水平位移自動監測技術在深基坑中的應用

孫新亞 蔡建宏 儲瑞兵

摘? 要：隨著建筑業的不斷發展，安全管理要求越來越高，如何將復雜的管理簡單化是建筑人不懈追求的目標，尤其是利用先進的信息技術，實現自動管理，是建筑人不斷奮斗和追求的方向。深基坑施工作為施工現場的重大危險源，是工程建設過程中首個需重點監控的分部分項工程。人工監測往往會受環境變化、人工誤差等造成監測數據不準等，同時監測時間不連續，無法及時反映深基坑位移突變。新型實時位移監測系統則能隨時隨地反映深基坑位移變化，確保深基坑施工安全。

關鍵詞：深基坑? 水平位移? 自動監測

中圖分類號：TU753.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）04（b）-0044-02

1? 水平位移自動監測的背景及意義

在建筑工程深基坑施工期間，由于基坑內土體開挖外運卸載，會引起基坑底面的應力回彈;在外側土壓力的作用下，會引起基坑圍護結構內力發生變化，同時產生變形;如果圍護結構強度和剛度不足，將導致支護樁傾斜，甚至坍塌等嚴重事故;同時由于基坑降水，水位的下降會引起坑外土體的固結，使地面發生沉降，特別是如果支護防滲系統存在缺陷，將會發生滲漏、流沙等現象，結果導致地坪開裂以及周圍建筑物產生不均勻沉降。

對基坑及周邊環境進行監測，預警并防范過大位移、變形與工程事故的發生，并通過監測，準確掌握基坑變形情況，制定相應保障措施，實現整個基坑工程的安全平穩施工。

2? 水平位移自動監測原理

該文所述工程在基坑支護樁冠梁上設置水平位移自動監測點，在距離基坑邊18.6m處設置監測基準點，安裝wow-wy-001在線位移監測儀2臺，無源感知模塊2塊，分別對基坑維護結構的水平和豎向位移進行在線監測。考慮現場白天人員流動量較大，對監測數據存在一定干擾，影響數值統計，監測工作有效時間為20：00～7：00，檢測頻率為3次/h。

在基坑開挖前，組織監測及測繪人員對基坑周邊環境進行詳細調查、照相、攝影取證;按設計及規范要求，在適宜觀測和保護的位置布設沉降監測點并繪制實地監測點位置圖。在施工前進行至少連續觀測3次的穩定值作為沉降監測項目的初始值。在圍護結構及工程樁施工中，按監測頻率展開監測工作。其中水平位移監測采用自動監測系統進行實時監測。

深基坑水平位移自動監測技術以安全信息收集塔（簡稱信息塔）作為基準點，在被測點位置安裝無源感知模塊，通過信息塔和被監測點之間的相對位移數據來判斷監測點處的問題和變形數值。

安全塔周期性向被測點發射無線信號，根據信號特征變化和測量參量矩陣來計算相對位移數據，通過壓縮感知技術進行數據校準。

匯聚各監測點數據后利用物聯網絡上傳數據至后臺管理中心，通過數據分析后，反饋至客戶終端。客戶通過網上終端可實時查看數據變化，判斷基坑水平位移大小，得出基坑是否安全，并做出相應對策。圖1為網上終端數據變化圖。

3? 水平位移自動監測實施與管理

（1）測點安裝埋設前要進行檢驗和率定，繪制監測點安裝埋設詳圖，并按照方案和埋設要求做好埋設準備。（2）測點埋設時，核定傳感器的位置是否正確，埋設的準備是否符合技術要求，按監測的位置和方向埋設傳感器。（3）所有監測點安裝埋設完成后，及時繪制監測點位置圖，并加強對現場測點保護，以防監測點被破壞。（4）監測數據必須做到及時、準確和完整，發現異常現象，加強監測。監測數據未達到報警值期間，根據施工節點向設計單位提交書面監測結果（包括每天的監測數據），監測材料上應注明對應的施工工況及平面分布圖等施工信息，便于相關各方分析監測結果所反映的情況（見表1）。（5）監測數據如達到或超過報警值及時通報有關各方，以期盡快采取有效措施保證該工程順利展開。（6）對原始數據要進行分析，去偽存真后方可進行計算，并繪制觀測讀數與時間、深度及開挖過程曲線，按施工階段提出簡報（見圖2）。

4? 水平位移自動監測特點及優勢

（1）監測數據實時在線傳輸，數值真實，可全天候24h實行監測。（2）監測頻率高，數據量大，能及時準確地判斷建筑物位移變化的發展趨勢。（3）測量精度高，室外監測誤差﹤1mm。（4）降低勞動力，提高工作效率，克服人工測量等人為因素造成的誤差。（5）功能性強，可根據項目要求及規范標準，設置分級自動報警系統。（6）監測數值經云終端計算處理后，客戶可及時通過IP網址查閱相關數據。

深基坑水平位移自動監測系統及時發現不穩定因素、驗證設計、指導施工，并根據變形情況為施工提供有價值的指導性意見。通過對監測數據的分析，在理論分析指導下有計劃地進行現場施工工作，對于保證安全、減少不必要的損失，起著重要作用，同時也保障業主利益及相關社會利益。通過對圍護結構監測數據的收集、整理和綜合分析，了解各監測對象的實際變形情況及施工對周邊環境影響程度，分析區域性施工特征，為類似工程累積經驗。

參考文獻

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