摘要：20世纪80年代以来，基坑监测工作按照常规的监测手段，往往出现监测项目控制值的误差，最终导致基坑施工的返修率增多。为了节省大量人力物力，随着技术水平的提升，在基坑监测过程中，充分发挥自动化监测技术，提高监测数据水平，克服周边环境和自然天气的影响，真正实现了自动化监测技术的有效运用，完成全天候自动化监测的任务。
关键词：自动化监测；深基坑监测；技术应用
引言：城市深基坑的变形监测易受到基坑周边高层建筑、道路以及基坑本身开挖的影响，监测难度较大。且基坑变形监测的精度要求高，对监测数据要求精密可靠。手动测量的方法难以应对基坑所处的复杂环境，而且测量时间长、效率低，容易受到人为因素干扰，影响测量结果的可靠性。随着自动化监测系统相关技术的逐渐完善，自动化监测系统在城市深基坑监测项目中得到了越来越多的应用。自动化监测系统能有效地克服基坑监测中各种不利因素，可以高效稳定地进行实时监测，较手动测量具有非常大的优势。然而，目前基坑自动化监测的规范尚不明确，对于城市深基坑监测缺乏相关的指导和执行标准。因此，通过实际应用来论证自动化监测系统在城市深基坑监测中的可靠性具有重要的现实意义。
1.自动化基坑监测概述
首先，自动化机控监测技术，实现了细节化、流程化、自动化的数据监测。在数据采集过程中，为基坑支护稳定判断等提供保障。为了实现监测工作的持续性，当前采用自动化技术，将基坑是否安全和稳定施工作为重点的监测目标，对于工作和数据的采集加以整合，最终实现了基坑施工技术的完全精确反馈。实现监测的自动化和施工的信息化，对于其安全性必须加以准确的判断。例如基坑开挖过程中，如何了解基坑的变形情况，成为当前进行基坑监测工程的主要问题。
监测流程：包括首先进行操作目标对象的监测，运用数值水平位移监测和其他监测的方式完成自动化操作。在内业和外业监测数据采集上，发挥专业的技术软件的作用，运用数据库数据管理的方式，统计自动化成果预测模型，最终使用数据处理方法和成果输出方法。在互联网的监测数据预览分析预测系统过程中进行成果的快报，将配套图件进行发布。静力水准系统在自动化基坑监测技术中是重要的内容。首先安装静力水准仪，使用通液管将贮藏在容器内的液体加以连接，页面应该与大地保持同一水准线，带到页面完全静止后，在两点和多点之间进行高程变化的精密仪器测量，这一过程被称为连通管水准仪的运行过程。每一容器的液位都有传感器进行测试，这一技术运用静力水准系统，初始页面的位置可以通过图形进行显示，当系统内液面达到瓶颈位置后，新的水准面各测点进行连通，容器内会出现新的页位置，发现静力水准仪内的容器内液面发生变化，就可能出现观测点的沉降变化，此时在多点相对沉降的过程中，进行气管互联，采用液体容器，进行高精度液位计的运行。每台仪器都要对液位的变化进行沉降的测试，发现液位计测点可以进行垂直变化的测定。多点沉降系统中所有传感器的垂直位移和水平位移的情况，都要进行仪器的测试情况进行方案的优化，包括沉降监测的起算点的设置等。在较远的区域，例如施工区域影响范围较小的范围内进行一个点的初始状态的测试，测点安装之后，可以在不发生不均匀沉降的情况下，进行各测点的高程测量。
2.工程案例叙述
某地区项目位于繁华地段，车流、人流量较大，各类市政管线密布，周边环境复杂。基坑东西方向长约96.60m，南北方向宽约62.10m，基坑开挖深度约为21.0m，是济南市为数不多的开挖深度突破20m的深基坑。基坑侧壁安全均按一级考虑。基坑支护形式为上部放坡，下部单排桩+预应力锚索支护形式。部分监测点被上部钢结构人行辅道遮挡，无法提供监测作业面，人工监测无法进行。鉴于此，采用自动化监测系统对该项目进行监测。
2.1自动化监测网布设
坡顶水平位移及竖向位移监测共用同一监测点，沿基坑边坡顶部布设，距离基坑开挖上口线约30cm，测点间距约15m，共计20个L型棱镜作为监测点;周边建筑物位移监测点采用植筋的方式在周边建筑物四角及沿建筑物外墙每20m处布设，共计16个监测点;周边道路位移监测采用击入界址钉的方式布设在纬七路和经五路道路两侧，共计6个监测点;深层水平位移监测断面沿基坑四周布设，断面间距约25m，每个监测断面不同深度处设置测斜传感器，共计82个测斜传感器;锚索内力监测断面沿基坑四周布设[1]，断面间距约25m，每个监测断面不同深度处设置锚索传感器，共计46个锚索传感器;地下水位监测点沿基坑四周布设，监测点间距约25m，每个监测点安放渗压计，共计9个监测点。监测点分布图如图1所示。测斜传感器、锚索传感器、渗压计均按照设计要求结合现场实际情况进行埋设，并用数据连接线与数据采集箱进行连接，从而，实现不同位置，不同深度的数据采集。
图1.监测点分布图：
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2.2数据采集与处理
针对本项目布设的自动化监测网络和传感器，利用Trimble4D监测平台和传感器数据采集箱对监测点及传感器数据进行实时采集。全站仪采用天宝专用数据线与电脑连接，同时解决了数据的传输与全站仪供电问题。测站设立采用自由设站的方式，在强制观测墩上固定全站仪，设置假定坐标系。初次测量时，选用人工教学模式，系统自动记录所有后视点、监测点位置，并自动进行多测回测角，精确计算各点初始坐标。通过软件设置定期复测的频率，本项目选定时间间隔为1h，复测时先对控制网进行复测，经计算控制网稳定后对监测点逐一测量，同时系统添加了未发现目标点时再次寻找功能，确保复测监测点时无遗漏。传感器与数控采集箱采用有线连接，将采集的数据通过无线网桥通信技术远程回传到机房数据处理中心。数据处理功能采用Trimble4D软件将采集数据的粗差自动剔除，复测完基准网后进行基准网的稳定性分析，最后将测量数据进行平差处理。基于本项目采用单测站重复观测，在自主研发的基坑在线监测系统中添加了测量数据的差分改正，通过基准点的测量坐标与初始坐标的差值对监测点坐标加以改正，包括距离差分改正、方位角差分改正和球气差改正三个方面[2]。
结论
简而言之，当前使用自动化监测技术，在基坑施工工程中发挥出巨大的作用，实现了无人值守和全天候监测，避免了人工监测中发生的一些问题，为工程安全进行保驾护航，而且采用自动化监测技术，实现了真正的连续不间断监测，为今后进行机控施工提供更加好的技术支持。后期在进行自动化技术基坑施工中，对于自动化监测过程要制定相关的标准，为进一步提升工作水平提供宝贵的经验支持。
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ8－2016建筑变形测量规范[S].北京:中国建筑出版社，2016.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50497－2009建筑基坑工程监测技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2018.
论文作者:刘东洋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/13
标签：基坑论文; 传感器论文; 测量论文; 位移论文; 复测论文; 数据论文; 断面论文; 《基层建设》2019年第29期论文;