基坑工程监测相关理论应用与方法综述论文_李成 李国栋 郝伟 程洋洋 王丰

基坑工程监测相关理论应用与方法综述论文_李成 李国栋 郝伟 程洋洋 王丰

摘要:近年来,为提高城市土地空间利用率,高层建筑物基础、轨道交通及其他地下工程不断向更深的土层延伸,基坑工程也朝着更深方向发展。基坑工程监测是基坑施工过程中为保障基坑及其周边环境安全而进行的基础性量测工作,确保监测工作的有效性至关重要,必须重视其质量管理。本文主要阐述深基坑工程监测质量管理要求及内容,分析质量管理重难点,并提出相关技术及管理措施,如先进监测技术应用、落实监测管理制度、加强并拓宽监测数据分析力度与维度等,结合具体工程,说明相关措施的可行性,为工程监测相关技术与管理人员提供参考。

关键词:深基坑;工程监测;质量管理

引言

目前深基坑监测技术的主流还是采用人工监测。但是人工监测技术存在监测周期长、信息反馈速度慢、人力成本高等问题,而且无法连续监测基坑的形变与受力情况,一旦发生受力与变形的突变,则由于难以提前预测,发生事故的概率较高。当前新兴的光纤传感技术具备全天候、自动化等功能,但是由于技术还不够先进,还未能实行全系统监测,也没有形成完整的操作工程与技术标准。

1基坑工程自动监测原理分析

收集数据,在进行数据信息收集过程中需要建立层级,利用数据传感器进行信息收集,通过电信号的方式传至相应的数据收集器中,利用计算机软件技术对所收集信息进行分析。在数据预处理过程中,通常是在数据收集系统中完成数据预处理操作,数据收集系统可将数据传感器所获取的信息通过多种传感器信号,经过信息的预处理使之成为数字模拟信号,再利用传输网络能够将预处理的数据传输到相应的控制和处理系统中,完成下一操作。数据处理收集系统,由于所收集的数据容量较大,在数据处理时需要由数据处理以及控制系统共同构成,数据处理是将所收集信息经过多种传感器对系统运行进行有效控制,根据传感器所收集和反映的数据,针对数据库实现数据的更新。结构安全评定,在整个结构安全评定过程中是由安全系统根据收集系统的结果自动生成的,能够分析监测数据和结构信息,对比过去的监测信息与目前所收集的信息,进一步对建筑结构的安全性进行综合分析,能够生成目前建筑物的安全分析报告。

2光纤技术深基坑监测的优点和意义

(1)针对深基坑支护体系、基坑内外土体的受力情况以及应变等等都可以采用光纤技术进行实时监测。具体监测的内容可以涵盖围护墙体的受力状况、支护的位移、内力、围护桩的升降、受力情况的变化以及基坑底部土体的位移和升降、地下水位的动态变化等,而且可以开展实时监测,对于周边的建筑物、管线等也可以实现自动化监测。(2)采用光纤监测的方法能够确立系统的自动化监测的方法,对于传统的基坑监测技术中无法解决的立柱桩摩擦阻力计算的问题也可以良好解决,并对支护体系的应力、应变进行监测与复核计算。由于光线对于温度有一定的感测功能,所以还可以对地墙接缝的质量缺陷进行监测,及时发现围护桩存在的问题,保证基坑的隔水效果。另外采用光纤还能够设置报警系统,一旦监测的数据超过预警,就能够及时发现并解决。

3工程案例

某工程基坑总长度为500m,开挖深度约为20m左右,根据现场的实际条件,将光纤传感监测技术应用在基坑项目中,进行了墙体倾斜监测与分析以及钢支撑的轴力监测与分析。根据技术方案设计,选择两个监测断面进行监测。从实验断面的混凝土支撑对应的立柱沉降点以及对应的支撑端圈梁沉降点作为常规立柱和圈梁的差异沉降数据,来衡量维护结构的垂直方向稳定性。一般常规的方法是采用精密水准测量队立柱的桩顶和对应圈梁设置沉降点。通过数据比对发现常规方法监测的差异变化为11mm左右,而采用光纤传感技术监测差异变化为10mm左右。钢支撑的轴力采用常规与自动化进行了监测对比,监测受力情况的比较常规方法约为2300kN,而采用自动化采集的数据为2310左右。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对比两种监测方法,需要对比的不仅仅是数据的精确度而且还需要比较人工投入的成本,从结果来看,常规方法与自动化监测方法的相差并不大,精度满足施工监测的要求。但是投入上光纤自动化监测比人工监测投入的成本大约要高30%左右,不过随着光纤材料生产规模的扩张,监测设备的生产成本会有一定的下降,因此尚在可以接受的成本范围内,因此光纤自动化监测技术不仅仅具有一定的实用价值,更具有一定的经济效益。

4基坑工程监测质量管理措施

4.1仪器设备质量管理

仪器设备能否满足现场作业需求、满足规范要求并具有一定的先进性等,很大程度上影响管理工作的效果。如果监测元器件、仪器设备选用不当将直接影响数据准确性,从而影响监测工作的质量及效率,增加质量管理的难度、降低管理的有效性。应在监测项目部设置仪器设备管理台账,设专人管理相关的检定/校准证书、传感器率定表等,严格执行仪器检定制度,避免仪器设备引起的数据粗差。此外,应提高一线人员的元器件安装埋设技术水平,保证测点成活率。选用先进、可靠的传感元件及测试设备可为监测工作提供设备保障基础,从而增强质量管理效果。

4.2监测数据真实性与有效性

“监测是施工的眼睛”,技术人员凭借监测数据、巡视情况并结合施工工况等进行监测数据分析,以此向参建方提供监测建议,指导施工。若监测数据真实性无法保证、监测工作开展不及时、监测频率不能动态调整、监测数据不能充分利用,则监测工作将不能其发挥作用,监测工作就是失效的,实践中最容易忽略的是数据的管理及利用,导致难以实现质量管理的价值。通过构建监测数据管理综合信息化监控平台,借助信息化技术手段帮助提升数据真实性与有效性。平台可对数据源进行严密监控,杜绝伪造篡改数据情况的发生;增加数据采集记录的途径,加强对工程其他信息的收集,便于数据分类与分析、数据的价值提取、并为大数据分析预测积累重要数据源。尤其应注重人才队伍培养,应重视各层次监测人员培养,使其能够在技术及管理能力方面不断跟随行业发展进程。还应同步开展数据分析、质量管理相关内容的培训,有效提升现场应用能力、应急响应能力等,保证质量管理工作能落实到每个成员。

4.3质量管理标准化

监测质量管理需要完善、标准的管理体系支撑,管理体系需要在仪器设备、点位埋设、监测作业、监测成果等各个方面落实标准化工作。因为施工工艺不断发展,监测技术持续更新,可选元器件、设备的类型、功能也愈加丰富,所以管理体系的内容也应与时俱进。标准化管理体系应将人员管理、设备管理、技术管理、数据管理、流程管理、成果管理等有机整合起来,在各个层面上不断优化与落实。如在技术管理中通过开展技术研发,先进技术引进等,完善监测技术体系,为监测人员提供更优的数据分析依据;流程管理中,加强日常监督检查,提高管理工作的全面性,包括但不限于对相关过程文件的分析与审核,对监测措施合理性的审查,对数据生成过程严格把控,实施全过程监督。

结语

总而言之,目前针对深基坑开挖支护可以利用自动化检测技术,对基坑的开挖支护提升具有十分重要的作用,因此有关部门需要高度重视深基坑工程的自动化监测技术发展,作为施工方来说还需要积极引进先进的技术经验,进一步提高施工效率,确保施工质量,能够为企业和社会提供更高的综合效益。

参考文献

[1]许余亮.深基坑工程中自动化监测技术的应用[J].城市道桥与防洪,2018(04).

[2]王剑明.轨道交通地下工程周围建(构)筑物自动化监测技术应用[J].科

技与创新,2019(04).

论文作者:李成 李国栋 郝伟 程洋洋 王丰

论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年5卷12期

论文发表时间:2019/11/18

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