的应用[J].建筑施工,2021,43(01):75-77.

[3]赵岩枫,廖术龙,张艳奇.混凝土浇筑过程中高支模实时监测分析[J].建筑安全,2020,35(07):4-7.