摘要：在施工过程中，由于水文地质条件、现场施工及外界等各种因素的影响，而计算理论尚且无法全面准确地将实际工程中各种变化反映出来，需在施工过程中进行监测工作，才能够保证对施工影响区域的了解，确保基坑工程的顺利进行。本文主要介绍自动化监测技术在基坑工程中的应用。
关键词：深基坑；自动化监测；技术
前言：在实际工程应用中，由于周边环境的复杂性和地质情况不完全明确性导致理论和技术在实际应用中存在许多不便和问题。理论计算均是建立在一定的假设前提下的，而通过大量基坑工程实例表明：理论分析和经验估计得到的结果往往与实际监测结果存在一定的差异。因此，在理论分析指导下同时进行现场的监测工作就显得十分必要。为了保证基坑安全进行，目前我国深基坑工程都加入了第三方监测，部分已采取自动化监测，通过监测来了解基坑的安全状况，从而确保基坑施工安全进行和周边环境安全。
1深基坑概述及目前基坑监测现状
基坑是指工程施工过程中，按照勘察设计图纸在基础设计位置向下开挖形成的地面以下空间。深基坑监测工程是指开挖深度超过5m，或深度虽未超过5m，但基坑周边地质水文复杂的工程。基坑工程具有环境效应，在深基坑开挖过程中必然对周围建筑物、地下水位和土体等产生影响，因此需进行基坑监测。
目前基坑监测技术现状：1、监测技术与理论不断创新与发展，取得大量监测技术成果，我国也颁布一些国家规范及地方性规范，为基坑监测提供指导。2、监测项目多样性以及监测设备智能性。随着监测技术发展，科技的进步，监测设备不断的创新发展，更精密智能更自动性。3、自动化监测技术不断发展。在人工难以施测或基坑及环境风险大的情况下，采取自动化监测技术，取代传统人工监测。
2自动化监测概述
2.1基坑监测依据
基坑监测实施的主要依据有：《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497、《建筑变形测量规范》（JGJ 8）、《工程测量规范》（GB 50026）、《国家一二等水准测量》（GB 12897）、《建筑地基基础设计规范》（GB 50007）等。
2.2自动化监测原理
（1）数据采集系统收集来自传感器系统中各种传感器的信号。
（2）数据处理与控制系统对传感器系统和数据采集系统的运行进行控制、管理；并对所有收集到的数据进行处理、分析。
（3）监测系统状态及报警判断。对监测数据分析得出的结果进行判断，是否超过预报警值；显示、整理以及存储所有分析结果和生成监测报告。
2.3自动化监测优势
（1）高效准确，能实现24小时不间断监测，避免传统人工采集的误差。
（2）能实现各监测项目的高频率监测。
（3）实时监测及对比，能第一时间发出预报警，有效保证施工安全进行。
3自动化监测技术实施
3.1基准点布设
在基坑开挖深度3倍范围以外不受施工环境等因素影响的稳定区域布设不少于3个基准点，以免受到基坑支护位移和护坡变形的影响。基准点应定期复核其位置与稳定性，保证采集数据的准确性和分析结果的合理性。
3.2监测点布设及监测
传感器的埋设安装应考虑施工现场的状况，确保不易被破坏，便于安装维护以及数据采集。
（1）水平位移及竖向位移
采用智能化全站仪进行监测，应设置监测墩或者监测房，并有保护装置，以防外界不利因素对全站仪产生影响。工作基点设置应考虑施工环境的视线影响。在监测点位置处安装微型棱镜，为便于全站仪观测，棱镜至少高于地面5mm，并正对监测仪器，采取一定的保护措施，防止被破坏。
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竖向位移监测与水平位移同步，采用全站仪三角高程测量等方法。全站仪监测时，测量方法等应满足相关规范要求。
（2）深层水平位移（测斜）
采用固定式测斜仪等设备进行监测。支护结构墙（桩）预埋好测斜管，土体测斜管需用钻机打孔埋设。在测斜管中，放入设备探头，连接好设备，测斜管的上下端需要利用盖子密封完全，以防止管中有水等杂质进入，完成测斜管埋设工作后，应用黄沙填实，确保监测点的安全性。固定测斜系统是由多个测斜探头，传输设备，数据处理系统共同构成的，在测斜管中安装测斜探头能够测量测斜管垂直方向对重力轴线得的倾角，当测斜管发生变形时探头可以利用加速度计量倾斜角度加速度，倾斜角度由数据采集模块进行数据的处理分析，将数据传输到数据系统中，通过比较测量前后的变化并可元求出测斜管的水平变形程度，进一步达到测量结构体水平位移。
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（3）支护结构内力
支护结构内力监测可使用钢筋计、混凝土应变计、表面应变计等设备进行监测。监测断面选定在支撑三分之一处；监测断面选定后，在四边或者四个角上，分别埋设传感器；在监测点位置埋设好传感器，用电缆线接入数据采集设备，反复调试并使数据能传送至监测系统。
（4）锚索（杆）应力
锚索（杆）应力使用锚索测力计进行测量。将测力计套在锚索（杆）外，放在钢垫板和工程锚具之间，将读数电缆接到观测站，接入数据采集设备，反复调试并使数据能传送至监测系统。安装过程中，随时进行测力计监测，观测是否有异常情况出现，如有应立即采取措施处理。锚索安装时必须从中间开始向周围锚索（杆）逐步对称加载，以免锚索（杆）测力计偏心受力；
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（5）地下水位
按监测平面布置图，在监测位置预埋好专用水位管，钻机成孔，为防止钻孔沉渣，孔深应达到强风化层或钻至基坑底。具体施工流程如下：确定孔位、钻孔、放滤管、灌细骨料、孔口平整、埋设渗压计并做好保护措施。在管中埋设的渗压计，接入传感器数据收集系统。
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（6）土压力及孔隙水压力
土压力监测采取土压力计，孔隙水压力监测采用孔隙水压力计。安装好压力计后，接入传感器数据收集系统。
3.3监测系统的建设
监测系统的建设，各项传感器数据收集传送至监测系统，监测系统应具有多功能，操作简便，能够将监测信息、工程管理、施工以及结构评估进行综合分析，进一步为工程提供健康评估管理的有效方法。
4自动化监测技术全面实施的困难性
4.1施工现场的复杂性。
在施工现场施工过程中，施工环境的不确定性，施工机械、人员作业等因素影响，监测点难免会遭到破坏，难以做到持续监测。
4.2实施自动化监测成本太高。
目前基坑自动化监测技术尚未完全成熟，自动化监测系统、传感器等成本太高，导致自动化监测技术推广受到一定阻碍。
5基坑自动化监测技术发展
目前基坑监测过程中，并没有完全实现全自动化监测，在一些项目的监测过程中仍使用传统的监测方法。但随着城市发展及深基坑工程施工难度增加，基坑监测实现自动化已成为一种不可阻挡的趋势。外业作业工作量大、监测精度要求高、减少人工以及物力的消耗、基坑监测的时效性等因素无不推动着自动化监测技术的推广实施，自动化监测技术的发展更容易满足及时反馈与处理的要求，更能保证基坑的安全。
6结语
基坑监测是施工过程中对基坑的稳定性及安全性进行评估的重要措施，能使施工对周边环境及已有建筑物等的影响达到最小化。传统的基坑监测主要依靠人工进行数据采集，录入以及分析，耗费人力物力并有可能出错。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以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、预报警，使施工现场能及时了解基坑变形以及周边环境变化情况，以便及时采取相应措施，调控施工工序与节奏，做到信息化施工，确保基坑施工顺利进行。本文针对基坑监测的自动化技术进行简单的阐述，希望能对工程监测有一定的帮助。
参考文献：
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[2]基于深基坑施工期风险评估的安全指数研究[J].吴楠. 地下空间与工程学报.2011（03）
[3]深基坑工程自动化监测关键技术[J].胡旻. 建材世界.2019（03）
[4]深基坑施工中监测技术研究[J].王永健. 中华民居（下旬刊）.2014（02）
论文作者:黄汉东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
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