CN112364418B - 装配式张弦梁钢支撑安全评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装配式张弦梁钢支撑的安全评估方法及装置，所述方法包括以下步骤：S1、实时接收现场施工数据和参数监测数据，并形成一一对应的关系；与此同时，通过有限元软件理论计算各施工工况下，与参数监测数据对应的各指标的理论计算结果；S2、计算实时数据修正比，实时数据修正比为：对应的施工工况下，现场监测数值与理论计算设计值的比值；与此同时，根据理论计算得到各工况下的指标初始预测值，初始预测值为下一施工工况下对应的理论计算结果；S3、获取下一工况下各指标的修正预测值：修正预测值为初始预测值乘以实时数据修正比；S4、系统内各指标预先设有预警值，当修正预测值超过预警值时，实施报警。
Description
技术领域
本发明涉及一种装配式张弦梁钢支撑安全评估方法，属于建筑基坑施工监测技术领域。
背景技术
为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，需要对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。无论是高层建筑还是地铁建设的深基坑工程，由于大多数是在城市中进行开挖，基坑周围通常存在交通要道、己建建筑或管线等各种构筑物，为了保证基坑周边环境的安全，及节省工期，节约成本，达到绿色环保的效果，钢结构内支撑体系被广泛应用。
现有技术中，对于基坑中例如钢支撑的位移、预应力施加装置的施加力值等参数，有的也会进行监测。但是，监测结果对于后续施工指导性意见较为滞后、零散，且不够系统，无法形成系统性的监测、预测及预警的功能；
此外，现有技术中还缺乏对于基坑施工过程中，装配式张弦梁钢支撑安全性进行系统性的实时评估，会导致预防不到位，规避风险能力差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种装配式张弦梁钢支撑安全评估方法及装置，通过实时的现场监测数据、现场环境情况结合理论设计结果实时的评估装配式张弦梁钢支撑的安全性；为基坑施工提供指导性意见，对存在的安全隐患事先采取防范措施，从而规避风险；通过监测各个项目施工过程，得到影响基坑安全的主要影响因素的数据，形成基坑大数据系统，为未来基坑设计提供依据。
本发明采取以下技术方案：一种装配式张弦梁钢支撑的安全评估方法，监测数据分为现场施工数据和参数监测数据；现场施工数据的包括施工工况、开挖深度；参数监测数据为由各监测设备实时监测的位移值和应力值数据；所述安全评估方法包括以下步骤：S1、实时接收现场施工数据和参数监测数据，并形成一一对应的关系；于此同时，通过有限元软件理论计算各施工工况下，与所述参数监测数据对应的各指标的理论计算结果；S2、计算实时数据修正比，所述实时数据修正比为：对应的施工工况下，现场监测数值与理论计算设计值的比值；与此同时，根据理论计算得到各工况下个指标初始预测值，所述初始预测值为下一施工工况下对应的理论计算结果；S3、获取下一工况下各指标的修正预测值：所述修正预测值为初始预测值乘以实时数据修正比；S4、系统内各指标预先设有预警值，当所述修正预测值超过所述预警值时，实施报警。
优选的，还包括步骤S5：各指标在系统内设有自身的最大设计值F，根据所述修正值占所述最大设计值F的百分比大小，预警程度被进行若干等级的分级，根据预警程度的所述分级，进行不同类别的报警。
进一步的，还包括S6：对不同类别的报警次数分别自动统计，按照预警程度由低到高进行由低到高的不同扣分，根据得分值进行风险等级的评定。
更进一步的，出现高风险时，通知有关各方对基坑支护结构和周边环境保护对象采取应急措施；出现中风险时，通知有关各方及时分析原因并采取相应措施；出现低风险时，加强观测巡查。
再进一步的，自动生成装配式张弦梁钢支撑风险评估报告，该报告内包括数据图表、风险等级、预警情况明细、相应处理措施建议。
更进一步的，还包括步骤S7：所述现场施工数据和参数监测数据自动导入大数据系统。
本发明的有益效果在于：
1)通过实时的现场监测数据、现场环境情况结合理论设计结果实时的评估装配式张弦梁钢支撑的安全性；
2)为基坑施工提供指导性意见，对存在的安全隐患事先采取防范措施，从而规避风险；
3)通过监测各个项目施工过程，得到影响基坑安全的主要影响因素的数据，形成基坑大数据系统，为未来基坑设计提供依据。
附图说明
图1是装配式张弦梁钢支撑安全评估方法的流程图。
图2是装配式张弦梁钢支撑安全评估装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
一种装配式张弦梁钢支撑的安全评估方法，监测数据分为现场施工数据和参数监测数据；现场施工数据的包括施工工况、开挖深度；参数监测数据为由各监测设备实时监测的位移值和应力值数据；
上表展示了装配式张弦梁钢支撑出于不同施工工况及开挖深度下对应的理论设计结果、现场监测结果。
所述安全评估方法包括以下步骤：
S1、实时接收施工现场数据，包括设备监测数据(钢支撑内力、围护结构深层水平位移、立柱竖向位移、基坑顶部水平位移及竖向位移、周边地表竖向位移)，现场施工数据(施工工况、开挖深度、突发情况)。监测数据通过监测设备中的GPRS传输到服务器的数据接收模块；现场施工数据通过终端设备(手机、计算机)输入，直接传输到服务器的数据接收模块。
通过接口调用有限元软件理论计算中各工况各指标计算结果(各指标包括钢支撑内力、围护结构深层水平位移、立柱竖向位移、基坑顶部水平位移及竖向位移、周边地表竖向位移)。
开挖阶段中各工况之间的开挖深度对应的各指标的理论设计数值可通过线性插值换算。
开挖阶段表示基坑顶面开挖至坑底的过程；拆撑阶段表示地下结构施工，逐步拆除钢支撑过程；
S2、计算实时数据修正比，所述实时数据修正比为：对应的施工工况下，现场监测竖直与理论计算设计值的比值；与此同时，根据理论计算得到各工况下个指标初始预测值，所述初始预测值为下一施工工况对应的理论计算结果；
S3、获取下一工况下各指标的修正预测值：所述修正预测值为初始预测值乘以实时数据修正比；
例如：根据理论计算得到各工况下各指标初始的预测值，然后根据施工实际监测到的数据修正未来各工况下个各指标预测值。假设工况G1、G11、G2对应的理论设计值为LK1、LK11、LK2，实际施工工况G1监测数值为XK1,则G11、G2对应修正预测值为XK1/LK1*LK11、XK1/LK1*LK2。
S4、系统内各指标预先设有预警值，当所述修正预测值超过所述预警值时，实施报警。
S5：各指标在系统内设有自身的最大设计值F，根据所述修正值占所述最大设计值F的百分比大小，预警程度被进行若干等级的分级，根据预警程度的所述分级，进行不同类别的报警。根据国家规范设置各指标预警值，超过预警值或出现突发情况，通过短信/邮件/电话通知现场负责人及时处理。
S6：对不同类别的报警次数分别自动统计，按照预警程度由低到高进行由低到高的不同扣分，根据得分值进行风险等级的评定。
例如：根据预警(实时预警、未来可能出现的预警)以及突发情况，将基坑分为三个风险等级：低风险、中风险、高风险。按国家规范要求，形成相应的处理措施意见，并发送至技术负责人，形成最终的处理措施。出现高风险时，通知有关各方对基坑支护结构和周边环境保护对象采取应急措施；出现中风险时，通知有关各方及时分析原因并采取相应措施；出现低风险时，加强观测巡查。
自动生成装配式张弦梁钢支撑风险评估报告，该报告内包括数据图表、风险等级、预警情况明细、相应处理措施建议。
S7：项目完成后，所述现场施工数据和参数监测数据自动导入大数据系统。
相关重要的功能模块介绍：参见图2：
预测模块：首先根据理论计算得到各工况下各指标的数值，然后根据施工进度，监测到的数据修正未来各工况下个各指标数值。假设工况1～工况3的理论设计值为L1、L2、L3，实际施工工况1监测数值为S1,则工况2、工况3修正预测值为S1/L1*L2、S1/L1*L3。
预警模块，预警分为黄色预警、橙色预警、红色预警，预警范围分别为70％～80％F、80％～90％F、90％～100％F，F表示最大设计值。其中水平位移变化速率超过3mm/d或者连续3天变化率超过2mm/d为红色预警。当出现突发情况比如流砂、管涌、隆起、陷落，周边建筑结构出现大的变形裂缝，周边地表出现较严重的突发裂缝、地下空洞、底面下陷，周边管线出现裂缝、泄露等直接为红色预警。
评价模块，总的分数为10分，出现一次黄色预警扣1分，橙色预警扣2分，红色预警扣5分，相同点扣分取最大不叠加。8-9分为低风险，6-7分为中风险，0-5分为高风险。通过处理排查解除危险后，可取消扣分。
措施模块，出现高风险时，通知有关各方对基坑支护结构和周边环境保护对象采取应急措施；出现中风险时，通知有关各方及时分析原因并采取相应措施；出现低风险时，加强观测巡查。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不拖拉本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。
Claims (6)
1.一种装配式张弦梁钢支撑的安全评估方法，其特征在于：
监测数据分为现场施工数据和参数监测数据；
现场施工数据包括施工工况、开挖深度；参数监测数据为由各监测设备实时监测的位移值和应力值数据；
所述安全评估方法包括以下步骤：
S1、实时接收现场施工数据和参数监测数据，并形成一一对应的关系；
于此同时，通过有限元软件理论计算各施工工况下，与所述参数监测数据对应的各指标的理论计算结果；
S2、计算实时数据修正比，所述实时数据修正比为：对应的施工工况下，现场监测数值与理论计算设计值的比值；
与此同时，根据理论计算得到各工况各 个指标初始预测值，所述初始预测值为下一施工工况下对应的理论计算结果；
S3、获取下一工况下各指标的修正预测值：所述修正预测值为初始预测值乘以实时数据修正比；
S4、系统内各指标预先设有预警值，当所述修正预测值超过所述预警值时，实施报警。
2.如权利要求1所述的装配式张弦梁钢支撑的安全评估方法，其特征在于：
还包括步骤S5：各指标在系统内设有自身的最大设计值F，根据所述修正值占所述最大设计值F的百分比大小，预警程度被进行若干等级的分级，根据预警程度的所述分级，进行不同类别的报警。
3.如权利要求2所述的装配式张弦梁钢支撑的安全评估方法，其特征在于：
还包括S6：对不同类别的报警次数分别自动统计，按照预警程度由低到高进行由低到高的不同扣分，根据得分值进行风险等级的评定。
4.如权利要求3所述的装配式张弦梁钢支撑的安全评估方法，其特征在于：出现高风险时，通知有关各方对基坑支护结构和周边环境保护对象采取应急措施；出现中风险时，通知有关各方及时分析原因并采取相应措施；出现低风险时，加强观测巡查。
5.如权利要求4所述的装配式张弦梁钢支撑的安全评估方法，其特征在于：自动生成装配式张弦梁钢支撑风险评估报告，该报告内包括数据图表、风险等级、预警情况明细、相应处理措施建议。
6.如权利要求5所述的装配式张弦梁钢支撑的安全评估方法，其特征在于：还包括步骤S7：所述现场施工数据和参数监测数据自动导入大数据系统。
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