项目案例

桩基耐久性监测
发布时间:2026-09-04   发布人:欧感科技
 
NEOM · THE LINE · MODULE 46 · DURABILITY MONITORING

沙特 NEOM 新城 · THE LINE
Module 46 桩基耐久性监测

为NEOM线性城市46号街区提供桩基耐久性监测,涵盖阳极梯、分布式光纤、热电偶三类传感器的供货、安装、自动采集、云端监测与报告全过程。

监测桩覆盖 N1-S1、N2-S2、N3、S4 及 Middle 区域,共 12根桩:φ1.5m桩8根、φ2.5m桩4根,同时开展腐蚀监测、裂缝监测、温度监测,传感器设计寿命100年,15分钟自动采集、云平台24小时在线。

12根
耐久性监测桩
3类
腐蚀/裂缝/温度
15分钟
自动采集间隔
100年
传感器设计寿命
CAM-01 / DURABILITY
LIVE
耐久性监测系统现场图
耐久性监测系统现场图
OBJECTIVES & CHALLENGES

监测目标与工程难点

 
01

钢筋腐蚀早期预警

滨海盐雾环境下氯离子侵蚀是桩基耐久性头号威胁。阳极梯直接测电位、腐蚀速率、电阻率与混凝土pH,在钢筋出现可见锈蚀前即发出预警。

02

全桩长裂缝与完整性检测

分布式光纤沿整桩连续测温测应变,浇筑期做热完整性剖面,运营期识别裂缝;0.02mm裂缝即可被2μ级解调仪分辨。

03

桩身温度场分布监测

热电偶埋设于1/4、1/2、3/4桩深三个断面,监测混凝土水化热与运营期温度分布,为应变数据温度补偿提供依据。

04

100年设计寿命要求

仪器须与结构同寿。全不锈钢密封外壳、光纤抗电磁干扰、固化28天后首读,确保长期数据有效、可追溯。

05

光纤施工工艺苛刻

光纤最小弯曲半径≥10倍缆径(50mm),每≤500mm绑扎,底部冗余固定抵抗浇筑冲击,下放全程防拉扯、防扭结。

06

全自动无人值守采集

15分钟自动采集、4G上云,B/S架构随时浏览器查看;分级预警自动推送手机与邮件,异常先通知现场确认再升级。

OVERALL SOLUTION

整体监测方案

 

三类传感器互补,构建“多参量感知 → 4区汇聚 → 自动采集 → 云端平台 → 分级预警”的耐久性监测体系

LAYER 01
感知层
阳极梯 9组/桩
分布式光纤全桩长
热电偶 9支/桩
→
LAYER 02
汇聚层
线缆水平汇聚
4个临时集线箱
各预留1.5m×1.5m
→
LAYER 03
采集层
数采仪/解调仪
15分钟自动采集
4G蜂窝上传
→
LAYER 04
平台层
欧感云平台 B/S
分级预警推送
自动生成报告

① 腐蚀监测(阳极梯)

每桩3层×3角度(0/120/240°)共9组,测电位、电流、阻抗、腐蚀速率与pH,定位氯离子入侵深度。

② 裂缝/温度(分布式光纤)

BOFDA原理,两环路沿主筋0/90/180/270°全桩长布设,连续温度与应变剖面,浇筑期热成像、运营期找裂缝。

③ 温度场(热电偶)

每桩3层×3点共9支NTC热电偶,测1/4、1/2、3/4桩深处混凝土温度分布,精度±0.5℃。

④ 分区集线出线

线缆水平汇聚后分4区接入临时集线箱,每箱预留不小于1.5m×1.5m人工操作空间与安全通道。

⑤ 自动采集与云端

浇筑后即开始连续采集,每15分钟一轮;数据经蜂窝网上传欧感云平台,浏览器直接访问,异常分级推送。

⑥ 报告与移交

光纤/热电偶首报在浇筑后7天、此后月报;阳极梯月报;监测贯穿合同期,竣工后仪器完好移交业主。


阳极梯 + 分布式光纤 + 热电偶,桩内综合布置典型断面
三类传感器桩内综合布置典型断面
阳极梯与热电偶3点/层(0·120·240°),光纤两环路绕桩全桩长
CORE EQUIPMENT

核心应用设备

 
阳极梯腐蚀监测系统
阳极梯腐蚀监测系统
ANODE LADDER

阳极梯(腐蚀监测)

多电极腐蚀监测系统,离散金属阳极按固定间距装于绝缘框架成“梯”形,测电位、腐蚀速率、电阻率与混凝土pH。

通道 6电位/6电流/6阻抗
精度 <±1%
电位范围 ±2500mV
分辨率 ±1mV
电流量程 ±10mA
阻抗 100Ω~10MΩ
腐蚀速率 0.1μm/a~10mm/a
环境 -20~60℃ ≤80%RH
12芯线缆防腐定位/预警
分布式光纤与BOFDA解调仪
分布式光纤解调系统
BOFDA · DFO

分布式光纤(裂缝/温度/应变)

基于布里渊光频域分析(BOFDA),沿整桩连续测温测应变;浇筑期热完整性剖面、运营期裂缝与长期荷载分布识别。

解调仪 Fibris Terre
应变精度 2με
感知 温度+应变同缆
布置 两环路全桩长
绑扎间距 ≤500mm
弯曲半径 ≥50mm(10D)
接头 熔接+接线盒
数采箱 温控≤40℃
抗电磁干扰0.02mm裂缝可测
埋入式热电偶
埋入式热电偶
THERMOCOUPLE · NTC

埋入式热电偶(温度)

密封不锈钢外壳直接埋入混凝土,测桩身温度分布;25℃对应3kΩ电阻,电阻-温度曲线已内置于读数仪直读。

测温范围 -30~+70℃
精度 ±0.5℃
25℃电阻 3kΩ
绝缘 >50MΩ
耐压 1500V
外壳 304不锈钢
外形 φ12×60mm
重量 0.135kg
高精度直读水化热监测
数采机柜与欧感云平台
数采机柜 + 欧感云平台
DATA LOGGER + CLOUD

自动数采与云平台

现场数采仪15分钟自动采集,蜂窝网上传欧感云;B/S架构浏览器访问,24/7运行,分级预警推送手机与邮件。

采集间隔 15分钟
传输 4G/蜂窝
架构 B/S 浏览器直访
预警 多级推送
诊断 数据自清洗
报告 自动生成
供电 220V市电
防护 温控机柜≤40℃
无人值守多租户隔离
WHY US

设备优势与解决问题

 
01 · CORROSION

阳极梯

腐蚀定位、早期预警、阴极保护启动判据

核心优势
  • 6对电极同步测电位/电流/阻抗
  • 按法拉第定律量化腐蚀速率(μm/a)
  • Nernst方程换算混凝土pH与氯离子入侵
解决问题
  • 可见锈蚀出现前识别主动腐蚀
  • 电位突变精确定位腐蚀深度
02 · FIBRE OPTIC

分布式光纤

全桩长连续测温测应变、找裂缝

核心优势
  • 单根光纤同时测温度+应变
  • BOFDA两端对测,沿桩连续分布
  • 2με精度,0.02mm裂缝即可分辨
解决问题
  • 浇筑期热完整性剖面找缺陷
  • 运营期应变异常识别裂缝与荷载分布
03 · TEMP + CLOUD

热电偶 + 云平台

温度场监测,全自动无人值守

核心优势
  • ±0.5℃精度,不锈钢密封直埋
  • 15分钟自动采集、4G上云
  • B/S平台24/7运行,分级预警推送
解决问题
  • 提供应变数据温度补偿依据
  • 免现场抄表,报告自动生成
INSTALLATION STANDARD

现场照片

 

阳极梯U型卡扣安装现场
01

安装前按桩径桩长划线定层:阳极梯/热电偶在0/120/240°,光纤在0/90/180/270°,卷尺量周长标记正交位置

02

阳极梯调节螺栓使顶端A1距混凝土面40mm、距主筋60mm;绝缘带隔筋、扎丝固定,确认整体与钢筋笼完全绝缘

03

每组阳极梯两侧加U型卡扣、上下各20cm处加垫片保护;热电偶感温元件对准测点,铁线/扎丝每约1m绑扎

04

光纤每≤500mm绑扎一道,最小弯曲半径≥10倍缆径(50mm);最底段冗余扎丝固定,下放全程防拉扯、防扭结

05

辅助钢筋笼通至地面:φ1.5桩10根、φ2.5桩16根≥φ20mm主筋,加强箍间距2m(P01桩1m)

06

截桩面以上2.5m、以下0.5m线缆穿钢管、两端封堵,外包警示带;钢管以上缠加厚布基胶带防空桩回填损伤

07

每支传感器线缆地面以上预留不少于5m,桩头设警示牌;浇筑后光纤引出与先导缆熔接,接头入接线盒

08

空桩开挖每2m分段切割临时钢筋笼,技术人员旁站指认线缆;靠近桩头钢管一律人工凿除,严禁机械破碎

09

五级读数验收:安装后→下放前→就位后→浇筑后→养护7天,逐支检查表打勾签字留存

DATA & TRACEABILITY

数据采集、计算与追溯

 
CORROSION RATE
I_corr = I ÷ S

腐蚀电流密度(mA/cm²):I为实测电流mA,S为工作电极表面积cm²;面积固定即可由电流直读腐蚀速率。

pH CALIBRATION
pH = (E − b) ÷ a

由Nernst方程线性校准:E为实测电位mV,a斜率、b截距由校准确定;氯离子入侵表现为电位与电流同步抬升。

PILE INTERNAL FORCE
P(z) = ε·E·A

光纤连续应变ε结合桩弹模E、截面积A,反算桩身轴力、侧阻与端阻;0.02mm裂缝对应20με,2με精度可靠分辨。

浇筑后即开始
光纤/温度连续采集
阳极梯固化28天后首读
每15分钟
自动采集一轮
4G上传云平台
第7天首报
光纤/温度解读报告
浇筑后7天内
每月1次
耐久性月报
自动生成推送

编号与可追溯

统一命名 桩号-类型-层号-编号
类型代码:AL阳极梯 / OS光纤 / TS热电偶
例:P1930-AL-2-B。传感器端、地面上下0.5m、线缆端各挂防水耐油标签;安装记录表登记编号、序列号、安装日期。

常见故障排查

无信号:检查外露线缆破损即更换;确认传感器与读数仪连接可靠;线缆端部污染则剥除取干净线芯重读。
漂移/突跳:检查屏蔽线连接与信号屏蔽;排查焊接、电力线、施工设备电磁干扰并消除(光纤无此问题)。
云平台:数据自清洗、分组比对历史值识别异常;分级预警可先通知现场确认,误报可一键关闭,超期未处置自动升级。
SCHEDULE & ASSURANCE

实施计划与综合保障

 
05.29 进场
2025年动员启动
5个月
安装实施窗口
4区汇聚
集线箱预留通道
全自动
15分钟上云
 
 
2025.05.29 – 07.24

动员进场

人员、设备、材料进场报验与校准

 
2025.07.25 – 10.05

主桩基工程+仪器安装

随钢筋笼下放同步埋设,五级读数

 
2025.10.06 – 10.26

截桩头 · 线缆检查 · 接入监测室

确保截桩未伤缆,光纤熔接上线

 
2025.07.25 起

耐久性监测贯穿合同期

15分钟自动采集,竣工后完好移交

标准依据

  • ASTM C876-15 钢筋腐蚀电位测定
  • ASTM G109-07(2013) 抗氯离子渗透试验
  • BS EN ISO 12696:2016 混凝土中钢筋阴极保护
  • NACE SP0290 / SP0387 外加电流阴极保护
  • ICE 桩基规范2017、NIST HB150-2A、Module46规格书与SOW

现场配合条件

  • 提供220V供电接入点与蜂窝网络覆盖
  • 4个集线箱各预留1.5m×1.5m人工通道
  • 定期参加监测例会,异常数据协同处置
  • 后期移交区域配合系统巡检与维护

运输与存储

  • 原厂木轴/包装,光纤防潮防折、最小弯曲半径50mm
  • 运输避极端温湿度、防雨淋,轻装轻卸禁拖拽
  • 到场及安装前两次功能检查,损坏件立即更换
  • 数采仪上电前校准证书归档备查

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