深基坑工程自動化監測技術研究

陳樹

摘 要：目前在大多數建筑工程的深基坑項目作業中，人工監測方式仍然是深基坑項目監測的主流。從實際效果上看，傳統人工監測方式存在著數據采集時間間隔過長、人力資源消耗過大、信息數據反饋速度慢、無法對基坑支護體系的力變、形變形成連續監測等嚴重不足。而且深基坑監測本身就由于其工程危險性，受到了測量器材精度制約與場地氣象環境制約等，無法很好地對工程內部情況進行精準測量。在這樣的局面下，依靠現代化設備與信息化技術的深基坑自動化監測技術得到了廣泛應用。

關鍵詞：深基坑工程;自動化;監測技術

隨著科學技術的進一步發展，新興技術在深基坑監測作業中的實用性與便捷性得到了進一步的提升。而且從經濟成本的角度而言，利用信息化技術手段所維持的深基坑自動化監測技術降低了實際的工程成本，具備效率高、精度高、連續性好等明顯的技術優勢。在今后的建筑工程領域中，應當積極發揮自動化監測技術在深基坑工程中的應用優勢，致力于有效提升整體工程建筑質量。

1 自動化監測系統簡介

1.1 自動監測的原則

采用自動化監測系統能夠準確將施工現場的問題反饋給施工人員以及項目管理人員，根據設計情況推薦采用有效的措施。在布點的時候需要將測點布置在同一個斷面中，如果不能夠布置在同一個斷面中，也需要相近的斷面，這樣能夠提高數據采集相關分析的準確性。由于人工監測基坑容易出現問題，難以預警，因此需要自動化全面運轉的監測系統來進行支護結構情況的監測。另外監測點的選擇不應當對環境造成影響。

1.2 自動監測的原理

自動監測的原理采用數據收集的原理，在數據收集和處理的過程中設置層級，數據傳感器先收集數據，然后傳遞到數據收集器中，采用計算機技術對收集的數據進行整理與分析。在數據采集系統中可以對數據進行預分析，然后把信息轉換成數字信號，通過數據傳輸網傳輸到數據中心處理。數據處理工作由控制系統和數據采集器共同完成，數據處理系統接受數據然后對數據庫進行更新和管理。安全評定系統根據數據進行評價與分析，對比現在的數據以及歷史監測數據，評價當前建筑結構的安全與穩定性，生成符合實際情況的安全報告。

1.3 自動化監測系統的優勢

1.3.1提升監測精度，實施動態化管理

自動化監測系統的主要優勢之一就是憑借技術手段，對深基坑支護體系、基坑內外土體的受力情況以及應變等實際工程情況能夠進行實時觀測，不僅能夠提供精確度較高的監測數據反饋，同時也擴大了深基坑監測工程的實際有效范圍。自動化監測體系的具體監測的內容可以涵蓋圍護墻體的受力狀況、支護的位移、內力、圍護樁的升降、受力情況的變化以及基坑底部土體的位移和升降、地下水位的動態變化等。這些人工監測不易探尋到的工程區位，都可以通過自動化監測技術所使用的信息手段進行全天候的動態化監控，這樣既有效提升了監測工作的效率，也在根本上提升了工程質量，保障了深基坑開掘工程的平穩運行。

1.3.2降低運營成本，符合經濟性規律

自動化監測系統所需求的監測設備主要包括數據傳感器、數據處理器以及數據處理終端等等，其在深基坑工程現場的搭建并不需要過高的運營成本。相比較傳統人工監測的管理方式而言，深基坑自動化監測體系從經濟屬性上而言更加符合當前建筑工程資源節約型設計方案的理念，有效地節省了人力資源與經濟成本，從根本上降低了深基坑工程建設的運營成本。

1.3.3保障工程安全，性能具備穩定性

深基坑工程在整體開掘過程中，具備著一定的危險性與不安全性，深度達到5m以上的基坑空間對于施工人員的作業安全是一種隱含的威脅。而自動化深基坑監測設備的埋設與使用，不僅全面提升了數據測算的精準度，也在項目施工層面上為深基坑工程的施工人員提供了有效的安全保障。同時通過自動化監測系統的數據處理主機分析，可以對項目實施過程中的安全評定系統根據數據進行評價與分析，對比現在的數據以及歷史監測數據，評價當前建筑結構的安全與穩定性，生成符合實際情況的安全報告。

2 深基坑工程自動化監測技術

2.1 基準點設置

在基坑邊坡變形影響以外設置3個全站儀后視基準點，基準點不可以隨便移動。基準點每隔一周定時測定一次位置與穩定性，確保采集數據的精準性，保證分析結果在合理范圍之內。

2.2 監測點設置

監測點布設必須根據所提供的資料和設計圖紙綜合考慮，現場實際進行布設。

2.2.1土體位移監測

土體位移監測是對基坑開挖以及支護體系土體縱向發生位移量的監測，可以掌握土體與基坑變化的動態信息。將高強度PVC測斜管打入土體內部，確保測斜管長大于測斜孔深度，同時密封好測斜管上下端端口，防止雜物進入;另外，測斜管施工完成以后，馬上加入黃沙等材料并夯實，確保監測點的安全穩定性。

2.2.2應力器的設置

由于基坑圍護墻和支撐體系需要承受圍護墻外的側土層的縱向荷載，當實際支撐軸力與實際支護軸力不符合時，很容易發生事故。因此，為了監測基坑支護的軸力大小，需要設置應力器，對軸力實時監測。將應力器安裝在混凝土支撐上，并且與其平行設置，保證焊接平整，無間隙。

2.2.3地面監測點的設置

在設置地面監測點時，需將監測點設置在大轉角，視野開闊的地方，并采取一定的保護措施，防止儀器被破壞。

2.3 全站儀的設置

全站儀安裝時要有穩定的基礎，在全站儀基礎澆筑之前必須完成帶螺桿的鋼筋籠，將帶螺桿與鋼筋籠焊接牢固，立桿底部與基礎連接緊密，全站儀架在立桿頂部，在全站儀外建造保護箱以防止灰塵與水漬對全站儀的影響。

2.4 自動化馬達全站儀技術

自動全站儀（也稱測量機器人）是近年來發展起來的一種先進的自動化測量設備，在工程地質災害方面的自動化變形監測方面具有很強的優勢。自動全站儀通過馬達驅動來代替人工進行自動搜索、跟蹤、辨識和精確照準目標并獲取觀測對象的角度、距離、三維坐標等信息的智能型電子全站儀。自動全站儀通過相關的測量軟件，能夠通過事先制訂的測量任務、到時到點的控制測量過程、采集后同步進行測量數據處理與分析的軟件系統相結合，完全可以代替人完成許多測量任務。自動全站儀通過實時或定時自動瞄準布測在變形體上的目標棱鏡、自動采集監測數據并通過有線光纖或無線通訊的方式傳輸到數據處理中心的系統軟件進行分析處理。系統軟件根據分析的結果做出預警處理。

3 結束語

總之，隨著科技的不斷發展，建筑工程深基坑開挖技術日趨成熟，很多技術難題得到有效解決，同時，在深基坑開挖技術上也有很大的上升空間，需要我們不斷地去研究探索。目前，深基坑工程中自動化監測技術的運用，可以全方位地實施監測，確保了對深基坑邊坡開挖支護的安全性、穩定性，具有十分重要的意義。

參考文獻：

[1]陳深德.深基坑工程自動化監測技術研究[J].科技風，2020（35）：111-112.

[2]張琳敬.深基坑工程自動化監測關鍵技術探討[J].科技經濟導刊，2020，28（07）：60.

[3]殷志建.深基坑工程自動化監測關鍵技術探討[J].建材與裝飾，2019（28）：16-17.