江苏南京地质工程勘察院 江苏南京 210041
摘要：由于在施工过程中难免会对地质、水文、施工及外界等各种因素的影响所遇到，而目前使用的计算理论还无法全面准确的反映出工程存在的各种变化，只能在施工过程中采取综合系统性的监测，才能够进一步的了解支护结构和周围的土体。本文通过研究深基坑工程的监测和监控技术，确保深基坑工程能够安全顺利的进行，尽可能的避免事故的发生。
关键词：工程；深基坑；自动化监测；变形控制
引文：目前基坑监测停留在人工监测，尚不能做到实时监测，信息化施工受到限制。自动化监测以自动型徕卡TCA系列全站仪为传感器，利用其自带的马达和通讯接口，配合自动监测软件，在计算机的控制下实施全自动的工作，实时的采集数据、分析数据和预测趋势，从而使监测工作的效率得到进一步的提高，真正实现信息化施工。基坑的自动化监测现在处在起步阶段，主要应用在地铁等重要基坑的施工监测中，随着自动化监测技术的发展和完善，必将得到更加广泛运用。
1现场监测发展现状
大量高层建筑兴建带来大规模基坑工程，也使基坑工程事故不断，其中东南沿海开放城市占事故总数三分之一。主要表现为支护结构大位移与破坏，基坑塌方及大面积滑坡，基坑周围道路开裂与塌陷，相邻地下设施变位与破坏，临近建筑物开裂与倒塌，使国民经济与人民生命财产造成重大损失。对全国37个大中城市166起重大基坑事故调查与统计分析发现，任何一起基坑事故都与监测不力或险情预报不准直接有关。
与其它工程结构不同的是，基坑支护结构除需满足自身的强度要求和变形要求外，还必须满足受基坑工程影响的周围环境的变形要求．在软土地区后者的重要性往往不亚于前者。不少工程在支护结构尚未有破坏迹象的情况下，由于周围地层变形而损坏相邻建筑物或地下管线的现象时有发生，甚至引起严重后果。因而，从基坑支护结构及环境安全的整体考虑，工程中应根据理论计算，确定一系列变形和内力的预警指标以进行控制。预警指标包括静态指标和动态指标。
若要及时、准确地掌握基坑开挖中支护结构及环境的安全状态，还必须依靠现场监测，将施工中实测的各项变形与内力的数据随时与预警指标相对照．一旦发现异常情况，就能及时采取措施对事态加以控制，防患于未然。相反，一些投资者出于经济或其它原因，忽略了基坑工程中的现场监测，从而导致工程事故的发生，这方面的教训也是惨痛的。所以为达到安全预警的目的．现场监测是非常必要的。
为达到以上目的必须在施工过程中跟踪施工活动，对基坑本身以及周围环境的变形和受力进行量测，将所取得的数据与预测值或者计算值进行对比，就可以比较可靠的反应工程施工造成的影响，并且可以比较准确的以量的形式反应这种影响的程度。在地下工程中由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外在其他因素的复杂影响，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题，而且理论预测值不能全面而准确的反映工程的各种变化。所以在理论分析指导下有计划的进行现场监测是十分必要的，对于实践较多的一般工程可以借助以往的工程经验，根据工程地质勘查资料和室内土工试验参数进行设计和施工；而对于复杂的大中型工程或者环境要求严格的项目，就必须在施工组织设计中制定详细的现场监测计划。基坑工程的现场监测，既是及时指导正确施工、避免发生事故的必要措施，又是检验设计正确性和发展岩土工程理论的重要手段。
2自动化监测系统
2.1系统构成和功能
深基坑自动化监测系统是利用传感器技术、信号传输技术，以及网络技术和软件技术，从宏观、微观相结合的全方位角度，来监测影响基坑及围护结构安全的各种关键技术指标。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过数据采集、查询分析、预报预警功能，使监测管理人员随时掌握基坑开挖过程岩土及围护结构变位表现，进行分析判断基坑的安全状态，有效防范和遏制重特大事故发生。该系统还可以依托智能的软件系统，建立分析预警模型，实现与短信平台结合，当发生异常时自动向监测管理人员发布即时消息，便于尽快启动相应的预案。深基坑自动化监测系统由基坑区传感器、数据采集装置、基坑区信号发射接收及处理装置、监测单位机房及计算机管理系统、数据库在线系统、APP在线、监测预报预警系统组成。
2.2监测元件安装
根据地质条件和周边环境分析，参照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012规定，本基坑支护结构的安全等级为一级。监测项目有基坑围护桩的沉降、水平位移、围护桩倾斜、钢支撑轴力、地下水位变化等。围护桩倾斜：围护桩浇筑时预埋测斜管，基坑开挖前将固定式测斜仪装入相应测斜管内。支撑轴力监测：根据设计要求，在相应钢支撑上安装轴力计。水位监测：在设计的静态水位孔内埋入自动化水位计。沉降位移监测：根据设计的监测断面在桩顶设置沉降位移监测桩。
2.3应用效果实例
为保证基坑开挖安全，防止基坑发生透水事故，灵山卫站在基坑开挖过程中进行了基坑四周地表注浆处理。注浆过程中，由于注浆压力过大、注浆速度过快，桩体倾斜及支撑轴力数据出现异常变化，由于自动化监测系统具有实时采集、传输数据的特性，监控中心很快发现问题并预警，经过对数据进行对比分析，快速找到问题原因并进行整改，注浆停止后，桩体倾斜及支撑轴力数据出现正常回弹。此次问题从自动化监测系统预警到处理问题仅用了15分钟时间，可见自动化监测系统具有实时、高效的特点。灵山卫底层围岩等级较高，岩层坚硬，开挖时采用爆破施工。爆破过程中，支撑轴力出现异常变化，自动化监测系统快速发现轴力异常并通知管理人员进行轴力调整，排除了潜在的安全隐患。由以上两例可以看出，自动化监测系统具有实时、高效、快速的特点，同时，自动化监测技术与传统监测相比，节省了人工、成本，为施工单位带来了一定效益。
3深基坑的变形控制措施
（1）开挖深基坑，第一层宜采用混凝土支撑进行支护，以防因深基坑施工造成坑顶变形过大；（2）把握好深基坑开挖后的无支撑状态时间，注意位移的时间效应，尽量做到“即挖即撑，随挖随撑”，避免由于施工不当或工期、工序安排不合理造成深基坑变形过大；（3）可在基坑内适当位置设置锁脚梁，达到基坑支护效果；（4）在深基坑进行开挖前，对预测可能变形较大的基坑内区域进行土体加固，能够在一定程度上限制坑底隆起、周围地表沉降和结构的侧移。综上所述，深基坑自动化监控系统元件具有安装简单、体积小、重复使用率高、操作简单易懂的优点，属于智能傻瓜型的监测模块，便于监测人员随时掌握监测信息，运用到地铁深基坑施工中，能够保证地铁深基坑工程的安全施工。
4结论
作为信息化施工的主要实施手段，基坑监测是通过对深基坑在施工过程中受力及变形等的发展变化了解，及时判定其稳定性、安全性的重要措施。传统的基坑监测进行数据的采集、录入及分析实施主要依靠人工，耗时费力且人工采集数据时还存在安全隐患，数据也不可避免存在滞后，不能做到实时监控。应用自动化监测系统可以使上述问题避免，监测结果的真实性得到极大的提高。
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论文作者:张继业
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/13
标签：基坑论文; 工程论文; 深基坑论文; 结构论文; 数据论文; 监测系统论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2018年第12期论文;