基于物联网的深基坑智慧建造技术与装备

基于物联网的深基坑智慧建造技术上海同禾工程科技股份有限公司|Founder&CEO姚鸿ao@深基坑无处不在下穿式立交大型地下车库房建地下室地铁站交通枢纽下沉式广场深基坑施工的事故风险环境保护刚需道路围护结构#1支撑（混凝土）#2支撑（钢支撑）#3支撑（钢支撑）#4支撑（钢支撑）运营地铁地下管线地面周边建筑物危房/古迹水土压力F土地资源稀缺，地上地下结构物都十分密集！基坑变形控制已成为城镇化进程的一个刚需！如何解决这两大问题？智慧建造智慧支护智慧降水智慧监测智慧加固从四个关键环节，全闭环实现“深基坑的智慧建造”目标：保证基坑本体安全保证周边环境的安全支撑轴力伺服系统现场监控室服务器浏览器手机APP3G/4G互联网本地无线通讯无线伺服油泵远程监控平台周边自动化变形监测SaaS云服务平台现场自动化设备围护结构钢支撑智能支撑头总成支撑轴力伺服系统构成…………………………控制中心云服务器支撑头总成土压力F支撑头总成与钢支撑连接，并安装在基坑围护结构的设计指定位置。它与数控泵站是通过油管、线缆连接进行工作的。支撑头总成内部包含千斤顶（可根据实际工程需要配备相应吨位规格），用以对钢支撑施加轴力。型号TH-AFS-320TTH-AFS-500T尺寸（mm）770x770x670970x970x765重量（kg）9701710额度荷载（吨）320500行程（mm）200200软件系统多项目远程管理软件系统轴力、支撑头行程监控页面管理体系设备30%管理70%工程技术中心（公司提供远程技术支持）轴力调整建议每周例会分析现场项目部（项目负责人、技术员、工人）现场设备管理伺服效果日报现场设备（自主研发、生产，拥有知识产权）轴力施加轴力、位移监测轴力伺服支撑与普通钢支撑的本质区别普通钢支撑轴力伺服支撑F1F2F1、F2在基坑变形前与坑外土压力达到平衡，坑外土压力更接近静止土压力轴力伺服系统控制逻辑土压力F显然没顶住，应该增加轴力，直至该处日变形收敛深层水平位移数据轴力监测、支撑头行程监测、地墙收敛监测案例一、某车站基坑施工基坑平均变形：18.1mm周边最大沉降：22.4mm基坑最大变形：119.1mm基坑平均变形：75.1mm周边最大沉降：105.5mm伺服支撑普通支撑华扬居委中科路市民中心4#基坑1#基坑3#西区基坑应用伺服5#基坑2#基坑3#东区基坑大临位置幼儿园3层裙房案例一位移最大值：18.81mm位移最大值：22.63mm案例一累计位移（mm）P19测斜管位移曲线累计位移（mm）P22测斜管位移曲线5月30日，第二道伺服支撑形成6月16日，第三道伺服支撑形成6月25日，第四道伺服支撑形成7月8日，第五道伺服支撑形成5月30日，第二道伺服支撑形成6月14日，第三道伺服支撑形成6月24日，第四道伺服支撑形成7月5日，第五道伺服支撑形成案例二、杭州地铁三堡站土压力F杭州6/9号线三堡站案例二案例上海轨道交通15号线顾村公园站基坑边有房屋，与既有地铁7号线并行最具文化气息的车站上海轨道交通18号线复旦大学站，保护校史馆最“贵”的车站上海轨道交通14号线陆家嘴站，为防止尘土，于室内开挖上海市上海轨道交通13号线北蔡站上海轨道交通13号线成山路站上海轨道交通13号线张江路站上海轨道交通14号线大世界站上海轨道交通14号线黄陂南路站上海轨道交通14号线浦东大道站上海轨道交通14号线真新新村站上海轨道交通14号线嘉怡路站上海轨道交通14号线静安寺站上海轨道交通14号线陆家嘴站上海轨道交通14号线铜川路站上海轨道交通14号线豫园站上海轨道交通14号线源深路站上海轨道交通14号线云山路站上海轨道交通14号线真光路站上海轨道交通15号线长风公园站上海轨道交通15号线顾村公园站上海轨道交通15号线桂林公园站上海轨道交通15号线锦秋路站上海轨道交通15号线罗秀路站上海轨道交通15号线天山路站上海轨道交通18号线复旦大学站上海轨道交通18号线国权路站上海轨道交通18号线民生路站上海市闸北区312街坊33丘地块基坑支护工程上海淞沪路-三门路下立交上海武宁路快速化改建工程上海硬X射线自由电子激光装置1标同禾伺服已经进入十余座城市，累计完成项目超80个。案例杭州市杭州轨道交通4号线金家渡站杭州轨道交通5号线新城路站杭州轨道交通6号线三堡站杭州机场快线新风站、西湖文化广场站杭州香积寺西延工程杭富线桂花路站杭州文一路地下通道工程深圳轨道交通12号线和平站全国首座高铁桥下轨道交通车站，下穿穗莞深城际线杭州轨道交通6号线三堡站伺服系统在型钢组合支撑上首次应用宁波市宁波轨道交通5号线海晏北路站宁波轨道交通4号线柳西站苏州市苏州轨道交通5号线劳动路站苏州轨道交通6号线江星路站南通市南通轨道交通1号线青年路站常州市常州轨道交通1号线翠竹站预留工程长沙市长沙轨道交通6号线花桥村站哈尔滨市哈尔滨轨道交通3号线靖宇五道街站福州市福州轨道交通5号线金山站昆明市昆明轨道交通4号线火车北站佛山市佛山市轨交三号线北滘站智慧监测基坑智慧监测的内容基坑监测内容监测位置监测内容监测仪器特点基坑本体围护结构顶部沉降和水平位移机器视觉位移测量系统精度高、可监测二维方向上位移围护结构深层水平位移固定式测斜仪/自动提升测斜仪实时监控、可靠性好支撑立柱沉降非接触静力水准仪精度高，受振动影响小支撑轴力振弦式应力计+振弦采集采集仪高灵敏度、高稳定性、抗干扰能力强、防水耐用围护结构内力振弦式应力计+振弦采集采集仪

周边环境建筑物沉降非接触静力水准仪精度高，受震动影响小地表沉降压差式沉降仪量程大、耐久性好坑外水位投入式水位计

裂缝裂缝计精度高、灵敏度高智慧监测智慧监测系统架构通用数据采集智能传感器多信号数据采集仪市售非智能传感器云端基坑智慧监测的内容房屋沉降监测案例上海瑞金医院医疗大楼，2017年8月1日开始监测，安装了我司的静力水准系统，至今重复误差小于0.1mm大型基坑造成该大楼沉降房屋沉降监测案例上海瑞金医院医疗大楼，

因周边基坑开挖发生较大沉降变形，需要进行安全监测，现场采用静力水准仪进行监测房屋沉降监测案例受周边基坑开挖影响，房屋东北角的四个测点发生50mm左右的沉降路面（地表沉降）监测案例桂桥路站为地铁14号线在建车站，在其施工过程中，顶管推进会造成周边地面发生沉降，以此工程项目为依托，在桂桥路站边进行管幕法地表沉降监测的科研试验。下图所示为管幕法地表沉降监测示意图，共计29个测点路面（地表沉降）监测案例桂桥路站监测现场路面（地表沉降）监测案例连续真实地反映了地表沉降/隆起的过程支撑轴力，围护体系内力监测桂林路站基坑安全健康监测上海地铁15号线桂林路站沿桂林路南北向设置站位，位于宜山路以北，钦州北路以南，与已建成运营的9号线实现换乘。桂林路站周边有研究所、商务楼、居民区等建筑，为了确保桂林路站地铁施工过程中周边建筑的安全，同禾科技对桂林路基坑实施了基坑实时在线监测。围护结构、立柱桩沉降监测天山路站基坑安全健康监测上海地铁15号线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，与上海地铁2号线娄山关路站通道换乘，是一个地下三层岛式站台。天山路站周边有大型商场和密集的居民区，为了确保在基坑开挖施工过程中保障周边建筑的安全，同禾科技对天山路基坑实施了安全健康监测。智慧加固搅拌桩/MJS/TRD施工质量监测系统云平台数据采集网关浆液流量转速压力深度密度现场监测设备远程管理软件APP浏览器现场设备总视图深度传感器流量传感器转速传感器采集系统金属线槽压力传感器搅拌桩施工记录页显示该段落下所有桩的汇总列表可根据预设报警值高亮问题数据可根据预设模式，智能抓取数据曲线上的特征点桩详细数据表显示该桩的具体数据（数据表）施工记录曲线显示该桩的具体数据（曲线）施工记录曲线显示该桩的具体数据（曲线）施工记录曲线显示该桩的具体数据（曲线）后台数据的智能处理桩1桩2桩4桩5根据用户设置（如四喷四搅）自动识别有效的桩钻进提升钻进提升后台数据的智能处理预设0.2m抓取时间t可根据设定，抓取施工质量控制点（如桩底停留时间的抓取）智慧降水为减少围护结构变形，保护周边建筑物安全，基坑采用自动伺服系统，伺服钢支撑布置如图。某地铁车站项目概况第二层轴力施加值（kN）第三层轴力施加值（kN）第四层轴力施加值（kN）第五层轴力施加值（kN）直撑94~120115~144213~252196~245斜撑156188260260某地铁车站项目概况

基坑测斜孔位布设情况某地铁车站项目概况

基坑工程地质剖面图CX39与CX41测斜孔水平位移分析第2道伺服钢支撑第1道混凝土支撑开挖面-17.5m第3道伺服钢支撑第4道伺服钢支撑第5道伺服钢支撑1道支撑标高：-0.50m1道撑形成时间：2道支撑标高：-5.50m2道撑形成时间：2017.10.303道支撑标高：-8.50m3道撑形成时间：2017.11.054道支撑标高：-11.50m4道撑形成时间：2017.11.135道支撑标高：-14.50m5道撑形成时间：2017.11.18底板标高：-17.30m底板形成时间：2017.11.24第1道混凝土支撑2道支撑标高：-5.50m2道撑形成时间：2017.10.303道支撑标高：-8.50m3道撑形成时间：2017.11.054道支撑标高：-11.50m4道撑形成时间：2017.11.185道支撑标高：-14.50m5道撑形成时间：2017.11.20底板标高：-17.30m底板形成时间：2017.11.29第2道伺服钢支撑第3道伺服钢支撑第4道伺服钢支撑第5道伺服钢支撑开挖面-17.5m自动化降水测控系统架构现场测控室服务器浏览器手机APP3G/4G互联网本地无线通讯观测井监测点降水井控制点基坑远程监控平台现场监控硬件原理图公司简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，公司专业从事土木工程领域智能化机具设备、检测监测仪器、专业软件平台及整体解决方案的自主研发，是一家集研发、销售、服务为一体的高新技术企业和软件企业。上海同禾拥有一支包含土木工程、机械工程、电气工程、信息工程、软件工程等多个专业，具有丰富工程经验和理论水平的专家技术团队。公司与同济大学、武汉大学等多所高校建立了产学研合作，并聘请多名相关领域的资深专家、教授担任技术顾问。上海同禾下设两个控股子公司及一个研发中心，分别为嘉兴同禾传感技术有限公司、杭州同禾数控液压有限公司和同禾科技成都研发中心。其中，嘉兴同禾传感技术有限公司主营土木工程健康监测的物联网解决方案，公司于2018年获得了高新技术企业的称号。公司自成立以来，通过技术融合（包括自动化控制技术、智能传感网络技术、云计算技术等），先后研发了二十余项具有自主知识产权的智能化施工、监测、检测设备及相应物联网管理平台。