常州康苑岩土工程有限公司
摘要：本文对自动化监测系统的内容进行分类，介绍了自动化监测系统在当今大时代背景下基坑监测环节中的实际应用，并着重对我国某地区的一个工程案例中静力水准自动化监测系统进行了详细的阐述。通过对自动化监测系统特点的探讨和分析，笔者提出了几点行之有效的科学建议，以便为今后类似的基坑监测工程提供有效的理论依据。
关键词：自动化监测；实时性系统；静力水准；科学建议
1.引言
改革开放以来我国经济蓬勃发展，国内拥有海量基坑，开挖深度及难度逐渐增大，对基坑施工工程的提出更高的要求，因此基坑自动化监测系统的发展是值得广大的学者研究探讨的重要课题。以往的工程监测环节都依靠人工劳动力来获取信息和数据，这种方式导致整个工程的效率变低，并且存在监测面积小、工作量繁重等不足。工作量繁重表现在所需采集的数据过多，并造成基坑监测过程中时间差问题，即很难保证监测任务的实时性及安全性。现在我国的大部分工程监测仍然采取这种传统的模式，有待改进，即工程监测需要引入自动化。
2.自动化监测系统在基坑监测工程中的应用现状
相比于传统模式的工程监测，自动化监测系统是一种精确度高的工程测量系统，它具有实时性、自动化性能强等优势，完美的解决了传统工程监测方式带来的不足。同时，在某些人工无法触及的高危场地，自动化工程监测系统仍然可以毫不费力的展开实时监测工作，从而及时发现问题并处理，防患于未然。
自动化监测系统在现阶段的基坑工程中的应用有以下四点。
（1）自动化监测系统在地铁建设工程中的应用
地铁建设工程的施工环境属于特殊的高危作业环境，如果采用人工获取数据信息很难保证施工员工的安全性问题，因此在隧道作业环境安装监测系统的同时引入自动化，既能够实时地监测基坑建设工程的施工情况，也能够随时观察到隧道地质中经常发生的结构问题并能够及时处理。因为地铁建设工程的关键在于地基结构的沉降及位移，所以这两个因素是地铁建设工程监测和维护的主要对象。而地铁自动化监测系统利用数据传输和一体化控制器相结合的方法起到了对地铁建设工程的实时监测，强大的逻辑运算能力和采集功能，保证了所采集的数据信息具备实时性、准确性，实现数据传输及系统检测的自动化，并且提高了地铁施工进程的安全系数。
（2）基坑整体结构监测所使用的技术为数据库技术和网络传输技术
这两种技术的结合使用实现了数据采集、传输、保存及查询的自动化。基坑整体结构检测由三个平台构成，分别是自动检测平台、自动采集平台及数据查询分析平台。三个平台充分发挥了自动化监测系统的优势，做到了全方位的实时监测，所获取数据具备实时性及准确性，并且人工作业的复杂程度也大大减小。不会因为基坑监测数据量过大而无法及时的发现问题和解决问题，保证了监测指导工作的安全性。
（3）自动化监测系统应用于某些隧道或者管沟
隧道和管沟这类场合的特点是人工很难监测到的区域，这些区域监测的关键也是沉降和位移。因而这些人工很难监测到的区域所设置的自动化监测系统较简单，使用频率也较高，通常多种场合均适用。针对这种沉降位移问题的自动化监测选择静力水准自动化监测系统，这种系统的工作原理是连通器原理。其结构是一定数量的传感器容器和通液管联系在一起，汇入必要的液体，并确保储液罐的液面都保持在一样的高度但液体深度不同，即多个液面都在同一水平面上，可以看出不同容器所依据的参考点高度是不一致的。传感器的作用就是实时监测容器液位的变动情况，一旦液位变化明显，传感器感应并测量到各个储液罐的液面高度，通过相关计算能够获得不同静力水准仪的不同沉降情况。可以采取人工测量的方式来确定基准点在垂直方向上的位移，而传感器在垂直方向上的位移是依据基准点为参照标准的，可以利用基准点高程的方式来改进不足，这样就能保证精力水准系统不同测点的沉降数据的精确性。最后远程传输系统会实时地把获取的所有数据传送给相关的接收平台，顺利地在人工很难监测到的区域完成监测作业。
3.自动化监测系统的工程案例
我国某地区基坑的总面积高达30000m2，基坑附近的区域情况较特殊且复杂，它的中北方向的地下有一沿地下室边线走向的管线沟，此管线沟是钢筋混凝土箱涵。管沟属于很难实现人工作业的区域，此处的管沟和围护结构边缘线隔着三至五米远，因此开挖基坑的时候很难保证其不被破坏。沉降变化报警值要求Q±20.0mm，差异沉降Q±5.0mm。
基坑开挖阶段中管沟会受到极大的影响，因此需要实时监控施工情况，从而保证整个工程安全性和施工进度。根据监测标准和要求，在对管沟在垂直方向上的位移变化进行监测时需要建立在人工二等水准监测的基础之上，采取精力水准自动化监测系统对管沟的变化情况进行监测。其中监测作业的方案为：全场设置六个侧点，分别是C1～C6，各个测点相隔15米，获取数据信息的频率保持在每天6次，将C2看做基准测点为其他测点做参照，并利用光学水准来改进其高程的不足。
按照整个工程的进度表，3月6日对北侧基坑展开施工。按照监测作业的方案和各企业单位的要求，将人工监测频率提升至2次/天，自动化监测系统的获取数据频率不变，仍然为一天六次。
选择3月6日至3月7日两天的静力水准自动化监测点的累积垂直位移数据进行分析，能够看出管沟与维护结构相隔的越近，基坑首层土开挖使得管沟在垂直方向上的变化情况越明显。数据显示，相距最近的测点之间沉降变化情况过大，而C3和C4作为基坑边线的中心点在垂直方向上的位移变化至最大值，分别是-18.7mm、-17.9mm，当基坑开挖工作停止后，各个测点的位移变化情况开始处于平稳状态，偶有回弹现象的发生，但性质微小，可忽略。
以下是2016年3月6日0：00至年3月7日24：00这两天来的监测数据，单位为毫米（顺序为C1-C2-C3-C4-C5-C6）：
通过对以上的数据对比分析后发现，施工过程中多种复杂因素共同影响了数据的准确性，比如现场地质情况的特殊性、各个相关单位彼此协作制约等因素。监测频率的饱和值是2次/天，数据结构显示，3月6号20：00～24：00没有人工监测，在这个时段变化情况最大，而3月7号开始监测数据有所回弹，因此管沟在垂直方向上的位移方向的变化情况很难用人工准确监测，进而沉降数据及最大值发生的具体时间点很难准确把握，进而很难保证整个工程监测指导的准确性和安全性。综上暴露出人工监测的短板，通过对比，凸显了静力水准自动化监测系统的实时性和监控优越性。
4.结束语
通过以上论述，笔者认为自动化监测系统为我国的基坑建设工程带来了深远的影响。监测系统引入自动化后，弥补了传统人工监测模式带来的不足之处，保证了数据信息的准确性，避免了漏检和数据缺失的问题。自动化监测系统保证了基坑工程的整体质量，具体表现在监测工作精度高、自动化性能好、实时测量等方面，这些优势是传统的人工监测方式所缺乏的。但是，自动化监测系统在应用方面还是有不足之处，表现在成本过高，经济效益低等方面，而这也正是阻碍自动化监测系统迅速发展的关键因素。因此，希望广大学者能够对自动化监测系统的成本和经济效益问题展开深入研究，争取早日解决这个问题。
参考文献：
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[3]荆嘉.深基坑监测技术发展现状与展望[J]，江苏科技大学学报2011（25）.
论文作者:姚俭文
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/2
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