葛南云再次助力南京城市建設(shè)

2021-03-12

沉井是井筒狀的結(jié)構(gòu)物，它是以井內(nèi)挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后經(jīng)過混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。一般在施工大型橋墩的基坑，污水泵站，大型設(shè)備基礎(chǔ)，人防掩蔽所，盾構(gòu)拼裝井，地下車道與車站水工基礎(chǔ)施工圍護(hù)裝置時(shí)使用。

圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

沉井由于體積龐大、施工工期長、施工技術(shù)要求高、施工中易發(fā)生流砂造成沉井傾斜或下沉困難等，所以，對(duì)沉井的安全監(jiān)測不容忽視。沉井監(jiān)測一般包括以下幾個(gè)方面：

1.沉井幾何姿態(tài)及豎向變形監(jiān)測

在沉井頂布設(shè)GNSS監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)得到各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，通過計(jì)算分析，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示沉井頂?shù)闹行奈恢?、?biāo)高、平面扭角、傾斜度等幾何形態(tài)及其變化情況。

2.沉井結(jié)構(gòu)自身應(yīng)力監(jiān)測

結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變是客觀反映沉井結(jié)構(gòu)是否處于安全狀態(tài)的最直觀的指標(biāo)。為確保沉井施工及運(yùn)營過程中的安全，須對(duì)其關(guān)鍵部位及關(guān)鍵截面的結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以防結(jié)構(gòu)因出現(xiàn)過大的拉應(yīng)力而導(dǎo)致局部開裂。

3.刃腳及隔墻反力監(jiān)測

刃腳及隔墻底部反力直接反應(yīng)了沉井端部的受力特征，可協(xié)助判斷底部支撐情況，結(jié)合井孔內(nèi)泥面監(jiān)測結(jié)果，可以預(yù)測、指導(dǎo)下沉施工。

4.側(cè)壁摩阻力監(jiān)測

沉井側(cè)壁摩阻力可作為控制沉井傾斜的因素，同時(shí)也可判斷井壁土體是否發(fā)生流砂，既反映沉井下沉過程中所遇到的地層阻力，也客觀反映了沉井的受力情況，是沉井下沉過程中的重要監(jiān)測指標(biāo)。

5.沉井周邊臨近構(gòu)筑物沉降監(jiān)測

沉井降排水下沉施工過程會(huì)引起土內(nèi)細(xì)顆粒的流失以及土體有效應(yīng)力增加，從而易導(dǎo)致沉井周邊地基土的開裂和塌陷，如控制不當(dāng)，會(huì)影響周邊構(gòu)筑物的安全，因此需密切關(guān)注沉井周邊重要構(gòu)筑物的沉降。

6.沉井底部土體開挖及地形監(jiān)控

為了確保沉井均勻下沉，沉井內(nèi)均勻除土是首要條件，所以，有必要開展沉井下沉過程中井內(nèi)、外水下地形觀測，為施工提供指導(dǎo)。

監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析在沉井監(jiān)測中也是非常重要的環(huán)節(jié)。根據(jù)監(jiān)測類別、監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測要求對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行不同形式的處理與呈現(xiàn)，例如創(chuàng)建觀測點(diǎn)布置圖、繪制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)圖表、生成數(shù)據(jù)報(bào)表、數(shù)據(jù)結(jié)果評(píng)價(jià)等。

案例介紹

今年初，我司與東南大學(xué)穆保崗老師團(tuán)隊(duì)達(dá)成合作，共同為中交二公局仙新路過江通道項(xiàng)目進(jìn)行安全監(jiān)測。東南大學(xué)穆保崗老師團(tuán)隊(duì)具備豐富的橋梁深基礎(chǔ)監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)，曾成功監(jiān)測過南京長江四橋、馬鞍山長江大橋等重大國家項(xiàng)目，對(duì)沉井基礎(chǔ)下沉施工期的動(dòng)態(tài)控制及運(yùn)營期的長期承載性能進(jìn)行了全面深入的研究，為大跨徑橋梁深基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)-施工-運(yùn)營提供關(guān)鍵性技術(shù)支撐。

團(tuán)隊(duì)對(duì)我司評(píng)價(jià)：“此次仙新路過江通道工程，經(jīng)過慎重比較，選擇合作基礎(chǔ)良好、儀器性能優(yōu)良、售后服務(wù)完善的葛南實(shí)業(yè)有限公司，對(duì)仙新路長江大橋北錨錠沉井進(jìn)行下沉過程及運(yùn)營初期的健康監(jiān)測”。

仙新路過江通道位于南京二橋和四橋之間，跨江大橋?yàn)橹骺?760米雙塔單跨懸索橋，該跨徑目前在同類橋型中居于國內(nèi)第一，世界第二。仙新路長江大橋北錨錠采用北錨錠沉井，沉井平面尺寸70米×50米，沉井高度50米，共分20個(gè)井孔進(jìn)行施工。北錨錠沉井平面尺寸大，主體結(jié)構(gòu)施工難度高，且位于原西壩港的煤炭堆放區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜，姿態(tài)控制難度大，在下沉施工過程中需密切關(guān)注沉井本體的內(nèi)力分布、下沉阻力和沉井姿態(tài)。

圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

我司為該項(xiàng)目提供了傳感器到采集設(shè)備再到云平臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測一套完整的安全監(jiān)測系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)測項(xiàng)目及監(jiān)測要求，使用的硬件主要包括我司的振弦式應(yīng)變計(jì)、振弦式鋼板應(yīng)變計(jì)、振弦式土壓力計(jì)、振弦式位移計(jì)、雙向傾斜儀、振弦式滲壓計(jì)、投入式水位計(jì)、掃頻水位尺、電阻溫度計(jì)、風(fēng)速風(fēng)向儀、MCU-32型自動(dòng)測量單元等十余種監(jiān)測儀器及設(shè)備。

應(yīng)變計(jì)

土壓力計(jì)

位移計(jì)

滲壓計(jì)

投入式水位計(jì)

MCU-32型自動(dòng)化測量單元

我司所有傳感器及采集設(shè)備均帶有智能識(shí)別功能，通過智能識(shí)別可快速完成設(shè)備組網(wǎng)、批量配置傳感器信息，從而快速實(shí)現(xiàn)設(shè)備上云。監(jiān)測數(shù)據(jù)通過MCU自動(dòng)測量系統(tǒng)或葛南其他智能采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)上傳云平臺(tái)，用戶可以在云平臺(tái)上進(jìn)行自定義監(jiān)測對(duì)象、測點(diǎn)、采集頻率、設(shè)置報(bào)警值、管理數(shù)據(jù)等一系列操作。

設(shè)備組網(wǎng)

沉井監(jiān)測的測點(diǎn)布置在結(jié)構(gòu)物的四周，布置點(diǎn)數(shù)隨著結(jié)構(gòu)物的體積而增加，在仙新路過江通道沉井監(jiān)測項(xiàng)目里包括了刃腳及隔墻反力、側(cè)壁土壓力、刃腳根部應(yīng)力、隔墻及刃腳底面反力等十余種監(jiān)測類別，一百五十多個(gè)測點(diǎn)。為了使結(jié)構(gòu)物與監(jiān)測測點(diǎn)的位置關(guān)系展示得更加直觀，云平臺(tái)通過模型布點(diǎn)等比顯示測點(diǎn)在三維沉井模型上的具體位置，使得用戶能夠一目了然。

沉井測點(diǎn)布置圖

數(shù)據(jù)報(bào)表在安全監(jiān)測過程中是尤為重要的一步，在平臺(tái)上可設(shè)置自動(dòng)報(bào)表規(guī)則、自定義導(dǎo)出的數(shù)據(jù)范圍、自定義導(dǎo)出周期，還可根據(jù)客戶需要的報(bào)表樣式定制模板。

定制報(bào)表

用戶除了使用通用版云平臺(tái)以外，還可根據(jù)項(xiàng)目需求定制數(shù)據(jù)可視化大屏，直觀展現(xiàn)項(xiàng)目內(nèi)的重要信息，比如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、變化速率等，此次仙新路過江通道沉井監(jiān)測項(xiàng)目定制大屏展示分為四個(gè)模塊：測點(diǎn)布置圖及監(jiān)測項(xiàng)目、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)圖表、沉井幾何姿態(tài)、變化速率。