智能监测技术在施工检测中的应用如何呢
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施工检测是保障工程质量与安全的关键环节,传统检测依赖人工采样、离线分析,存在实时性差、数据滞后、覆盖不全等问题。智能监测技术依托物联网、传感器网络与人工智能等工具,实现施工过程中结构状态、环境参数的实时采集、传输与分析,为工程决策提供精准数据支撑,已成为现代施工管理的核心工具之一。
基坑支护结构的智能监测:从被动预警到主动防控
基坑支护结构是深基坑施工的“防护墙”,其稳定性直接关系到周边环境与施工安全。传统监测方式多依赖人工定期使用全站仪、水准仪测量围护桩位移、土压力等参数,不仅耗时耗力,且无法捕捉实时变化——比如某基坑曾因人工监测间隔过长,未能及时发现围护桩的突发性位移,导致局部坍塌。
智能监测系统通过在围护桩、支撑梁、土层中部署倾角传感器、土压力传感器、水位传感器等设备,实现参数的实时采集。这些传感器通过物联网技术(如LORA、NB-IoT)将数据传输至云平台,后台软件实时分析数据趋势。例如,当围护桩的水平位移速率超过2mm/天或累计位移超过30mm时,系统会自动向管理人员发送预警信息(短信、APP推送)。
某城市地铁2号线的深基坑项目中,采用智能监测系统后,成功捕捉到一次围护桩的异常变形——传感器显示某段围护桩的水平位移在1小时内增加了5mm,系统立即报警。施工团队迅速到场检查,发现是支撑梁的螺栓松动,及时紧固后避免了更严重的事故。
混凝土结构施工的智能监测:全生命周期的质量管控
混凝土是建筑的“骨骼”,其施工质量直接影响结构的耐久性与安全性。传统混凝土检测需人工取样制作试块,养护28天后测试强度,这种方式不仅滞后,且试块与实际结构的养护环境差异可能导致数据偏差——比如某项目曾因试块养护条件好,实际结构混凝土强度不足,导致后期加固。
智能监测技术改变了这一现状。在混凝土浇筑阶段,可在输送泵出口安装坍落度传感器,实时监测混凝土的流动性——传感器通过测量混凝土流过特定截面的时间,计算坍落度值,避免了人工取样的误差。在养护阶段,将温度传感器埋入混凝土内部(如筏板基础、剪力墙),实时监测水化热温度:当内外温差超过25℃时,系统提示开启养护保温措施(如覆盖保温棉、通循环水)。
某商业综合体的筏板基础施工中,使用混凝土温度智能监测系统后,系统显示筏板中心温度最高达到65℃,而表面温度仅30℃,内外温差35℃——远超规范限值。施工团队立即增加保温层厚度,并在筏板内通入冷水循环,将温差控制在20℃以内,有效避免了温度裂缝的产生。
钢结构安装的智能监测:精度与安全的双重保障
钢结构安装的精度要求极高,传统安装依赖全站仪人工测量钢构件的位置偏差,不仅效率低,且受天气影响大(如雨天、强光下测量误差大)。例如,某会展中心的钢桁架安装中,传统方法需要3名工人用2小时测量一个构件的位置,且精度只能达到±5mm,无法满足设计要求(±2mm)。
智能监测技术采用北斗/GPS高精度定位系统,在钢构件上安装定位终端,实时获取构件的三维坐标。这些坐标数据与设计模型对比,偏差值实时显示在安装人员的平板上,指导调整构件位置。此外,在钢梁、钢柱上部署应力传感器,监测安装过程中的受力情况——比如当钢梁的应力超过设计值的90%时,系统提示停止起吊,避免构件变形。
上述会展中心项目改用智能定位系统后,每个构件的安装时间缩短至30分钟,精度提升至±1.5mm,满足了设计要求。在一次钢桁架起吊中,应力传感器显示某根钢梁的应力达到设计值的95%,系统立即报警,安装团队暂停起吊,检查发现是吊点位置偏差,调整后应力恢复正常。
脚手架与模板支撑的智能监测:防患于未然的安全屏障
脚手架与模板支撑系统是现浇混凝土结构施工的“骨架”,其失稳坍塌是建筑施工中的高频事故。传统检查方式主要靠人工敲击扣件、观察架体倾斜,不仅依赖经验,且无法发现内部的应力变化——比如某住宅项目曾因某根立杆的轴力超过极限,导致整个模板支撑系统坍塌,造成3人受伤。
智能监测系统在脚手架的立杆、横杆上部署应力传感器、倾角传感器,实时监测立杆的轴力、架体的倾斜度。当立杆轴力超过设计值的80%或架体倾斜度超过3°时,系统发出预警。例如,某高层住宅项目的模板支撑系统中,传感器显示某根立杆的轴力从设计值的50%迅速上升至85%,系统报警后,施工人员检查发现是下方地基沉降,及时加固地基后,轴力恢复正常。
施工周边环境的智能监测:协调工程与环境的平衡
施工活动可能对周边建筑、地下管线造成影响——比如地铁盾构施工会导致地面沉降,进而引发周边建筑开裂;打桩施工的振动可能损坏地下管线。传统监测方式靠人工定期测量周边建筑的沉降、管线的位移,无法及时发现施工的影响。例如,某地铁施工项目曾因人工监测间隔过长,未能及时发现周边居民楼的沉降,导致居民楼墙面出现多条裂缝,引发居民投诉。
智能监测系统通过在周边建筑的墙面上安装位移传感器(如振弦式位移计),监测建筑的沉降、倾斜;在地下管线上安装振动传感器,监测施工振动的影响。数据实时传输至平台,当周边建筑的沉降超过10mm或振动加速度超过0.1g时,系统报警。例如,某地铁1号线的盾构施工项目中,智能监测系统显示周边某居民楼的沉降达到12mm,施工团队立即减慢盾构推进速度(从80mm/分钟降至50mm/分钟),并增加同步注浆量,沉降逐渐稳定在15mm以内,避免了居民楼进一步开裂。
智能监测的数据处理:从海量数据到有效决策
智能监测系统的核心价值不仅是数据采集,更是将海量数据转化为有效决策。传统数据处理方式多为简单的数值对比,无法挖掘数据背后的趋势——比如某基坑的位移数据呈线性增长,传统方法认为正常,但智能算法可能发现其增长速率在加快,预示着潜在风险。
首先,边缘计算技术用于数据预处理:传感器采集的原始数据(如电压、电流信号)通过边缘设备转换为物理量(如位移、温度),并过滤掉噪声数据(如传感器受振动干扰产生的异常值),减少传输至云平台的数据量。其次,AI算法用于趋势分析:比如采用长短期记忆网络(LSTM)预测基坑的变形趋势,该算法能捕捉数据的时间序列特征,比传统的线性回归更准确。例如,某基坑的位移数据显示,最近7天的位移从10mm增加到20mm,线性回归预测未来7天会到30mm,但LSTM算法考虑到位移速率从1mm/天增加到1.5mm/天,预测未来7天会到35mm,提醒施工团队提前加固。
最后,可视化平台用于数据呈现:将监测数据整合为三维模型(如基坑的三维变形图、混凝土的温度云图),管理人员通过电脑或手机就能直观看到结构状态。例如,某项目的智能监测平台将基坑位移、混凝土温度、钢结构应力等数据整合在一个 dashboard 上,管理人员点击某个传感器的位置,就能看到该点的实时数据、历史曲线和预警状态,快速做出决策。
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