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动态监测

  

房屋的实时监测,可以提供及时、可靠的信息判断房屋结构是否发生不均匀沉降或者倾斜,利用该动态监测数据可以判断出建筑物的结构是否安全。因此,通过对房屋结构的安全监测,了解房屋的沉降情况、倾斜变?#25105;?#21450;裂缝发展等内容,掌握建筑物的变形发展趋势,可以为房屋结构整体稳定性评价提供数据支撑。同时根据所监测的数据,对房屋进行实时动态监控,做出有关预测预报,可为业主提供预报预警数据,及早发现可能存在的危险区域,并做出快速反应,采取相应的加固措施,使建筑物保持安全,预防工程事故的发生。

危旧房屋近年情况

上世纪80年代后,我国各地城市化建设提速,大批楼房密集建成。如今,许多楼房的建设年龄已经陆续达到20年、30年。近年来,上世纪80年代和90年代建设的楼房频频成事故主角,见表1-1。

表1-1近年来发生的房屋安全事故

2009-8-4

河北石家庄市一座建于上世纪80年代的2层楼房在雨中倒塌,17人遇难

2009-9-5

宁波市锦屏街道南门社区的一幢5层居民楼突然倒塌

2012-12-16

交付20余年的宁波市江东区徐戎三村2幢楼发生倒塌,造成1死1伤

2013-3-28

浙江绍兴越城区城南街道外山新村一幢建于上世纪90年代初期的4层民房倒塌

2013-5

福建福州市一栋建于上世纪70年代的建筑突然坍塌

2016-2-26

江西一楼房坍塌,6人遇难1人受伤

2016-10-10

浙江温州民房垮塌,20人遇难

2017-3-30

温州瑞安楼房倒塌事故,2人被困


为使满足房屋的安全性,保障居民的生命财产安全,通过现场监测进行预警、预报,及时反馈房屋的各项信息,是避免事故,降低楼层使用风险的最经济、有效的手段。


1.2编制依据

(1)《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999);

(2)《建筑结构检测技术标准》(GB50344-2004);

(3)《建筑变形测量规程》(JGJ8-2007);

(4)《危险房屋鉴定标准》(JGJ 125-99 2004);

(5)《砌体工程施工质量验?#23637;?#33539;》(GB50203-2002);

(6)《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T50315-2000);

(7)《结构健康监测系统设计标准》(CECS333:2012)。

1.3编制原则

根据楼层的现场勘察资料,结合以往监测中积累的经验,编制监测方案遵循以下原则:

1) 监测方案以安全监测为目的,根据工程特点确定监测对象和主要监测指标。

2) 根据监测对象的重要?#21248;?#23450;监测规模和内容、监测项目和测点布置,较全面地反映房屋的实际安全状态。

3) 采用先进、可靠的监测仪器、设?#31119;?#20197;及远程监测系?#22330;?

4) 为确保提供可靠、连续的监测资料,应保障仪器设备处于正常的工作状态。

5) 在满足工程安全的前提下,尽量减少对监测房屋居民正常生活的影响。

6) 按?#23637;?#23478;现行的有关规定、规范及设计文件要求编制监测方案。

二、监测内容

2.1监测项目

根据现场勘察情况,确定老旧房屋的勘察项目为:

(1)实时动态沉降监测

(2)实时动态倾斜监测

(3)实时动态裂缝监测

(4)实时动态其他监测(应变、位移、温?#21462;?#21152;速度等)

2.2测点布置


2.2.1沉降监测点布置

   根据现场勘察状况,为了保障建筑物的安全,共布设沉降测点4个,?#30452;?#20301;于建筑物的东南、西南、东北、西北角上。


2.2.2倾斜监测点布置

      根据现场情况,倾斜测点共布设4-8个点以上,?#30452;?#20301;于每个单元楼顶以及房屋四个角处。


2.2.3裂缝监测点布置

裂缝监测点共布置0-10个,?#30452;?#20301;于开裂?#29616;?#30340;危险布置测点处。


三、监测设备精度要求

3.1沉降传感器

沉降监测采用工程沉降传感器,这是一?#25351;?#31934;度沉降测量传感器,适用于土木工程房屋等结构的沉降监测,具有高灵敏?#21462;?#39640;进?#21462;?#39640;稳定性、温度影响小等特点。技术指标参见表4.1。

表4.1沉降传感器技术指标

型号

ZS-8110

示意图

测量?#27573;?

0~200mm


信号输出方式

485数字信号输出

精度

0.1mm

工作温度

-25~+80

正常使用年限

10年

3.2倾斜传感器

倾斜监测设备采用工程倾斜传感器。工程倾斜传感器具有高精?#21462;?#20302;温飘、响应速度快、长期稳定性好的优点,通过横轴补偿、横轴误差补偿、滤波等技术,广泛应用于包括房屋倾斜监测在内的众多工程领域。其部?#26893;?#25968;见表4.2。

表4.2工程倾斜传感器技术指标

型号

ZS-8310

示意图

测量?#27573;?

o



信号输出方式

485数字信号输出

测量精度

o(25)

?#30452;?#29575;

o

签。o


零点偏置

o

3.3裂缝传感器

裂缝传感器裂缝监测采用工程裂缝传感器。工程裂缝传感器采用高精?#30830;?#25509;触式测量原理,直?#24433;?#30452;线位移转变为数字信号输出,具有良好的环境适应性,广泛用于测量工程结构中可以变成位移的物理量。参见表4.3。

表4.3 裂缝传感器技术指标

型号

ZS-8120

示意图

测量?#27573;?

10mm


信号输出方式

485数字信号输出

线性误差


长期稳定性

优于/年

工作温度

-25~+80°C

正常使用年限

10年

四、方案执行

4.1沉降传感器安装

根据现场勘察情况,将沉降传感器?#30452;?#23433;装于建筑的四个角上,每个角数量为1个,共计4个沉降传感器,最终安装示例结果图见图4.1、图4.2。


东南侧沉降传感器


东北侧沉降传感器

图4.1北侧沉降监测点布置图


西南侧沉降传感器


西北侧沉降传感器

图4.2东侧沉降监测点布置图

4.2倾斜传感器安装

根据现场勘察情况,将倾斜传感器?#30452;?#23433;装于建筑的楼梯间楼顶处以及四个角处,共计4-8个倾斜传感器,最终安装结果示例图见图4.3。


倾斜传感器


倾斜传感器

图4.3倾斜监测点布置图

4.3裂缝传感器安装

根据现场勘察情况,将裂缝传感器?#30452;?#23433;装于建筑物的开裂处,最终安装结果示例图见图4.4。


裂缝传感器


裂缝传感器

图4.4裂缝监测点布置图

4.4采集系统安装

建筑物健康数据收集利用先进的采集仪能够实时、高密度的收集传感器的健康数据,包括裂缝展开情况、建筑物的不均匀沉降情况、建筑物的局部倾斜情况。

实时预警功能,当设备出现?#31995;紜?#26029;网?#20219;?#39064;时,能够自动切换到备用电池、手机网络,及时通知相关维护人员进行检修。当建筑物出现紧急情况时,还可以使用现场声光报警、短信报警等方式获取告知相关人员。采集模块主要由以下几个部分组成:

A、监测预警系统综合采集模块;

B、标配220VAC转DC24V电源模块;

C、标配GPRS远程无线传输模块(不含手机卡及数据流量费用);

D、标配后备锂电池;

E、预留扩?#20849;?#38598;模块安装导轨;

F、标配防雨机箱。

采集模块技术参数见下表:

表4.4采集模块技术指标

型号

Z1-9504

通道数

4

信号输出方式

485数字信号输出

供电方式

DC12~28V

工作温度

-40~+85

2)采集频率

采集频率可按照实际要求,自主设定监测频率。

3)设备安装

采集系统安装于采集箱内,可根据现场网络条件以及信号线缆的走线,合理布设采集箱位置。


五、监测预警系统

5.1信息采集、处理与信息反馈

1)自动化监测:24小时实时监测获取工程的变形数据,经过无线或有限网络传输至接受终端;

2)信息处理:根据工程所在地传输回来的数据,监测预警系统进行数据处理,并将其传输至公司云平台:

3)信息化管理:相关人员可以随时登录云端下载监测现场的数据,对数据进行分析,对工程进行安全风险评估;

4)报表抄送:监测结果实时显示发布,定期将监测报告推送给用户;

5)多重分级预警:当结果出现异常信息时,系统根据已经设定好的监测预警系统,自动进行预报警,并通过短信或者?#22987;?#30340;方式转达给相关的管理人?#20445;?#24182;提示后台及时对工程当前状态进行安全评估。

5.2监测预警系统

1、工程安全监测预警系统由如下几方面构成:传感器,数据采集与存储单元,数据传输模块,数据云平台,数据分析模块,工程数据预警模块等组成。安全监测预警系统整体架构示意如下图6.1。


图6.1工程结构安全监测预警系统示意图

2、监测预警系统:为了达到在不同变形状态下,采取不同的措施,结合国内外在监测变形方面的研究以及工程经验,将监测预警系统暂定分为四个等级:安全、注意、预警以及危险。对于各监测预警级别量值的划分,根据现行相关规范或者根据建设方的实际要求进行调整。

 

六、质量保证措施

1)制定切实的监测实施方案

监测工作?#26012;?#39035;遵守国家与相关部门的技术规范和规程,结合现场情况,制定切实可行的监测实施方案,。

2)仪器、元件需进行标定、合格方可使用

保证监测所需仪器设备在标定有效期内,在仪器设备使?#20204;?#36827;行检查、调试,保证进场测试数据的科学性和准确性。

 

七、安全保证措施

1)人员安全

所有工作中首先以人为本,安全工作必须从思想上抓起。每位工作人员?#21152;?#29282;固树立“安全第一”的工作思想。在安装调试现场,有关安全事宜应遵守相关安全规章制度,保证人员安全。

2)仪器设备安全

仪器设备的安全是现场监测工作的基础。监测期间应爱护仪器设?#31119;?#36827;行必要的操作和维护。

3)财物安全

妥善保管监测仪器设备等财物、避免丢失。