CN117268586A - 全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法，包括：混凝土原材料及配合比的确定；划分跳仓法施工的仓位、确定跳仓法施工顺序；在温度监测点布置温度传感器；模板支设；采用跳仓法施工进行混凝土浇筑、振捣，过程中通过所述温度传感器实时获取温测数据，通过多通道振弦采集器对温度传感器数据进行采集，由GPRS数据采集终端无线发送数据至云服务器；调取云服务器的温测数据，实时查看数据采集情况，并形成直观的温差曲线图和出具报表数据，实现全自动化远程监测温度；当监测到大体积混凝土内部各监测点或与大气温度之差超过一定数值时，实时自动报警。实时读取数据，避免采用人工现场用温度计测写数据，作业工效提高。

Description

全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法。

背景技术

随着科学技术和经济不断推进，我国城市化建设正处于高速发展的阶段，但是我国土地资源较少，在城市化建设过程中需要采用更为先进的施工技术投入使用到建筑物的建造中来，建设大体积混凝土和超规模施工建筑物的优势越发明显；然而大体量建筑结构施工期间，大量的后浇带增加了施工的难度，而后浇带两侧支撑的重复支拆，既导致成本的增加和工期的滞后，也增加了混凝土结构的质量安全隐患。使用“跳仓法”施工技术，能有效的解决了后浇带留置带来的诸多问题。

虽然“跳仓法”解决了后浇带留置带来的问题，但取消后浇带给施工企业带来了新的难题：大体积混凝土施工导致内部释放出大量的混凝土水化热，而大量水化热将会引起不同程度的温差，内部不同位置的温度情况难以掌控，最终导致混凝土内外部产生拉应力和压应力，温度裂缝也就随之产生，严重时造成混凝土上下裂缝贯穿以及渗漏，甚至影响钢筋的锈蚀，极大降低了混凝土的耐久性，使建筑结构的安全性和经济性留下重大隐患。

为保证大体积混凝土的施工质量，控制裂缝的产生，不仅应做好各项施工前准备工作，掌握近期天气情况，更应采取先进的技术措施，对大体积混凝土内部温度进行监测。传统的测温施工工序繁琐，存在人工成本高、读取数据慢、数据不精准的问题，总结出“无线多点式温测系统全自动化远程监测施工方法”。无线多点式温测系统全自动化远程监测方法结合“跳仓法”，可以实现全天候无人实时监测，精准获取大体积混凝土内部温度变化的数据，项目部可根据采集到的数据信息，及时采取相应的应急保养措施，控制混凝土内外温差，有效减少大体积混凝土施工内部裂缝的产生，保证了建筑结构的施工质量并加快施工进度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为解决现有技术所存在的问题，现提供一种无线多点式温测系统全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法，可以实时读取数据，避免采用人工现场用温度计测写数据，作业工效大大提高。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法，包括以下步骤：

混凝土原材料及配合比的确定；

划分跳仓法施工的仓位、确定跳仓法施工顺序；

定位放线，钢筋绑扎，在温度监测点布置温度传感器，并布设温度传感器与多通道振弦采集器之间连接的线缆，多通道振弦采集器通过GPRS数据采集终端与云服务器进行通信连接；

加固止水钢板及钢板网的安装、模板支设；

采用跳仓法施工进行混凝土浇筑、振捣，过程中通过所述温度传感器实时获取温测数据，通过多通道振弦采集器对温度传感器数据进行采集，由GPRS数据采集终端无线发送数据至云服务器；

自动调取云服务器的温测数据进行处理，实时查看数据采集情况，并形成直观的温差曲线图和出具报表数据，实现全自动化远程监测温度；

当监测到大体积混凝土内部各监测点或与大气温度之差超过一定数值时，实时自动报警。

在一些可能的实施例中，所述温度传感器采用埋入式传感器。

在一些可能的实施例中，所述温度监测点按以下方式布置：

温度监测点的布置范围以所选混凝土的浇筑块体平面图对称轴的半条轴线为测温区，在测温区内温度测点呈平面布置；

在测温区内，温度监测的位置与数量可根据混凝土浇筑块体内温度场的分布情况及温度控制的要求确定；

在测温区内，以中心位置均匀布置测温点，采用梅花形布置；

混凝土浇注块体的外表温度，以混凝土浇筑块体外表以内50mm～200mm处的温度为准；

混凝土浇注块体底表面的温度，以混凝土浇筑块体底表面以上50mm～200mm处的温度为准；

在底板浇筑前先把温度传感器放入相应位置固定，做好线缆的布设与保护。

在一些可能的实施例中，加固止水钢板及钢板网的安装、模板支设的步骤包括：

将附加钢筋与筏板上下层钢筋连接以固定止水钢板，止水钢板槽口朝向迎水面；根据止水钢板位置及筏板厚度裁剪钢板网，在止水钢板的上下部位安装钢板网，钢板网位于附加钢筋内侧并与筏板钢筋绑扎；

在钢板网的外侧支设模板，模板上口根据钢筋间距锯出槽口，控制好钢筋保护层厚度及钢筋间距，支撑加固方木间距不大于500mm。

在一些可能的实施例中，混凝土浇筑、振捣的步骤包括：

浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进；

混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置1～2台振捣器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)采用多点式监测温度，无线传输数据，由传感器和GPRS数据采集终端自动控制，可以实时读取数据，避免采用人工现场用温度计测写数据，与传统做法对比精确度，准确度至少提高2倍以上。

(2)采用全自动化远程采集数据，温差数据自动形成曲线图直观反映，作业工效大大提高，试验证明，按此方法现场设置和预埋好相应设备，在之后的混凝土浇筑和成型监测过程中，所需人工仅需1人就能完成全部监测工作，电脑自动形成温差图准确直观；与传统做法相比，监测14天，每两小时测1次，至少每天3个人倒班，其中1人通宵值夜，劳动强度大，晚间作业安全隐患大，且采用手工抄取数据，大量数据混乱易错，可比性差。

(3)采用云服务器收集并自动报警，短信提醒，提高了精准施策的能力，与传统做法对比，都是在第二天早上管理人员查看后，才采取措施，大大降低了采用措施的及时性和准确性。

(4)采用电脑自动优化、整理项目温差总数据，出具报告，管理痕迹可查，为项目抢工决策提供科学的数据保障，可以准确地掌握工艺间歇时间，及时进行工序穿插，合理有效地减少施工工期。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法的流程图。

图2为本发明实施例的温度监测点设备原理图。

图3为本发明实施例的温度监测点CAD断面布置示意图。

图4为本发明实施例的温度监测点CAD平面布置示意图。

附图中标号的对应关系如下：

11-温度传感器；12-多通道振弦采集器；13-大体积混凝土内部；14-混凝土底部；15-混凝土顶面；16-固定测温线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明实施例提供了一种全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法，如图1所示，其主要施工工艺流程如下：

混凝土原材料及配合比的确定→划分仓位、确定施工顺序→定位放线→钢筋绑扎→测温点位布设→设备、线缆安装及防护→加固止水钢板及钢板网→模板支设→混凝土浇筑→系统实时查看、采集数据→超过预警值、采取温控措施。

具体包括以下步骤：

混凝土原材料及配合比的确定；

划分跳仓法施工的仓位、确定跳仓法施工顺序；

定位放线，钢筋绑扎，在温度监测点布置温度传感器，并布设温度传感器与多通道振弦采集器之间连接的线缆，多通道振弦采集器通过GPRS数据采集终端与云服务器进行通信连接；

加固止水钢板及钢板网的安装、模板支设；

采用跳仓法施工进行混凝土浇筑、振捣，过程中通过所述温度传感器实时获取温测数据，通过多通道振弦采集器对温度传感器数据进行采集，由GPRS数据采集终端无线发送数据至云服务器；

自动调取云服务器的温测数据进行处理，实时查看数据采集情况，并形成直观的温差曲线图和出具报表数据，实现全自动化远程监测温度；

当监测到大体积混凝土内部各监测点或与大气温度之差超过一定数值时，实时自动报警。

下面对本发明实施例施工方法的上述各个步骤的操作要点进一步详述如下：

(1)混凝土原材料及配合比的确定

水泥：应选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，大体积混凝土所用水泥3天的水化热不宜大于240KJ/Kg，7天的水化热不宜大于270KJ/Kg，以减小水化热峰值。水泥用量一般宜控制在220kg/m3～230kg/m3。

用水量和坍落度：用水量必须要严格控制，拌和混凝土的水起水化作用，干硬性和半干硬性混凝土不到30％，流动性混凝土只有20％，其余大量的多余水分只为满足混凝土的工作度，便于操作。多余的水带来早期塑性收缩，导致混凝土表面出现龟裂现象。因此要严格控制用水和坍落度。水胶比保持0.4-0.5，掺加高效减水剂，用水量应控制在160-165kg/m3，不宜超过170kg/m3。

《混凝土泵送技术规程》JGJ/T10-2011规定按不同泵送调试分别选用不同的入泵坍落度。最大泵送高度在50m以内时，入泵坍落度为100～140mm。因此，基础底板大体积混凝土坍落度12±2cm为宜，施工中必须认真遵守。

砂石：砂子应以粗砂为好，含泥量宜小于1.5％。石子采用自然连续级配的机碎石，含泥量宜小于0.5％，针片状颗粒含量不大于15％，粒径以5-31.5mm为好。可选用直径150mm的输送泵。

粉煤灰：细度模数应为2.5-3II级，I级也可采用。建议掺量为水泥用量的30％。

矿粉：应采用S95磨细矿粉，早期强度高，收缩量大。掺量过大容易引起混凝土的早期收缩裂缝。为了弥补粉煤灰早期强度低的缺点，可掺加水泥量10％的矿粉。

(2)监测元器件的选择

配合图2，温度传感器11应为埋入式传感器，可广泛应用于水工建筑物温度测量、混凝土施工温度控制及其它领域温度监测。仪器应由不锈钢外壳、半导体热敏电阻和专用电缆组成，并具有良好的防水性能、高灵敏度、高精度、高可靠性的特点。

多通道振弦采集器12应是专业的温度传感信号采集仪，可对多通道振弦频率，多通道热敏电阻，多通道通用标准电压或电流信号进行实时在线采集并自动存储，一路可调电源输出为温度传感器定时供电，并将多路振弦频率信号实时转换为模拟电压或电流信号。单通道振弦采集仪原理与多通道振弦采集仪相同，但只能传输一条通道一个温度传感器的数据，可考虑配合使用。

无线数据采集终端一般应用MODBUS协议，应是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据，通过SIM卡连网(物联卡)实现和服务器中心的数据通讯及管理。支持各类组态软件和自编程软件的对接，最终通过无线通信GPRS/3G/4G网络进行数据传输的无线终端设备(业内简称DTU)。

使用出厂标定并在有效期内的监测元器件，在安装监测元器件前先进行检验，检验合格后方进行安装，并在安装完成后立即检查元器件工作的正常性，调试数据采集的精准度和稳定性，如有异常，换新的监测元件进行重新安装。

(3)测温点位布设、设备、线缆安装及防护

为了全面反映、了解大体积混凝土内部温度的变化情况，应根据结构混凝土浇筑块体的具体情况埋设测温点，测温点的位置必须具有代表性，选择在温度变化大，容易散热、受环境温度影响大，绝热温升最大和产生收缩拉应力最大的地方，并且应从浇筑结构的断面尺寸、平面尺寸进行测点布置。

大体积混凝土浇注块体温度监测点布置，以真实地反映出混凝土块体里外温差、降温速度及环境温度为原则，配合图3和图4，一般可按下列方式布置：

①温度监测点的布置范围以所选混凝土的浇筑块体平面图对称轴的半条轴线为测温区(对长方体可取较短的对称轴线)，在测温区内温度测点呈平面布置。

②在测温区内，温度监测的位置与数量可根据混凝土浇筑块体内温度场的分布情况及温度控制的要求确定。

③在测温区内，以中心位置均匀布置测温点，宜采用梅花形布置

④混凝土浇注块体的外表温度，应以混凝土浇筑块体外表以内50～200mm处的温度为准。

⑤混凝土浇注块体底表面的温度，应以混凝土浇筑块体底表面以上50～200mm处的温度为准。

⑥在底板浇筑前先把传感器放入相应位置固定，做好线缆的布设与保护，防止在施工过程中遭到破坏。

(4)加固止水钢板及钢板网的安装、模板支设

将附加钢筋与筏板上下层钢筋连接以固定止水钢板，止水钢板槽口应朝向迎水面。根据止水钢板位置及筏板厚度裁剪钢板网，在止水钢板的上下部位安装钢板网，钢板网位于附加钢筋内侧并与筏板钢筋绑扎。

在钢板网的外侧支设模板，模板上口根据钢筋间距锯出槽口，控制好钢筋保护层厚度及钢筋间距，支撑加固方木间距不大于500mm。

(5)混凝土浇筑、振捣

混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。钢筋泵车布料杆的长度，划定浇筑区域，每台泵车负责本区域混凝土浇筑。

浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺，使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上，确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的间题，也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。

混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置1～2台振捣器，因为混凝土的坍落度比较大，在1.5米厚的底板内可斜向流淌1米远左右，2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实，另外2～4台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。

由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。

现场按每浇筑100立方米(或一个台班)制作3组试块，1组压7d强度，1组压28d强度归技术档案资料用，1组作仍14d强度备用。

防水混凝土抗渗试块按规范规定每单位工程不得少于2组。考虑本工程不太大，按规定取2组防水混凝土抗渗试块。

严格控制振捣时间：采用插入式振动器振实。混凝土施工中充分振捣可使骨科和水泥浆在模板中得到致密排列，有助于混凝土的密实性和抗裂性的提高。但过分振捣将使粗骨科沉落并使表层混凝土有较大收缩性，水分蒸发后易集聚形成凝缩缝。一般要求振捣手控制在20秒-30秒，或观察混凝土表面不冒气泡且已有部分泛浆即可。

本发明方法提前预埋多个自动化温度监测传感器，通过多通道振弦采集器对多个温度传感器数据进行采集，由GPRS数据采集终端无线发送数据至云服务器，系统调取云服务器的温测数据进行处理，通过系统可实时查看数据采集情况，并形成直观的温差曲线图和出具报表数据，实现全自动化远程监测温度。此外，当系统发现大体积混凝土内部各监测点或与大气温度之差超过一定数值的时候，可实现自动报警，并通过手机短信的方式及时通知相关负责人，指导项目部采取相应措施，控制大体积混凝土内外温差，以防止温差应力裂缝的产生。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)采用跳仓法施工，有效的控制大面积混凝土结构产生有害的裂缝。

(2)采用跳仓法施工，缩短了混凝土浇筑的间歇时间，节约了施工周期。

(3)采用跳仓法施工，减少混凝土抗裂外加剂的使用，降低了施工成本。

(4)采用跳仓法施工，取消后浇带，减少了后浇带混凝土剔凿、垃圾清理、后浇带支撑等工序，为后续工程的提前介入提供了有力条件，节约了工期。

(5)采用多点式监测温度，无线传输数据，由传感器和GPRS数据采集终端自动控制，可以实时读取数据，避免采用人工现场用温度计测写数据，与传统做法对比精确度，准确度至少提高2倍以上。

(6)采用全自动化远程采集数据，温差数据自动形成曲线图直观反映，作业工效大大提高，试验证明，按此方法现场设置和预埋好相应设备，在之后的混凝土浇筑和成型监测过程中，所需人工仅需1人就能完成全部监测工作，电脑自动形成温差图准确直观；与传统做法相比，监测14天，每两小时测1次，至少每天3个人倒班，其中1人通宵值夜，劳动强度大，晚间作业安全隐患大，且采用手工抄取数据，大量数据混乱易错，可比性差。

(7)采用云服务器收集并自动报警，短信提醒，提高了精准施策的能力，与传统做法对比，都是在第二天早上管理人员查看后，才采取措施，大大降低了采用措施的及时性和准确性。

(8)采用电脑自动优化、整理项目温差总数据，出具报告，管理痕迹可查，为项目抢工决策提供科学的数据保障，可以准确地掌握工艺间歇时间，及时进行工序穿插，合理有效地减少施工工期。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

混凝土原材料及配合比的确定；

划分跳仓法施工的仓位、确定跳仓法施工顺序；

定位放线，钢筋绑扎，在温度监测点布置温度传感器，并布设温度传感器与多通道振弦采集器之间连接的线缆，多通道振弦采集器通过GPRS数据采集终端与云服务器进行通信连接；

加固止水钢板及钢板网的安装、模板支设；

采用跳仓法施工进行混凝土浇筑、振捣，过程中通过所述温度传感器实时获取温测数据，通过多通道振弦采集器对温度传感器数据进行采集，由GPRS数据采集终端无线发送数据至云服务器；

自动调取云服务器的温测数据进行处理，实时查看数据采集情况，并形成直观的温差曲线图和出具报表数据，实现全自动化远程监测温度；

当监测到大体积混凝土内部各监测点或与大气温度之差超过一定数值时，实时自动报警。

2.根据权利要求1所述的全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法，其特征在于，所述温度传感器采用埋入式传感器。

3.根据权利要求1所述的全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法，其特征在于，所述温度监测点按以下方式布置：

温度监测点的布置范围以所选混凝土的浇筑块体平面图对称轴的半条轴线为测温区，在测温区内温度测点呈平面布置；

在测温区内，温度监测的位置与数量可根据混凝土浇筑块体内温度场的分布情况及温度控制的要求确定；

在测温区内，以中心位置均匀布置测温点，采用梅花形布置；

混凝土浇注块体的外表温度，以混凝土浇筑块体外表以内50mm～200mm处的温度为准；

混凝土浇注块体底表面的温度，以混凝土浇筑块体底表面以上50mm～200mm处的温度为准；

在底板浇筑前先把温度传感器放入相应位置固定，做好线缆的布设与保护。

4.根据权利要求1所述的全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法，其特征在于，加固止水钢板及钢板网的安装、模板支设的步骤包括：

将附加钢筋与筏板上下层钢筋连接以固定止水钢板，止水钢板槽口朝向迎水面；根据止水钢板位置及筏板厚度裁剪钢板网，在止水钢板的上下部位安装钢板网，钢板网位于附加钢筋内侧并与筏板钢筋绑扎；

在钢板网的外侧支设模板，模板上口根据钢筋间距锯出槽口，控制好钢筋保护层厚度及钢筋间距，支撑加固方木间距不大于500mm。

5.根据权利要求1所述的全自动化远程监测大体积混凝土内部温度施工方法，其特征在于，混凝土浇筑、振捣的步骤包括：

浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进；

混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置1～2台振捣器。