动态监测技术在深基坑施工中的应用

蔡元盛

（中交上航（福建）交通建设工程有限公司，福建 厦门 361026）

1 引言

随着我国社会经济的不断发展，建筑行业呈现出蓬勃发展的趋势，在这样的大形势下，越来越多的施工项目得以兴建，因此，深基坑施工逐渐走入人们的视野。然而需要注意的是，相比于其他施工项目，深基坑工程的施工地点较为特殊，一般位于城市中人员密集地区，因此，一旦在深基坑施工过程中出现安全问题，不仅会使施工人员的生命安全受到威胁，更会将市民置于风险之中。因此，为了避免安全事故的发生，需要在深基坑施工中引入先进的监测技术，通过这样的方式将安全隐患扼杀在摇篮中。如今随着信息技术的不断进步，动态监测技术被广泛应用在深基坑施工中。动态监测技术不仅能解决人为检测技术效率低的问题，还能在施工过程进行实时监测与反馈，从而将安全事故的发生率降至最低。

2 动态监测系统基本内容

2.1 动态监测系统概述

经过调查发现，动态监测系统能够对监测对象进行多角度、多空间检查，因此，相比于普通监测技术，动态监测技术能包含更多的监测细节[1]。在深基坑的施工过程中，通过使用动态监测技术能够对施工环节进行全天候监测，一旦发现安全隐患，能及时将这些信息汇报至工作人员[2]。

2.2 数据的发布、预警功能

随着动态监测技术的不断发展，深基坑工程在施工过程中能更及时地获取到相关信息，这不仅能大大提升工程的施工安全系数，更能为施工人员提供便利条件。例如，施工人员可以在自己的手机中下载动态监测软件，使用手机对施工环节进行及时的监测。不仅如此，经过调查发现，当前很多动态监测系统能够实现预警功能，这意味着该系统可以在深基坑施工中对监测对象发生的异常进行预警，因此，动态监测系统除了具有基础的实时监测能力外，还具有以下功能：在线查询功能、数据分析功能、预警功能。施工人员可以在深基坑工程施工过程中，通过手机或者电脑点击需要监测的地方，该系统就能够呈现该监测地点的所有监测数据。除此之外，相关监测人员还可以在系统中提前设置报警阈值，通过这样的方式能够使系统有效筛除一部分不必要的信息，只有当系统中收集到的数据超过设置数值时，动态监测系统才会对此进行预警汇报，进而防止工程事故的发生[3]。

3 应用案例

通过上述分析能够发现，如今越来越多的深基坑施工项目已经开始使用动态监测技术。本研究以某建筑基坑项目为例，对如何在工程施工中使用动态监测技术进行分析。

该深基坑施工项目位于市区内，施工环境较为复杂，施工区域邻近市区繁华街道，每天的人员流动性较大，车流量较多。因此，在深基坑施工过程中，施工企业主要采用钢板桩支护。通过对施工环境进行勘察后发现，人工监测存在诸多弊端，很难达到预期目的。为了进行全方位的深基坑监测，施工企业在施工过程中引入了动态监测技术。在该监测过程中，施工人员主要对6个部分进行监测：坡顶水平及竖向位移监测、周边道路位移监测、周边建筑位移监测、地下水位监测、锚索内力监测、深层水平位移监测。

3.1 自动化监测网布设

通过对施工地点进行勘察后发现，该深基坑周边的建筑物较多，因此，施工企业的作业空间受到了严重制约，因此，为了对施工环节进行实时监测，需要采用科学、合理的方式对监测点进行布设。

需要注意的是，在对坡顶的竖向位移以及水平位移进行动态监测时，施工企业选择了同一个监测地点；周边建筑物位移监测点采用植筋的方式；周边道路位移监测采用击入界址钉的方式布设；深层水平位移监测断面沿基坑四周布设；锚索内力监测断面沿基坑四周布设；地下水位监测点沿基坑四周布设。不仅如此，施工人员在布设测斜传感器等仪器时，需要按照设计要求进行，并且施工人员不能盲目按照要求进行处理，还需要根据实际情况进行调节，进而实现不同位置、不同深度的数据采集。

3.2 施工监测

本项目基坑安全等级为Ⅲ级，为了控制围护结构及周边土体变位、沉降，预测施工中出现的异常情况，并正确指导施工，由专业监测单位进行监测。

3.2.1 监测内容

在进行施工监测的过程中，工作人员需要重视基坑附近是否存在裂缝；是否存在管涌现象；地质相关指标是否有异常。基坑开挖过程中及主体结构施工过程中，及时与第三方单位监测人员进行沟通，查看基坑变形数据，施工时根据监测数据及时采取相关措施，确保基坑安全稳定。

3.2.2 监测点布置

基坑监测点每个断面10个测点，按照距离基坑顶2 m、3 m、5 m、8 m进行布置，每段基坑长度方向布置3排（见图1）。

图1 基坑监测点布置平面示意图

3.2.3 观测频率

各监测项目在基坑开挖前应测得稳定初始值，且不应少于2次；监测工作涉及基坑土方开挖期间及底板浇筑后28 d。基坑监测频率统计见表1。

表1 基坑监测频率统计表

当大暴雨、结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测；当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。

3.2.4 监测预警值

基坑及支护结构监测预警值要求见表2。

表2 基坑及支护结构监测预警值要求

监测工作以仪器测量为主，并与日常巡视工作相结合，施工期间做好现场监测点的保护工作，每次监测前对所使用的控制点进行校核，发现有位移，要按布网时的测量精度恢复。

施工中要及时反馈信息，定期分析监测报告，及时发现施工存在的问题，在施工过程中，发现异常情况时，及时向监理报告，并书面报告业主，及时采取有效的措施保证施工人员的安全。

3.3 数据采集与处理

为了对施工项目进行全面的、系统的监测，在本工程中使用了动态监测技术，具体采用了传感器数据采集箱和Trimble 4D监测平台这两个软件，能够对施工中的每个环节进行数据采集，并对收集回来的数据进行分析与处理，最终将异常数据进行上报。

为了保障数据信息的即时性，动态监测系统会使用专业数据线将监测仪器与电脑进行连接。在动态监测过程中，本项目主要采用自由设站的方式进行监测站的设立，具体需要进行以下操作：

1）监测站对施工环境进行初始监测的过程中，为了保障监测质量，需要配合人工监测，通过这样的方式能够不断对监测系统进行调试，使其达到最佳监测状态。

2）施工人员还需要在软件中输入复测频率，保证系统在实际监测过程中没有纰漏。

需要注意的是，由于是实时监测，因此，当动态监测系统进行数据搜集工作时，很多数据信息十分烦琐复杂，还有大量数据信息属于无效信息，因此，为了保障数据分析的准确性与精确性，需要对这些原始数据进行分析与处理，即将无用的、不科学的数据信息剔除，只保留对监测有用的数据信息。在本项目中，使用了Trimble 4D软件对原始数据信息进行处理。

3.4 数据发布与预警

当动态监测系统将不同监测站点搜集的数据进行处理后，会将这些大数据存入后台数据库内，从而为后续的数据发布与预警提供数据基础。动态监测系统除具有基础的实时监测能力外，还具有以下功能：在线查询功能、数据分析功能、预警功能。施工人员可以在深基坑工程施工过程中，通过手机或者电脑点击需要监测的地方，该系统就能呈现出这一监测地点的所有监测数据。

需要注意的是，相关监测人员还可以在系统中提前设置好报警阈值，通过这样的方式能够使系统有效筛除一部分不必要的信息，只有当系统中收集到的数据超过设置数值时，动态监测系统才会对此进行预警汇报，进而防止工程事故的发生。

4 结语

通过上述分析能够发现，近年来随着信息技术的不断进步，越来越多的施工企业在开展深基坑施工的过程中运用了动态监测技术，通过这样的方式不仅能够有效解决人工监测效率低的问题，更能对施工环节进行全方位、全天候的监测。笔者经过多年的工作实践了解到，动态监测技术能够有效突破常规监测手段，使用信息技术手段来对城市深基坑变形与内力监测数据自动化采集、处理、发布、预警，因此，一旦在施工环节中出现问题，动态监测系统能够及时对其进行捕捉与分析，并将这一异常情况进行汇报，从而使施工人员能够及时对异常问题进行处理。另外，施工人员还可以根据动态监测系统收集的海量信息进行分析与汇总，从而对后续施工进行有效改进与优化。

综上所述，通过将动态监测技术运用至深基坑工程中能够具备以下优势：实现实时动态测量、受外界干扰因素小、测量精度高、节约人力成本。因此，动态监测技术在未来深基坑施工中能够得到广泛使用。