摘要：深基坑工程具有规模大以及建设难度大的特点，因此要想顺利完工就必须重视这面的工作。本文结合工程实例介绍了深基坑工程中自动化监测技术相关特点，并且介绍了深基坑工程中自动化监测技术的应用。
关键词：深基坑；自动化监测；技术应用
引言
近 20 年来，随着我国经济建设的高速发展，各地尤其是沿海经济较发达城市兴建了大量建筑。大规模的高层建筑地下室、地下商场的建设和大规模的市政工程如地下停车场、大型地铁车站、地下变电站、大型排水及污水处理系统等的施工都涉及深基坑工程。由于功能要求日益复杂、支护体系种类繁多、各种施工工艺的联合使用，其复杂程度对深基坑工程的理论研究、设计与施工均提出了诸多挑战性问题。我国基坑工程领域的工程技术人员面临这些挑战，开展了基坑工程相关的理论、设计、施工装备和施工技术研究，发展出了一系列支护技术为各类基坑工程的支护提供了有效的技术手段。
1.工程概况
某地排水系统改造工程泵站基坑开挖面积约 1 336 m 2，周长约 160 m，开挖深度 14.45 m，局部 15.70 m，基坑安全等级一级，环境保护等级二级。泵站基坑工程主要采用钻孔灌注桩 + 四道水平支撑的支护体系：（1）围护体系：围护桩主要采用钻孔灌注桩基坑大面积采用 1000@1200 钻孔灌注桩，桩长 26～33 m。（2）支撑体系水平支撑：采用一道混凝土水平支撑 + 三道钢支撑。（3）止水体系采用 800@500 高压旋喷桩桩形成的止水帷幕，桩长 38.0 m，水泥掺量 28%。
2.自动化监测目的
（1）替代传统的人工监测模式，系统性地全天候 24 h 不间断监测；（2）对于某些重要的监测指标，加大监测频率，及时、准确的提供实时监测数据，满足信息化施工的要求；（3）实时对比，超报警值时第一时间发出报警，有效保证基坑施工的安全性；（4）监测高效、数据准确，避免了人工采集的误差。
3.自动化监测实施
3.1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）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。（3）根据《排水系统改造工程基坑围护施工蓝图》确定监测报警值，见表3。
3.2基准点、监测点及仪器布设
3.2.1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。
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3.2.2 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 75 mm，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 24 h 不间断观测，每个测点纵向每 2.375 m布设固定式测斜仪，总测深为 28.125 m，监测频率为 40 min。
（2）支撑轴力围护墙外侧的侧向土压力由围护墙及支撑体系所承担，当实际支撑轴力与支撑在平衡状态下应能承担的轴力（设计值）不一致时，将可能引起支撑体系失稳。为了监控基坑施工期间支撑的内力状态，需设置支撑轴力监测点。轴力监测点布设方法：a.混凝土支撑轴力监测点安装在混凝土支撑中，采用钢筋应力计进行混凝土支撑轴力测量。将钢筋应力计安装在钢筋构架的上、下、左、右四个角点的主筋上，每组安装 4 只钢筋应力计，与支撑方向平行。可采用焊接方式安装，焊接长度大于 10 倍的钢筋直径（200 mm）。焊接平整、充实。焊接时要用湿麻布片或湿毛巾等包裹钢筋应力计并随时浇以冷水降低温度，以保护传感器不受损坏。b.钢管支撑轴力监测点安装在钢支撑中，采用表面应变计进行钢支撑的轴力测量。将表面应变计分别焊接在钢支撑截面的两侧，与支撑方向平行，焊接时平整、充实，固定应变计时与结构无扭动间隙，本次轴力监测第一层混凝土支撑采用钢筋计，其余三层钢支撑采用表面应变计，对支撑轴力进行全天 24 h 不间断观测，每一层支撑的监测点为 4 点，监测频率为 35 min。（3）地表与周边建（构）筑物三维位移监测。首先在地面开 Φ120 mm 的孔，打入 Φ22 mm螺纹钢筋（如果是混凝土路面，钢筋底部至少应进入到路面下的路床上 10 cm，并与路面分离），然后在标志钢筋周围填入细砂夯实，为了防止由于路面沉降带到测点沉降影响监测成果数据；在打入的钢筋上嵌套微型棱镜，微型棱镜中心应高于地面 5 mm 正对监测仪器方向并用保护罩加以保护，以防止路过车辆或行人碰撞或破坏；在其基坑周围布设地表竖向位移监测点，每个监测点从基坑围护外侧起算约 1~3 m。b.周边建（构）筑物监测点的布设。建筑物监测点设在建筑物的角点、中点、大转角处且与仪器方向通视良好，沿周边布置间距 6～20 m；高低层建筑物、新旧建筑物等交接处的两侧；圆形、多边形的建（构）筑物宜沿纵横轴线对称布置。本次监测采用带伺服马达的全站仪进行 24 h不间断观测，共布设地表监测点 10 点，周边建（构）筑物监测点 8 点，监测频率为 13 min。
3.2.3 仪器的布设
a.全站仪的布设。浇筑全站仪基础应先制作带螺杆的钢筋笼，螺杆共 8 根，裸露长度约 100 mm，分布间隔 200 mm，浇筑长度大于 400 mm，应与钢筋笼焊接为一体；立杆底部法兰盘与基础结构连接；全站仪架设于立杆顶部，在室外架设保护箱进行仪器的防尘防水保护。b.自动化测斜的布设利用杆件将测斜仪相连或利用机械手段驱动测斜仪，将测斜仪下入测斜孔中；设备箱放置在对应测斜孔旁。
4.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、24 h 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]刘国彬，王卫东． 基坑工程手册［M］． 2 版． 北京：中国建筑工业出版社，2009．
[2]王允恭，王卫东，应惠清． 逆作法设计施工与实例［M］． 北京：中国建筑工业出版社，2011．
论文作者:宋汉斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/1
标签：基坑论文; 基准点论文; 钢筋论文; 工程论文; 位移论文; 深基坑论文; 水平论文; 《基层建设》2018年第27期论文;