刘春林
重庆市勘测院 401121
摘要：随着我国经济发展和城市建设现代化水平的不断提高，城市深基坑项目越来越多，开挖深度及开挖面积越来越大，且往往位于人口密集、交通拥挤、地下管网密布的区域，周围常常有永久性建筑物，环境极其复杂。一旦发生工程事故，就会给国家和人民的生命、财产安全造成损害。基坑工程可以通过监测和预警，及时发现安全隐患，保护基坑及周边建筑物的安全。
关键词：深基坑工程；自动化；监测技术；应用
1自动化监测系统组成
自动化监测系统主要包括数据采集系统、数据分析系统、成果发布系统。数据采集系统由全站仪自动采集系统和数控自动采集系统组成。全站仪自动采集系统基于测量机器人实现了坡顶水平位移及竖向位移观测数据的自动采集。根据现场情况建立自动变形监测系统的永久观测房，并在观测房内放置TrimbleS8全站仪和控制电脑。系统应用全站仪配套的Trimble4D软件控制测量，功能模块包括测站设立、监测点初次测量、定期复测三部分。数控采集箱自动采集系统利用BGKLoggerV4软件来控制锚索内力、深层水平位移及地下水位数据的采集，将采集数据实时传输到数据库，实现同步监测。数据分析系统将自动化采集数据予以分类、处理、计算。Trimble4D软件可以将采集的所有数据进行分类，用自带的软件分析系统进行粗差的剔除、基准点的稳定性分析和测量数据的平差计算，结果存贮到对应的SQLServer数据库。
成果发布系统包括数据查询、统计分析、视频管理及预警预报等模块。数据查询模块可对数据库内相应的数据进行调用，实现了监测数据的实时查询，统计分析，并且在数据变化量超过报警值时，预警预报模块向电脑网页及手机APP发布报警信息。视频管理模块作为监测系统的辅助，系统管理现场安置的所有摄像头，实时监控现场的施工情况，出现预警时能及时发现现场施工问题。
2自动化监测实施
2.1监测内容、频率及报警值
（1）根据基坑的安全等级及环境等级设置以下自动化监测内容：
a.土体深层水平位移（土体测斜）；
b.支撑轴力；
c.周边地表水平、垂直位移；
d.周边建（构）筑物水平、垂直位移。
2.2监测频率的确定以准确连续反应基坑开挖期间周边环境与基坑自身的动态变化为前提，本次监测频率按表 2进行安排。
2.3根据《杨浦区松潘排水系统改造工程基坑围护施工蓝图》确定监测报警值。
2.4基准点、监测点及仪器布设
2.4.1基准点布设
在基坑周围布设全站仪后视基准点，后视基准点数量理论情况下不少于2个。本次监测设置后视基准点分别为：东侧项目部墙体与西侧建筑物钢立柱上。工作后视基准点应布设在变形影响范围以外的稳定区域，并且需选择视野开阔、通视条件较好的地点，基点牢固可靠。基准点之间每月定期联测一次，以检查基准点的稳定性。
2.4.2监测点布设
（1）土体深层水平位移（土体测斜）土体深层水平位移监测是对基坑开挖阶段围护体系纵深方向的土体位移进行监控，及时掌握土体的变化方向与基坑变形的动态信息。测斜孔的布设方法：在土体内部钻孔打入高强PVC测斜管，管长应大于测斜深度。测斜管外径为75mm，管内十字滑槽（用于下放测斜仪探头滑轮）必须与基坑边线垂直。上、下端管口用专用盖子封好，接头部位用胶带密封。测斜管打入土体之后，立即加入黄沙并夯实，并做好测点保护工作。
本次监测共设4个测点，采用固定式测斜仪进行全天24h不间断观测，每个测点纵向每2.375m布设固定式测斜仪，总测深为28.125m，监测频率为40min。
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3深基坑监测技术的主要手段和内容
3.1深基坑监测技术的主要手段
深基坑监测技术的具体实施主要依靠各种专业设备来进行，监测设备必须满足观测精度和量程要求，具有良好的稳定性和可靠性。这项工作可以采用：拓普康MS05型全站仪（水平位移监测）、电子水准仪（竖向位移监测）、滑动型测斜仪（支护结构及土体深层水平位移）、SJ-92型钢尺水位计（水位监测）、VW-1型振弦读数仪（支撑轴力监测）等多种监测仪器和监测技术，通过专业监测软件将监测数据迅速提取、统计、分析，可以充分发挥现代化监测手段的优势作用。
3.2深基坑监测技术的主要内容
3.2.1水平位移监测
通过视准线法、小角度法、投点法等方法可以对特定方向上的水平位移进行测定；通过前方交会法、自由设站法、极坐标法等方法可以对任意方向的监测点的水平位移进行测定；当基准点距离基坑较远时，可以采用GPS测量法或三角、三边、边角测量与基准线相结合的综合测量方法。水平位移监测基准点应埋设在基坑开挖深度3倍范围以外且不受施工影响的稳定性较强的区域，也可以利用已有的比较稳定的控制点进行监测，避免将基准点埋设在低洼积水、湿陷、冻胀、胀缩等地域的影响范围之内。为了提高监测精度，应当适当增加测回数。在测角操作时仪器要减少对中照准误差和调焦误差的影响，气泡要严格居中，并选择在良好的观测条件下进行。
3.2.2竖向位移监测
竖向位移监测可以采用几何水准或液体静力水准等方法。对于坑底回弹区域宜采用设置回弹监测标，同时利用几何水准并配合传递高程的辅助设备进行监测。用于传递高程的金属杆或钢尺等工具应该进行温度、尺长和拉力等项修正。在进行竖向位移监测过程中，应该特别注意测量精度，以确保监测结果的真实性和可靠性。
3.2.3深层水平位移监测
用于围护的墙体或者基坑周围土体的深层水平位移的监测工作应该采取在墙体或土体中预埋测斜管的方式，来监测各深度处的水平位移情况。通过这一方法可以快速监测出深层水平位移的情况，从而为深层施工提供具体的土体情况。在进行土体预埋测斜管时，应该对其预埋位置进行慎重选择，避免将测斜管预埋在有较大影响力和干扰源附近，以免影响监测结果。
3.2.4倾斜监测
倾斜监测是为了测定建筑物顶部相对于底部的水平位移与高差，通过分别记录和计算监测对象的倾斜程度、方向和速率，根据不同的现场观测条件和要求，来评价建筑物倾斜水平。方法主要有投点法、水平角法、前方交会法、正垂线法、差异沉降法等等。在进行倾斜程度监测时，要严格根据各种方法的使用要求进行相关操作，特别注意对被监测对象倾斜程度的把握，由于倾斜监测对于建筑具有较大影响，所以这一监测工作应该严格按照要求执行。
3.2.5裂缝监测
裂缝监测的主要内容包括裂缝数量、位置、走向、长度、宽度、深度，及可能发生的变化情况，对于一些处在主要施工位置和重要施工位置的裂缝应该进行全面监测，具体的监测行为根据施工的具体情况而定。裂缝监测根据不同的数据要求可以采用不同的测定方法。对于裂缝宽度的监测，可采用在裂缝两侧贴石膏饼、划平行线等方式，使用千分尺或游标卡尺等直接量测的方法；裂缝深度的监测，对于深度较小的，宜采用凿出法和单面接触超声波法，较深的裂缝宜采用超声波法监测。
结束语
在深基坑施工过程中运用自动化监测技术，尤其是安全等级高、环境等级高的深基坑工程，全面监控施工过程中基坑、周边建（构）筑物及周边环境的变化情况，实现实时监测、24h不间断采集、自动对比预警，使施工现场能随时了解变形情况，以便及时采取有关措施，调控施工步序与节奏，做到信息化施工，确保基坑施工顺利进行。
参考文献：
［1］黄志伟，王克荣，田金鑫等．深基坑水平位移监测的自动测量及数据处理方法研究［J］．工程勘察，2013(7):79～82．
［2］丁智，王达，虞兴福等．杭州地铁新塘路、景芳路交叉口工程深基坑监测分析［J］．岩土工程学报，2013(S2):445～451．
论文作者:刘春林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/19
标签：位移论文; 基坑论文; 基准点论文; 水平论文; 数据论文; 裂缝论文; 深基坑论文; 《防护工程》2018年第14期论文;