浅谈深基坑工程自动化监测技术

龙章

摘 要：随着超高层建筑和地铁工程的出现，深基坑被广泛的运用。但深基坑工程容易受环境、地质等因素的影响，在实际的施工中较为复杂，且有许多的不确定，存在一定的安全隐患。因此，对施工现场进行综合监测，掌握深基坑工程的开挖情况和支护技术，对保障工程的安全有重要意义。文章先了解了深基坑工程自动化监测技术，后对其进行简要的谈论，希望对相关人员有参考价值。

关键词：深基坑;自动化;监测技术

目前深基坑工程的主要监测技术是人工监测，这种方式存在的主要问题包括：监测的时间长，人力的需求量大，反馈信息的速度慢，难以实现基坑形变、力变等的连续监测^[1]。由此，无法对现场的实际情况进行科学合理的预测，降低事故的发生率。随着当前光纤传感技术的使用，能在替代原有技术的基础上实现自动化和全天候监测等功能，但在技术条件上还存在不足，难以实现深基坑工程的全系统监测，也尚未形成规范的技术标准和完善的操作规程。

1 自动化的监测系统

1.1 原则

通过对施工现场的自动化监测，将出现的问题及时并准确地向施工员和项目负责人反映，然后采取针对性的措施。在测点布置的时候应该在同一断面内布点，若不能实现在同一断面布点，也要确保在相邻的断面，从而提高测点数据的相关性以及相关分析的准确性。由于人的肉眼难以达到技术上的要求，在深基坑的监测上会有纰漏出现的可能，是以在对现场施工的支护状态等实际情况进行全面监测时需要引用自动化的监测系统。此外，在保障监测工作的日常运行下，控制设备和后期维护的成本投入，选择不影响周围环境监测点，且能够满足施工的条件和地质等的要求。

1.2 原理

在收集数据和数据处理的阶段中创立层级，数据由数据传感器采集，然后利用无线电将数据输送到收集器中，再通过计算机技术对数据进行整合和分析。在数据采集系统里先进行数据的预分析，将信息转化成数字信号，经过数据传输网络到达数据处理中心，由数据处理中心进行再处理。数据采集器与控制体系合作完成繁重的数据处理，数据处理系统收集、处理并分析采集的数据，对系统进行全面的控制，从而实现数据库的及时更新和数据管理。安全的评定工作主要是分析监测数据和结构，对现有数据和历史数据进行比对，从而评判工程结构的稳定和安全，自动生成与实际相符的报告^[2]。

1.3 目的

取代人工监测的传统模式，弥补传统模式上的缺陷，实现全天候连续监测和自动监测，增加重要指标的监测次数，及时且准确的反馈监测数据，提高现场施工数据的可靠性和利用率，以达到信息化高效施工的要求。实时监测和对比，当监测指标没有达到标准时，能及时发出警报，给施工人员充足的时间处理问题，确保深基坑工程的安全和施工质量。

2 基准点布设、监测点布设和设备布设

2.1 基准点布设

全站仪后视基准点应该布设在基坑周围，且数量至少为2个。在实际的施工中，需要在不受变形影响的稳定范围内布置基准点，选择基准点的布设地时应该注重视野的通视条件和土层的稳固条件，确保基点不能任意移动。每个月应该定期联测基准点，确保基准点的稳定，从而保障数据的准确，提高结果的科学性。

2.2 监测点布设

第一，对基坑开挖情况和支护结构在土体的纵向位移量全面监测和控制，及时且准确掌握基坑和土体的动态变化。测斜孔是在土体内部打入PVC 测斜管，同时保证管比孔深长。测斜管内设置下放测斜仪探头滑轮的十字滑槽，十字滑槽垂直于基坑边线。用专业盖子密封好上下端管口，避免砂石和水的进入。在做好测斜管的打入工作后，即刻用黄沙等材料夯实好土体，后期再做好维护工作，以保证监测点的安全和稳定。

第二，基坑的支护结构和基坑的围护墙一同承担着来自围护墙外侧土层的压力，当实际的支撑轴力与理论不相符合时，容易使基坑整体失去稳定性，给工程带来严重的安全隐患。因此，在基坑的支护结构上布设监测点，对基坑的支撑轴力进行实时监测，确保其达到施工标准。而支撑轴力的测定需要使用应力器才能实现，应力器就布设在钢管上，应变计就焊接在平行于支撑方向的钢管外表面。

第三，在地面开孔，打入带有微型棱镜的螺纹钢筋，便于实现全站仪的观测。螺纹钢筋的直径需要大于或等于22 mm，棱镜也需要高于地面5 mm或以上。在地面上的棱镜要做好保护措施，并使其正对着监测仪器。在进行建筑物的监测点布设时，要注重监测点位置的设置，一般角点、大转角或视野开阔的地方等设置监测点，多变形等特殊形状的建筑设置对称的监测点。

第四，在有稳定基础的地方布设全站仪，布设之前，往往将制作好且带有螺杆的钢筋笼与8根长度为1 m的螺杆焊接，然后与基础刚接，全站仪放置在立杆的顶部，在其外面打造保护箱，避免灰尘和水的进入，防止其对全站儀产生一定的影响。

3 深基坑自动化监测的研究方向

3.1 深基坑支护机构的自动化监测

光纤传感系统在支护结构的密集点式布置与分布式布置，有助于实现深基坑工程的自动化监测^[3]。研究人员可以分析收集的数据，研究不同原理的监测技术操作，数据收集的可靠性、精确性以及连续性，并对材料和设备的实用性进行研究，从而规范标准化的操作流程，为信息化的深基坑施工技术反馈系统、连续、及时的监测数据，更好地保障周围环境的安全和施工的安全。此外，也会后续施工设计、施工优化等提供有力的参考。

3.2 传统的监测技术与光纤传感的监测技术的对比

随着光纤传感技术的稳定和快速发展，使其在信息化的深基坑工程中日渐成熟，在时间、监测距离以及监测准确度上展现出来的优势也越来越明显，并且在取代传统监测技术的实践中取得了良好的效果。虽然光线自动化监测技术有着得天独厚的优势，但是在提高光线材料本身的性能、稳定性以及精确度方面仍要进行深入研究，然后在实践过程中不断改善。同时，对于光纤系统的仪器与设备的精确度与可靠性也要进行深入研究，且在实践中不断检验。在实际的项目实施过程中，一部分主要是运用传统的监测技术对光纤自动化监测技术收集的数据进行核查与验证，监测其数据上的准确度与可靠性。另一部分主要是通过光纤自动化监测技术监测传统监测技术无法进行有效监控的部位或项目，从而有助于形成一个全面、系统的光纤传感的自动化监测系统，便于深基坑工程施工的开展。

3.3 监测数据的可视化处理

提高监测数据处理和监测信息分析的要领之一是运用可视化技术监测信息。将一个个独立的监测点关联起来，转变监测结果传统的表格表示方式和二维曲线的表示方式，创建监测点的空间、平面、工作状况等综合因素的立体变化模型。不仅能够监测单个指标的整体变化情况，而且能够监测深基坑总体中单个项目或者是任意组合项目的变化情况。有利于数据资源的整合，弥补目前深基坑工程在监测数据处理零碎化的不足，从而提高监测数据的处理效率和数据的分析水平，为深基坑工程在施工过程中做出正确的决策提供有力的参考。

4 结语

科学技术的进步，使深基坑工程的开挖技术和支护技术日渐成熟，施工过程中的难点也已经有所突破，得到基础的解决，但是部分问题仍有进步的空间，需要在实践中不断改进和完善。在深基坑工程施工过程中融入自动化的监测技术，能够全面监测和控制工程，从而确保项目工程的安全性，对工程质量和效率的提升有重要意义。

参考文献：

[1]杨灵月.深基坑工程自动化监测技术[J].建筑工程技术与设计，2019，（31）：215.

[2]殷志建.深基坑工程自动化监测关键技术探讨[J].建材与装饰，2019（28）：16-17.

[3]胡旻.深基坑工程自动化监测关键技术[J].建材世界，2019，40（03）：84-88.