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摘要:当前对于工程监测项目，人工采集数据的传统方法被普遍运用，但是其不仅监测范围小、工作量大、效率低，而且无法实现实时、在线监测，因此不能及时发现问题、消除隐患。静力水准自动化监测系统作为一种精密的水准测量方法，具有精度高、自动化性能好等特点，完全可以弥补传统方法的漏洞，同时可以更好地运用于人工无法长时间作业的某些特殊环境，可以实现实时、在线监测，使得在工程进展过程中能够及时发现问题，消除隐患。
关键词：静力水准; 自动化监测; 实时性系统
1 静力水准自动化监测系统测量原理
静力水准系统在使用过程中，一系列的传感器容器使用通液管连接，其中注入一定量的液体，保证所有容器中的液体可以自由流动，利用连通液的原理，多支通过连通管连接在一起的储液罐的液面总是在同一水平面，即保持相同的高度，但是各个容器中的液体深度并不相同，这也就反映了各个容器所在的各个参考点的高度的不同。当容器液位发生变化时即被传感器感应，通过测量不通储液罐的液面高度，经过计算可以得出各个静力水准仪的相对差异沉降。
在多点系统中，所有传感器的垂直位移均是相对于其中任意一点（基准点或参照点）的变化，该点的垂直位移应是相对稳定的或者是可用其它人工观测手段来确定，并在整个观测过程中对基准点高程进行修正，以便能精确计算静力水准系统各测点的沉降变化。
2. 静力水准自动化监测系统测量的优缺点
（1）静力水准自动化监测系统可以有效避免传统人工光学水准观测的漏检的情况的发生。
（2）静力水准自动化监测系统的精度高、自动化性能好、实时测量功能的特点能够很好地运用在工程中，准确而及时地反应建筑物的变形情况。
（3）静力水准自动化监测系统在安装过程中，接受系统的线路安排有一定的局限性，同时对于其数据传输信号会受到天气以及距离的多种因素影响，需要在设计中综合考虑，提高静力水准系统使用效率。
（4）静力水准自动化监测系统基准点的修正需靠人工作业来完成，制约了静力水准系统的直接测试，实时成果有一定的制约。但是能够直接并及时地对于差异沉降进行测试。
3.工程案例
在建长沙地铁5号线有15个车站和15个区间紧邻万家丽高架，其中朝阳站离桥墩最近仅约1.2米（PM110处），且该站的桥墩沉降变形受基坑施工影响较大（13个桥墩沉降变形超3mm），低净空段在围护结构施工期间沉降已较大（沉降最大为PM113达-5.80mm，预警值为7mm），安全风险较高，为了能够实时反映高架桥的安全状态，提高监测精度，在采用传统的监测方法的同时，还采用了高精度的静力水准自动化监测，确保了地铁5号线朝阳站施工过程的万家丽高架桥的安全可控。
朝阳站根据现场施工情况，对临近的万家丽高架桥PM103~PM115（PM110布设2处）共计14个桥墩布设静力水准仪,基准点设在影响范围外的PM102和PM117处，并定期进行人工复核检查基准点的稳定性。
静力水准自动化监测系统由静力水准仪（JMDL-6205AD，灵敏度为0.01mm，精度达0.5% F.S）、数据采集装置、无线信号传输装置、中心信号接收和处理装置、
以及计算机软件系统组成，采用总线式采集方式，无线模块进行传输。
通过连通水管和电缆线路的开槽敷设、保护，静力水准仪的安装，采集模块的安装等，该静力水准自动化监测系统已安装和调试完成，并做好了保护的措施和清晰的标识。
静力水准（即连通液位计）方式测试沉降的基本原理，就是利用液体在连通的管道中，会由于重力的作用下，在不同的位置的液面高度会相同。当待测点发生垂直向位移时，静力水准的液面相对于其筒体的位置就会变化，测试这种变化就可计算出待测点相对于参考点的位移，从而达到测试沉降的目的。
静力水准自动化监测系统的静力水准仪通过有线（RS485）与数据采集仪之间进行数据传输，数据采集仪采用4G通信以无线方式接入Internet网，系统服务器设置固定IP和固定端口，通过Internet网与数据采集仪之间进行数据传输。静力水准自动化监测系统不受天气影响，能全天候 24 小时不间断运行，现场无人值守，只需运行软件，即可实现万家丽高架桥的桥墩沉降自动化监测，监测数据自动存入数据库，便于数据分析和数据查询。
施工、监理、业主及设计等各参建单位通过自动化监测系统的软件登录，实时查询桥墩沉降监测变形成果及变形曲线，为围护结构施工和开挖施工的过程控制与施工参数的调整提供了非常有力的数据支撑。
4.结语
总之,静力水准自动化监测系统采用远程测控，可全天候、不间断的高精度测量，实现了自动化、实时化，为施工、监理、业主、设计等实时提供可靠的监测成果及变形曲线等信息，并对可能发生的危及环境安全的隐患或事故及时、准确的预报，成为了施工的眼睛，达到了信息化施工的目的，为长沙地铁5号线朝阳站的土建施工保驾护航。
论文作者:首正勇
论文发表刊物:《防护工程》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/31
标签：静力论文; 水准论文; 监测系统论文; 桥墩论文; 基准点论文; 水准仪论文; 实时论文; 《防护工程》2017年第9期论文;