提要：根据《湖南省交通运输“十三五”发展规划》，湖南省在高速公路方面，全省122个县市区均将实现30分钟上高速公路，基本形成“六纵七横”高速公路网。其中新开工建设的高速项目有27个，力争完成13个项目，约729km;继续建设高速项目有17个，总长度约1113km。项目线路长、施工点多，混凝土集中拌和，传统管理手段略显得力不从心。为了高效管理，实时反应，智能拾取价值信息，笔者建议引入基于物联网技术的混凝土施工管理平台。
关键词：物联网、质量管控、混凝土施工、智慧颗粒
随着我国公路工程快速发展，钢筋混凝土作为一种现代建设工程结构的主要结构材料，而工程项目的质量是在施工过程中创造的，而不是靠最后检验出来的。为了把工程产品的质量从事后检查把关，转向事前控制，达到“以预防为主”的目的，必须加强对施工过程中的质量控制。在混凝土工程中，施工的混凝土质量水平是影响混凝土质量的一个重要环节，直接影响到构造物的坚固性和耐久性。鉴于混凝土质量评定的滞后性，不能当时给予评定，一旦事后发现混凝土质量有问题，处理起来必将影响到工程的质量、进度和投资。因此，混凝土施工必需重视施工过程的质量控制。
过程控制必须要有及时性、数据分析能力与反馈调整能力，因此，我们引入物联网概念。物联网Internet of things（IoT）是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段，是物物相连的互联网。loT有两层意思：一、核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；二、用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。为实时互交数据，加强管理，实时智能管控现场，我们通过PLC（Programmable logic Controller，可编程控制器）工控自动读取每盘的级配、水灰比、质量等数据，并形成每车报告。混凝土运输车全程GPS（Global Positioning System，全球定位系统）跟踪定位，对异常运输进行报警。到达施工现场后，施工员通过扫描二维码进行交接，允许浇筑，远程摄像头对整个浇筑过程进行监控录像并存档。浇筑过程中埋设智慧颗粒，跟踪混凝土凝固数据。其拓扑结构图如下：
从图可知，我们建立了基于物联网的多位一体的管理平台，行业主管部门、业主、监理、施工单位共享数据、协同管控，均可通过此平台对混凝土质量进行监管，现我们介绍一下系统的运行工作流程：
首先施工单位网上申请混凝土浇筑，接到申请后，监理现场检查是否具备浇筑条件，监理可在电脑或手机上审查水泥出厂质量试验报告、水泥进场复试报告、粗细骨料的复试报告、钢筋出厂质量证明书、钢筋原材料复试报告、钢筋焊接试验报告、混凝土外加剂出厂合格证、产品合格证、产品说明书试验报告、混凝土配合比通知单等相关资料。检查混凝土水泥、骨料、外掺剂等相关材料是否按要求进场并预备充足。根据具体的施工条件，检查搅拌和振捣机械、计量用具、运输工具、防冻防雨措施、照明设备是否符合施工组织设计要求及实际性能是否能满足施工要求。如果具备浇筑可通过手机APP同意，否则说明理由、驳回并要求整改。
搅拌站接到监理的允许浇筑通知后，按计划开机。搅拌混凝土前，加水空转数分钟，使拌筒充分润湿，将积水倒净。试验人员试拌检查坍落度、和易性、含气量是否符合设计要求的，如不满足要求，重新调整施工配合比。搅拌第一盘时，考虑到筒壁上粘附砂浆的损失，石子用量应适当减少或增加相同配比的水泥砂浆。PLC工控也会严格控制混凝土原材料称重偏差，如水泥与外加混合材料±2%、粗细骨料±3%、水与外加剂溶液±2%。系统实时读取PLC工控的每盘混凝土数据记录，并画出级配、水灰比动态图。
我们在每一辆混凝土运输车上装有GPS系统，通过卫星定位跟踪每一辆运输车的运输轨迹，并通过带有二维码的单号进行交接，由于前、后场及运输数据共享，信息反馈动态及时，故可以较好地控制尾车混凝土数量，减少浪费，节约施工成本，亦可防止驾驶员将混凝土运输至错误工程部位。
混凝土浇筑前应根据现场情况必须先做好施工组织，根据工程特点合理安排砼浇筑路径和顺序，按施工规范要求设置施工缝。当砼浇筑路径和顺序安排不合理时，往往会出现刚浇筑完成的砼被踩踏、车压等违规现象。我们在关键工程安装视频监控，可以通过系统远程监管浇筑，或事后调取浇筑视频，可溯源性会大大提高关键工程的施工质量。浇筑施工过程中我们在混凝土中加入智慧颗粒，智慧颗粒的作用是利用碎片时间，实时记录、发送混凝土凝固状况，上传混凝土温度、湿度及强度数据，并画出曲线，指导施工配合比设计，这对大体积或大面积混凝土浇筑特别有参考价值。
考虑施工现场没有网络，我们采用蓝牙传输至现场手机，然后通过APP将数据传送至数据库，系统自动分析混凝土凝固数据，形成报表，以供各干系人参考。而这些数据对于解决混凝土早期裂纹、干缩裂纹、起灰（起砂）、脱皮等原因分析均有参考价值。同时，现浇钢筋混凝土施工完成后第一星期内，混凝土及时养护很重要，智慧颗粒提供的数据可以督促我们及时养护，控制混凝土处于有利于强度增长的温度和湿度环境中，使硬化后的混凝土具有必要的强度和耐久性。当然这些数据对我们改进具体的养护方案极具参考价值。
影响混凝土质量的因素多而复杂，作为现场工程管理人员应加大现场巡查力度，对发现的问题及时纠正，严格监督质量控制体系和配套质量管理体系的实施情况。通过本平台，我们加强混凝土的材料、现场的施工以及浇筑过程的管理，进一步规范各个工地混凝土施工管理流程，提高施工管理水平，尽量避免现浇混凝土质量通病的产生，确保混凝土的施工质量，促进技术进步，切实提高工程质量，特别是对混凝土外观质量的提高。通过本平台，所有干系人均能实时动态监管施工现场混凝土质量，即使是出差，也可以通过手机进行管控，极大地提高了管理水平与效率，确保工程质量，实现品质工程。
参考文献：
1、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011。
2、《大数据、物联网和云计算之应用》清华大学出版社，杨正洪。
3、《PLC控制技术》电子工业出版社出版，李方园。
论文作者:朱云舟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/28
标签：混凝土论文; 质量论文; 数据论文; 互联网论文; 工程论文; 实时论文; 报告论文; 《基层建设》2017年第28期论文;