深基坑工程自动化监测技术研究

陈树

摘 要：目前在大多数建筑工程的深基坑项目作业中，人工监测方式仍然是深基坑项目监测的主流。从实际效果上看，传统人工监测方式存在着数据采集时间间隔过长、人力资源消耗过大、信息数据反馈速度慢、无法对基坑支护体系的力变、形变形成连续监测等严重不足。而且深基坑监测本身就由于其工程危险性，受到了测量器材精度制约与场地气象环境制约等，无法很好地对工程内部情况进行精准测量。在这样的局面下，依靠现代化设备与信息化技术的深基坑自动化监测技术得到了广泛应用。

关键词：深基坑工程;自动化;监测技术

随着科学技术的进一步发展，新兴技术在深基坑监测作业中的实用性与便捷性得到了进一步的提升。而且从经济成本的角度而言，利用信息化技术手段所维持的深基坑自动化监测技术降低了实际的工程成本，具备效率高、精度高、连续性好等明显的技术优势。在今后的建筑工程领域中，应当积极发挥自动化监测技术在深基坑工程中的应用优势，致力于有效提升整体工程建筑质量。

1 自动化监测系统简介

1.1 自动监测的原则

采用自动化监测系统能够准确将施工现场的问题反馈给施工人员以及项目管理人员，根据设计情况推荐采用有效的措施。在布点的时候需要将测点布置在同一个断面中，如果不能够布置在同一个断面中，也需要相近的断面，这样能够提高数据采集相关分析的准确性。由于人工监测基坑容易出现问题，难以预警，因此需要自动化全面运转的监测系统来进行支护结构情况的监测。另外监测点的选择不应当对环境造成影响。

1.2 自动监测的原理

自动监测的原理采用数据收集的原理，在数据收集和处理的过程中设置层级，数据传感器先收集数据，然后传递到数据收集器中，采用计算机技术对收集的数据进行整理与分析。在数据采集系统中可以对数据进行预分析，然后把信息转换成数字信号，通过数据传输网传输到数据中心处理。数据处理工作由控制系统和数据采集器共同完成，数据处理系统接受数据然后对数据库进行更新和管理。安全评定系统根据数据进行评价与分析，对比现在的数据以及历史监测数据，评价当前建筑结构的安全与稳定性，生成符合实际情况的安全报告。

1.3 自动化监测系统的优势

1.3.1提升监测精度，实施动态化管理

自动化监测系统的主要优势之一就是凭借技术手段，对深基坑支护体系、基坑内外土体的受力情况以及应变等实际工程情况能够进行实时观测，不仅能够提供精确度较高的监测数据反馈，同时也扩大了深基坑监测工程的实际有效范围。自动化监测体系的具体监测的内容可以涵盖围护墙体的受力状况、支护的位移、内力、围护桩的升降、受力情况的变化以及基坑底部土体的位移和升降、地下水位的动态变化等。这些人工监测不易探寻到的工程区位，都可以通过自动化监测技术所使用的信息手段进行全天候的动态化监控，这样既有效提升了监测工作的效率，也在根本上提升了工程质量，保障了深基坑开掘工程的平稳运行。

1.3.2降低运营成本，符合经济性规律

自动化监测系统所需求的监测设备主要包括数据传感器、数据处理器以及数据处理终端等等，其在深基坑工程现场的搭建并不需要过高的运营成本。相比较传统人工监测的管理方式而言，深基坑自动化监测体系从经济属性上而言更加符合当前建筑工程资源节约型设计方案的理念，有效地节省了人力资源与经济成本，从根本上降低了深基坑工程建设的运营成本。

1.3.3保障工程安全，性能具备稳定性

深基坑工程在整体开掘过程中，具备着一定的危险性与不安全性，深度达到5m以上的基坑空间对于施工人员的作业安全是一种隐含的威胁。而自动化深基坑监测设备的埋设与使用，不仅全面提升了数据测算的精准度，也在项目施工层面上为深基坑工程的施工人员提供了有效的安全保障。同时通过自动化监测系统的数据处理主机分析，可以对项目实施过程中的安全评定系统根据数据进行评价与分析，对比现在的数据以及历史监测数据，评价当前建筑结构的安全与稳定性，生成符合实际情况的安全报告。

2 深基坑工程自动化监测技术

2.1 基准点设置

在基坑边坡变形影响以外设置3个全站仪后视基准点，基准点不可以随便移动。基准点每隔一周定时测定一次位置与稳定性，确保采集数据的精准性，保证分析结果在合理范围之内。

2.2 监测点设置

监测点布设必须根据所提供的资料和设计图纸综合考虑，现场实际进行布设。

2.2.1土体位移监测

土体位移监测是对基坑开挖以及支护体系土体纵向发生位移量的监测，可以掌握土体与基坑变化的动态信息。将高强度PVC测斜管打入土体内部，确保测斜管长大于测斜孔深度，同时密封好测斜管上下端端口，防止杂物进入;另外，测斜管施工完成以后，马上加入黄沙等材料并夯实，确保监测点的安全稳定性。

2.2.2应力器的设置

由于基坑围护墙和支撑体系需要承受围护墙外的侧土层的纵向荷载，当实际支撑轴力与实际支护轴力不符合时，很容易发生事故。因此，为了监测基坑支护的轴力大小，需要设置应力器，对轴力实时监测。将应力器安装在混凝土支撑上，并且与其平行设置，保证焊接平整，无间隙。

2.2.3地面监测点的设置

在设置地面监测点时，需将监测点设置在大转角，视野开阔的地方，并采取一定的保護措施，防止仪器被破坏。

2.3 全站仪的设置

全站仪安装时要有稳定的基础，在全站仪基础浇筑之前必须完成带螺杆的钢筋笼，将带螺杆与钢筋笼焊接牢固，立杆底部与基础连接紧密，全站仪架在立杆顶部，在全站仪外建造保护箱以防止灰尘与水渍对全站仪的影响。

2.4 自动化马达全站仪技术

自动全站仪（也称测量机器人）是近年来发展起来的一种先进的自动化测量设备，在工程地质灾害方面的自动化变形监测方面具有很强的优势。自动全站仪通过马达驱动来代替人工进行自动搜索、跟踪、辨识和精确照准目标并获取观测对象的角度、距离、三维坐标等信息的智能型电子全站仪。自动全站仪通过相关的测量软件，能够通过事先制订的测量任务、到时到点的控制测量过程、采集后同步进行测量数据处理与分析的软件系统相结合，完全可以代替人完成许多测量任务。自动全站仪通过实时或定时自动瞄准布测在变形体上的目标棱镜、自动采集监测数据并通过有线光纤或无线通讯的方式传输到数据处理中心的系统软件进行分析处理。系统软件根据分析的结果做出预警处理。

3 结束语

总之，随着科技的不断发展，建筑工程深基坑开挖技术日趋成熟，很多技术难题得到有效解决，同时，在深基坑开挖技术上也有很大的上升空间，需要我们不断地去研究探索。目前，深基坑工程中自动化监测技术的运用，可以全方位地实施监测，确保了对深基坑边坡开挖支护的安全性、稳定性，具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]陈深德.深基坑工程自动化监测技术研究[J].科技风，2020（35）：111-112.

[2]张琳敬.深基坑工程自动化监测关键技术探讨[J].科技经济导刊，2020，28（07）：60.

[3]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.