基于物聯網的深基坑智慧建造技術與裝備

基于物聯網的深基坑智慧建造技術上海同禾工程科技股份有限公司|Founder&CEO姚鴻ao@深基坑無處不在下穿式立交大型地下車庫房建地下室地鐵站交通樞紐下沉式廣場深基坑施工的事故風險環(huán)境保護剛需道路圍護結構#1支撐（混凝土）#2支撐（鋼支撐）#3支撐（鋼支撐）#4支撐（鋼支撐）運營地鐵地下管線地面周邊建筑物危房/古跡水土壓力F土地資源稀缺，地上地下結構物都十分密集！基坑變形控制已成為城鎮(zhèn)化進程的一個剛需！如何解決這兩大問題？智慧建造智慧支護智慧降水智慧監(jiān)測智慧加固從四個關鍵環(huán)節(jié)，全閉環(huán)實現“深基坑的智慧建造”目標：保證基坑本體安全保證周邊環(huán)境的安全支撐軸力伺服系統現場監(jiān)控室服務器瀏覽器手機APP3G/4G互聯網本地無線通訊無線伺服油泵遠程監(jiān)控平臺周邊自動化變形監(jiān)測SaaS云服務平臺現場自動化設備圍護結構鋼支撐智能支撐頭總成支撐軸力伺服系統構成…………………………控制中心云服務器支撐頭總成土壓力F支撐頭總成與鋼支撐連接，并安裝在基坑圍護結構的設計指定位置。它與數控泵站是通過油管、線纜連接進行工作的。支撐頭總成內部包含千斤頂（可根據實際工程需要配備相應噸位規(guī)格），用以對鋼支撐施加軸力。型號TH-AFS-320TTH-AFS-500T尺寸（mm）770x770x670970x970x765重量（kg）9701710額度荷載（噸）320500行程（mm）200200軟件系統多項目遠程管理軟件系統軸力、支撐頭行程監(jiān)控頁面管理體系設備30%管理70%工程技術中心（公司提供遠程技術支持）軸力調整建議每周例會分析現場項目部（項目負責人、技術員、工人）現場設備管理伺服效果日報現場設備（自主研發(fā)、生產，擁有知識產權）軸力施加軸力、位移監(jiān)測軸力伺服支撐與普通鋼支撐的本質區(qū)別普通鋼支撐軸力伺服支撐F1F2F1、F2在基坑變形前與坑外土壓力達到平衡，坑外土壓力更接近靜止土壓力軸力伺服系統控制邏輯土壓力F顯然沒頂住，應該增加軸力，直至該處日變形收斂深層水平位移數據軸力監(jiān)測、支撐頭行程監(jiān)測、地墻收斂監(jiān)測案例一、某車站基坑施工基坑平均變形：18.1mm周邊最大沉降：22.4mm基坑最大變形：119.1mm基坑平均變形：75.1mm周邊最大沉降：105.5mm伺服支撐普通支撐華揚居委中科路市民中心4#基坑1#基坑3#西區(qū)基坑應用伺服5#基坑2#基坑3#東區(qū)基坑大臨位置幼兒園3層裙房案例一位移最大值：18.81mm位移最大值：22.63mm案例一累計位移（mm）P19測斜管位移曲線累計位移（mm）P22測斜管位移曲線5月30日，第二道伺服支撐形成6月16日，第三道伺服支撐形成6月25日，第四道伺服支撐形成7月8日，第五道伺服支撐形成5月30日，第二道伺服支撐形成6月14日，第三道伺服支撐形成6月24日，第四道伺服支撐形成7月5日，第五道伺服支撐形成案例二、杭州地鐵三堡站土壓力F杭州6/9號線三堡站案例二案例上海軌道交通15號線顧村公園站基坑邊有房屋，與既有地鐵7號線并行最具文化氣息的車站上海軌道交通18號線復旦大學站，保護校史館最“貴”的車站上海軌道交通14號線陸家嘴站，為防止塵土，于室內開挖上海市上海軌道交通13號線北蔡站上海軌道交通13號線成山路站上海軌道交通13號線張江路站上海軌道交通14號線大世界站上海軌道交通14號線黃陂南路站上海軌道交通14號線浦東大道站上海軌道交通14號線真新新村站上海軌道交通14號線嘉怡路站上海軌道交通14號線靜安寺站上海軌道交通14號線陸家嘴站上海軌道交通14號線銅川路站上海軌道交通14號線豫園站上海軌道交通14號線源深路站上海軌道交通14號線云山路站上海軌道交通14號線真光路站上海軌道交通15號線長風公園站上海軌道交通15號線顧村公園站上海軌道交通15號線桂林公園站上海軌道交通15號線錦秋路站上海軌道交通15號線羅秀路站上海軌道交通15號線天山路站上海軌道交通18號線復旦大學站上海軌道交通18號線國權路站上海軌道交通18號線民生路站上海市閘北區(qū)312街坊33丘地塊基坑支護工程上海淞滬路-三門路下立交上海武寧路快速化改建工程上海硬X射線自由電子激光裝置1標同禾伺服已經進入十余座城市，累計完成項目超80個。案例杭州市杭州軌道交通4號線金家渡站杭州軌道交通5號線新城路站杭州軌道交通6號線三堡站杭州機場快線新風站、西湖文化廣場站杭州香積寺西延工程杭富線桂花路站杭州文一路地下通道工程深圳軌道交通12號線和平站全國首座高鐵橋下軌道交通車站，下穿穗莞深城際線杭州軌道交通6號線三堡站伺服系統在型鋼組合支撐上首次應用寧波市寧波軌道交通5號線海晏北路站寧波軌道交通4號線柳西站蘇州市蘇州軌道交通5號線勞動路站蘇州軌道交通6號線江星路站南通市南通軌道交通1號線青年路站常州市常州軌道交通1號線翠竹站預留工程長沙市長沙軌道交通6號線花橋村站哈爾濱市哈爾濱軌道交通3號線靖宇五道街站福州市福州軌道交通5號線金山站昆明市昆明軌道交通4號線火車北站佛山市佛山市軌交三號線北滘站智慧監(jiān)測基坑智慧監(jiān)測的內容基坑監(jiān)測內容監(jiān)測位置監(jiān)測內容監(jiān)測儀器特點基坑本體圍護結構頂部沉降和水平位移機器視覺位移測量系統精度高、可監(jiān)測二維方向上位移圍護結構深層水平位移固定式測斜儀/自動提升測斜儀實時監(jiān)控、可靠性好支撐立柱沉降非接觸靜力水準儀精度高，受振動影響小支撐軸力振弦式應力計+振弦采集采集儀高靈敏度、高穩(wěn)定性、抗干擾能力強、防水耐用圍護結構內力振弦式應力計+振弦采集采集儀

周邊環(huán)境建筑物沉降非接觸靜力水準儀精度高，受震動影響小地表沉降壓差式沉降儀量程大、耐久性好坑外水位投入式水位計

裂縫裂縫計精度高、靈敏度高智慧監(jiān)測智慧監(jiān)測系統架構通用數據采集智能傳感器多信號數據采集儀市售非智能傳感器云端基坑智慧監(jiān)測的內容房屋沉降監(jiān)測案例上海瑞金醫(yī)院醫(yī)療大樓，2017年8月1日開始監(jiān)測，安裝了我司的靜力水準系統，至今重復誤差小于0.1mm大型基坑造成該大樓沉降房屋沉降監(jiān)測案例上海瑞金醫(yī)院醫(yī)療大樓，

因周邊基坑開挖發(fā)生較大沉降變形，需要進行安全監(jiān)測，現場采用靜力水準儀進行監(jiān)測房屋沉降監(jiān)測案例受周邊基坑開挖影響，房屋東北角的四個測點發(fā)生50mm左右的沉降路面（地表沉降）監(jiān)測案例桂橋路站為地鐵14號線在建車站，在其施工過程中，頂管推進會造成周邊地面發(fā)生沉降，以此工程項目為依托，在桂橋路站邊進行管幕法地表沉降監(jiān)測的科研試驗。下圖所示為管幕法地表沉降監(jiān)測示意圖，共計29個測點路面（地表沉降）監(jiān)測案例桂橋路站監(jiān)測現場路面（地表沉降）監(jiān)測案例連續(xù)真實地反映了地表沉降/隆起的過程支撐軸力，圍護體系內力監(jiān)測桂林路站基坑安全健康監(jiān)測上海地鐵15號線桂林路站沿桂林路南北向設置站位，位于宜山路以北，欽州北路以南，與已建成運營的9號線實現換乘。桂林路站周邊有研究所、商務樓、居民區(qū)等建筑，為了確保桂林路站地鐵施工過程中周邊建筑的安全，同禾科技對桂林路基坑實施了基坑實時在線監(jiān)測。圍護結構、立柱樁沉降監(jiān)測天山路站基坑安全健康監(jiān)測上海地鐵15號線天山路站位于天山路和古北路交叉路口，沿古北路南北向布置，與上海地鐵2號線婁山關路站通道換乘，是一個地下三層島式站臺。天山路站周邊有大型商場和密集的居民區(qū)，為了確保在基坑開挖施工過程中保障周邊建筑的安全，同禾科技對天山路基坑實施了安全健康監(jiān)測。智慧加固攪拌樁/MJS/TRD施工質量監(jiān)測系統云平臺數據采集網關漿液流量轉速壓力深度密度現場監(jiān)測設備遠程管理軟件APP瀏覽器現場設備總視圖深度傳感器流量傳感器轉速傳感器采集系統金屬線槽壓力傳感器攪拌樁施工記錄頁顯示該段落下所有樁的匯總列表可根據預設報警值高亮問題數據可根據預設模式，智能抓取數據曲線上的特征點樁詳細數據表顯示該樁的具體數據（數據表）施工記錄曲線顯示該樁的具體數據（曲線）施工記錄曲線顯示該樁的具體數據（曲線）施工記錄曲線顯示該樁的具體數據（曲線）后臺數據的智能處理樁1樁2樁4樁5根據用戶設置（如四噴四攪）自動識別有效的樁鉆進提升鉆進提升后臺數據的智能處理預設0.2m抓取時間t可根據設定，抓取施工質量控制點（如樁底停留時間的抓?。┲腔劢邓疄闇p少圍護結構變形，保護周邊建筑物安全，基坑采用自動伺服系統，伺服鋼支撐布置如圖。某地鐵車站項目概況第二層軸力施加值（kN）第三層軸力施加值（kN）第四層軸力施加值（kN）第五層軸力施加值（kN）直撐94~120115~144213~252196~245斜撐156188260260某地鐵車站項目概況

基坑測斜孔位布設情況某地鐵車站項目概況

基坑工程地質剖面圖CX39與CX41測斜孔水平位移分析第2道伺服鋼支撐第1道混凝土支撐開挖面-17.5m第3道伺服鋼支撐第4道伺服鋼支撐第5道伺服鋼支撐1道支撐標高：-0.50m1道撐形成時間：2道支撐標高：-5.50m2道撐形成時間：2017.10.303道支撐標高：-8.50m3道撐形成時間：2017.11.054道支撐標高：-11.50m4道撐形成時間：2017.11.135道支撐標高：-14.50m5道撐形成時間：2017.11.18底板標高：-17.30m底板形成時間：2017.11.24第1道混凝土支撐2道支撐標高：-5.50m2道撐形成時間：2017.10.303道支撐標高：-8.50m3道撐形成時間：2017.11.054道支撐標高：-11.50m4道撐形成時間：2017.11.185道支撐標高：-14.50m5道撐形成時間：2017.11.20底板標高：-17.30m底板形成時間：2017.11.29第2道伺服鋼支撐第3道伺服鋼支撐第4道伺服鋼支撐第5道伺服鋼支撐開挖面-17.5m自動化降水測控系統架構現場測控室服務器瀏覽器手機APP3G/4G互聯網本地無線通訊觀測井監(jiān)測點降水井控制點基坑遠程監(jiān)控平臺現場監(jiān)控硬件原理圖公司簡介上海同禾工程科技股份有限公司（原上海同禾土木工程科技有限公司）成立于2010年10月，公司專業(yè)從事土木工程領域智能化機具設備、檢測監(jiān)測儀器、專業(yè)軟件平臺及整體解決方案的自主研發(fā)，是一家集研發(fā)、銷售、服務為一體的高新技術企業(yè)和軟件企業(yè)。上海同禾擁有一支包含土木工程、機械工程、電氣工程、信息工程、軟件工程等多個專業(yè)，具有豐富工程經驗和理論水平的專家技術團隊。公司與同濟大學、武漢大學等多所高校建立了產學研合作，并聘請多名相關領域的資深專家、教授擔任技術顧問。上海同禾下設兩個控股子公司及一個研發(fā)中心，分別為嘉興同禾傳感技術有限公司、杭州同禾數控液壓有限公司和同禾科技成都研發(fā)中心。其中，嘉興同禾傳感技術有限公司主營土木工程健康監(jiān)測的物聯網解決方案，公司于2018年獲得了高新技術企業(yè)的稱號。公司自成立以來，通過技術融合（包括自動化控制技術、智能傳感網絡技術、云計算技術等），先后研發(fā)了二十余項具有自主知識產權的智能化施工、監(jiān)測、檢測設備及相應物聯網管理平臺。