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摘要：城市内超深基坑开挖属于复杂的临时性工程，地质条件的不确定性对支护体系的安全影响相对普通的基坑工程有显著增加，对基坑监测工作的要求进一步提高。本文以沈阳管廊基坑工程为依托，运用岩土工程云监测物联网技术，实时监测基坑开挖过程，及时处理反馈监测信息，为施工方案的调整提供数据基础。自动化监测技术克服了传统监测方法的不足，已经成为了必不可少的一种测量方法和手段。
1 前言
近年来，由于城市建设和经济发展需要，深基坑甚至是超深基坑不断涌现[1]。为了保证深基坑的安全施工，防止基坑结构自身坍塌及开挖过程对周围建筑物、道路、设施及地下管线安全的影响，必须按照相关规范要求进行基坑监测，及时反馈施工过程中产生的异常情况，从而采取必要的安全应急措施，避免生命和财产的损失[2]。
监控量测作为信息化施工中最重要却又最基础的部分，具有不可替代的地位。而自动化监测技术以其实时化，高效化，自动化及高精度等特点，逐渐代替传统人工监测手段。
本文以在建沈阳管廊基坑工程为依托，运用自行开发的岩土工程云监测物联网，实时监测基坑开挖过程中各测点变化情况，及时反馈监测数据，上报预警信息，为施工设计的优化调整提供数据基础，为工程的安全进程提供保障。
2 岩土工程云监测物联网技术
岩土工程云监测物联网系统采用先进的无线传输技术和云服务技术，将B/S技术和C/S技术相结合， 实现了传统监测与互联网、物联网融合，突破了数据传输空间限制。该产品可以实现高频率数据采集，并通过电脑、手机等终端的IE浏览器，随时随地对监测信息查询。本系统主要由现场监测仪器，现场数据传输设备，数据处理计算机，云端服务器和用户端等部分组成，如图1所示。
图1 岩土工程云监测物联网系统
2.1 现场监测仪器简介
本系统采用振弦式传感器系列，包含土压力盒、钢筋计、应变计、轴力计、锚索计等，能够将普通振弦传感信号转化为数字信号。将多个传感器通过四芯屏蔽电缆与HX-ZD-01型自动采集箱相连即可控制传感器在指定的时间自动进行测量，并将结果保存在传感器内。将自动采集箱与HX-ZD-02型无限传输模块配合，通过GPRS无线传输模块进行采集控制和数据传输。可在任一接入Internet公网（如：ADSL、163拨号等）的电脑上进行实时数据采集和远程监控。
2.2 数据采集软件的开发
多元信息数据采集软件主界面左上角为网络通讯设置，在操作软件之前需要输入本机IP并且建立一个端口号，以便与远程的采集箱通过网络相连。主界面左侧中间部分的树形列表展示的是传感器信息，即现场安装的传感器信息都会在这里显示，显示内容主要是传感器类型、测点编号等信息。主界面左下角是采集数据的一些操作按钮，包括自动采集和手动采集。
在进行数据采集之前要先设置现场监测点的信息，这些信息主要包括与传感器相连的采集设备信息、通道信息以及传感器的一些基本信息。其中传感器的信息设置包括传感器类型、单位、测点编号、传感器系数以及初始频率等信息。这些信息都是需要提前设置的，以便在采集数据的时候根据这些设置把采集到的数据转换为易于读懂的压力值、位移值等数据。
系统采集到数据后将自动保存到数据库中。对于已保存的数据，软件系统可以进行基本的数据查询以及图表查询。软件系统的图表查询功能能够让用户更直观的查看监测数据的变化情况，并且软件也提供了折线图和柱状图两种方式供现场监测人员详细了解监测数据的变化趋势。软件系统的图表可以直观的观察监测点的变化情况并发现异常点，同时可以通过变化曲线查看监测值变化较大的时间点，以便现场人员及时合理的调整施工方案。
3 应用实例
3.1 工程概况
沈阳市地下综合管廊（南运河段）工程起点位于南运河文体西路北侧绿化带内，终点位于和睦公园南侧。全长约12.8公里，共29个节点井及盾构井，其中J01、J06、J11、J17、J21、J25、J29为盾构井。
本文以J11号节点井（D3盾构井）为工程依托，对开挖过程中的钢支撑轴力进行实时监测。J11节点井大里程端临近沿南运河，本盾构井总长为51.6m。结构形式采用三层双跨和三层三跨的箱形框架结构，采用明挖顺做法施工。本基坑采用直径800mm间距1200mm钻孔灌注桩加坑内钢支撑的支护形式，标准段宽度19m，深约18.75m，盾构井段宽度22.6m，深约20.76m。
根据施工图纸的设计要求，在每层钢支撑上布设七个轴力测点，整个基坑共计28个轴力监测点，测点布置位置如图2所示。
图2 自动化监测布点图
实际监测实施过程中，监测数据以每小时一次的频率进行传输，数据信号稳定准确，对于超越预警值的测点能够及时进行报警。所测数据能够准确基坑开挖过程中钢支撑轴力的变化规律，为施工设计优化提供数据基础。图3为云端监测数据表。
4 结语
岩土云监测物联网系统具有功能完善、操作简单、维护方便、自动化程度高的特点。将自动化系统应用于沈阳管廊深基坑钢支撑轴力监测中，完成了监测信息的动态管理，监测数据的自动发布及监测图形的实时动态显示，充分体现了自动化监测的时效性特点。通过自动化监测系统获得了基坑开挖过程中的钢支撑轴力的变化规律，监测频率的增大以及监测数据的稳定准确传输有效保证了管廊基坑工程的安全进行。
参考文献
[1]吕超,彭建,彭芳乐.滨江超大超深基坑施工风险分析与控制[J].地下空间与工程学报,2014,10(6),1440-1448.
[2]谢雄耀,李军,王强.盾构施工地表沉降自动化监测及数据移动发布系统[J].岩土力学,2016,10(37),788-794.
论文作者:王有福,吴宪财
论文发表刊物:《防护工程》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/29
标签：基坑论文; 数据论文; 传感器论文; 盾构论文; 信息论文; 工程论文; 现场论文; 《防护工程》2017年第27期论文;