摘要：目前自动化监测系统在深大基坑中已有较多应用，且可以通过物联网实现监测数据的自动化采集及传输。而自动化监测系统的核心是对监测数据的分析、处理，其准确性至关重要，因此有必要对其进行研究。
关键词：自动化监测系统；深基坑工程；应用要点
引言
随着我国经济建设的快速发展，城市高层建筑不断出现，深基坑工程也越来越多。深基坑工程一般位于城市交通拥挤、人口密集的区域，周边环境较为复杂，一旦发生坍塌事故，会给国家和人民带来巨大的损失，因此加强深基坑工程的安全监测显得尤为重要。传统的监测方法采用人工现场采集数据，存在效率低下、反馈速度慢、容易受天气条件影响等。自动化监测系统采用固定设站的方式，辅以远程控制系统，全自动采集数据，再利用自带的软件将采集的数据进行集成化处理，可实现深基坑工程的全天候24h动态监测，弥补了传统监测方法的诸多缺陷。
工程概况
某深基坑东西长78．5m，南北宽43．2m，开挖深度达到19．8m，属于典型的深基坑工程。本深基坑支护形式为下部预应力锚索加单排桩，上部为放坡形式支护。考虑到人工监测作业面受限，部分监测点容易被破坏，本次监测采用自动化监测系统进行。
1地铁车站深基坑监测的目的及意义
近些年来，随着工程建设规模的不断扩大，基坑工程事故频频发生，主要表现在支护结构的破坏、基坑塌方、大面积滑坡、基坑周边道路塌陷、临近设施破坏等，这些工程事故造成严重生命财产损失。根据统计数据分析，每一起工程事故都与监测不力有关。只有将现场监测和验证、优化设计结合起来，才能做到信息化安全施工。地铁工程的施工主要以明挖法基坑为主，根据地下工程安全监测的设计原则，进行地铁深基坑监测方案的制定，能够充分了解在地铁施工期间对周边地面建筑、地下管线等的影响程度，在对建筑对象遭破坏界定责任时，能够提供更加科学的报告与数据，更好的达到监测目的监测的数据以及对数据的分析对基坑工程的设计、施工均有非常重要的指导意义，是深基坑空间效应研究的必要手段。
为了保证基坑的顺利开挖，必须组织严密的环境监测做保证，结合现场的监测数据与设计值进行对比，如果超出限值，就要采取相应措施，防止支护结构破坏或周边环境事故的发生。通过监测数据来对现场施工进行指导，使施工组织的设计得到优化。基坑监测为了实施对地铁基坑动态的监测，掌握基坑支护结构、地表建筑动态，及时对变形情况进行反馈，对以后的工程实施做好技术准备。
2自动化监测系统在深基坑工程中的应用要点
2.1工程概况及监测点布设
观测站布设在基坑南侧楼顶处同时架设强制观测墩，采用固定棱镜的方式布设3个基准点。通过在周边建筑物四个角落以及建筑物外墙底部每隔20m处植入钢筋，共计布设16个监测点进行周边建筑位移监测；沿基坑边坡顶部布设坡顶水平位移和竖向位移监测点；沿着基坑四周设置深层水平位移监测断面，在不同深度的断面处一共设置有82个测斜传感器进行深层水平位移监测；沿基坑四周每隔30m布设一个地下水位监测点，同时在每个监测点上安置渗压计。最后利用数据连接线将所有传感器、渗压计和数据采集箱进行连接，为后续数据采集做好准备。
2.2数据采集与处理
本项目利用Trimble4D监测平台，通过传感器采集箱和自动化监测网络实时采集各个监测点的数据。在楼顶强制观测墩上架设好全站仪，并采用自由设站的方式设置好假定坐标系，采用专用数据线将全站仪和电脑相连，通过软件设置自动监测的频率，本项目设置为1h监测一次。第一次监测时，需要复测控制网，复测完后再对基准网进行稳定性分析，本系统能自动进行多测回测角，采用单测站重复观测并自动记录监测的数据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆数控采集箱与传感器采用有线连接的方式，利用无线网桥通信技术将采集的数据远程上传至数据处理中心，并采用Trimble4D数据处理软件自动剔除数据粗差并进行差分改正，包括方位角和距离差分改正、球气差改正，最后再对所有监测的数据进行平差处理。
2.3数据发布与预警
监测数据经传感器采集和系统平台处理完成后，自动存储到系统自带的SQLServer数据库中，再利用SOA架构设计的基坑在线监测系统对监测成果进行发布与预警。基坑在线监测系统集成了数据分析与查询、视频管理以及报警设置等多个模块。鼠标点击实际监测点上的镜头图标，就可以查看该监测点的本次沉降情况以及累计沉降量，并能自动绘出时间序列曲线，将基坑的变形情况动态直观地反映出来。
2.4地面沉降、桩顶沉降监测
沉降监测需要集合被检测对象周边的水准基点来进行监测，如果施工现场附近没有水准基点，则需要根据实际条件来对专用水准基点进行埋设，水准基点不能少于三个，设于工程点的两侧，定期对水准基点进行校核，防止自身发生变化，保证监测结果的准确性。对于桩顶的监测需要运用经纬仪和全站仪，在基坑的拐角处建立观测墩，在基坑边相对稳定处设置监控控制点作为基点，在施工影响外稳定处再设两个基准点，用于检核工作几点的稳定性。在施工期间，每隔两天要进行一次监测。沉降监测会运用高精密电子水准仪，视线长度不可大于50m，测量数据保留至0.1mm。在监测之前要对水准仪进行校验，并且在使用过程中不能随意更换。
2.5深层水平位移监测
在地铁深基坑开挖期间，需要将主体围护结构作为支挡结构，承受所有水土压力以及路面的荷载，一旦主体围护发生变形会直接影响基坑建设状况。深层水平位移的监测大多通过活动式测斜仪进行，它能够深入到基坑围护结构的内部，监测基坑开挖期间围护结构在不同深度处的水平位移。监测原理为：在需要监测的部位埋设测斜管，将测斜仪的导向轮沿测斜管导向滑槽放入孔中，一直滑到孔底，以孔底为基准点，自下向上每间隔1m设一个监测点，当倾斜仪稳定在测斜孔的某个深度位置时，测斜仪会测出与铅垂方向的夹角，通过数学运算测量出偏开的水平位移。对深度标志处的数据进行重复提取，保证测量的精准度。
2.6钢支撑轴力监测
钢支撑轴力需要通过端头轴力计进行测试，在支撑受轴力前进行初始频率的测量，在地铁深基坑开挖前进行三次稳定的测量，取平均值作为计算应力变化的初始值。在测试的过程中一旦发现测定的数值无法读取或不稳定时，需要及时查明原因并采取补救措施，在轴力计钢支撑架埋设之前，需要将轴力计焊接在支撑的非加力端的中心，避免轴力过大造成变形，失去支撑的作用。
结束语
本项目打破常规监测模式，将自动化监测系统引进到深基坑监测中，。通过深基坑监测分析不但可以保证基坑支护和相邻建筑物的安全，而且可以实现地铁深基坑的信息化施工。通过实时监测来掌握基坑在开挖过程中所引起的各种影响的严重程度以及变化规律，根据相关数据来推算发展趋势，为地铁施工提供科学的决策依据，确保基坑的支护结构以及周边环境的安全。再通过网络实时反馈监测数据，对于科学指导施工具有重要的意义。
参考文献：
[1]卫建东．基于测量机器人的自动变形监测系统[J].测绘通报，2006（12）：41－44+72．
[2]刘沛．自动化全站仪在高层建筑基坑变形监测中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010（3）：239－241．
[3]周荣，余群舟，周诚，孙博文，李亚巍.武汉地铁车站深基坑监测项目选择研究[J].工程管理学报，2016-06-30：15：17.
[4]谢鹏.青岛地铁明挖车站深基坑监测分析[J].铁道勘察，2017-04-15.
[5]邱庆翌.地铁车站与高铁站房共建综合站区深基坑监测及分析[J].探矿工程：岩土钻掘工程，2018（06）.
[5]刘沛．自动化全站仪在高层建筑基坑变形监测中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010（3）：239－241．
论文作者:王春虎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：基坑论文; 数据论文; 深基坑论文; 工程论文; 位移论文; 地铁论文; 监测系统论文; 《基层建设》2019年第15期论文;