芻議自動化沉降監測技術在建筑施工中的有效應用

湯維

【摘要】建筑物沉降會極大影響建筑安全性，因此，建筑施工階段，一定要重視對建筑的沉降監測。自動化沉降監測系統在精度監測方面，相較人工監測技術有更大優勢，而且可以實現實時監測，可以真實反映監測點沉降狀況，數據可靠性有較大保障，能夠達到建筑沉降監測的需求。本文在自動化沉降監測原理與系統組成基礎上，討論了建筑施工中自動化沉降監測系統監測形式。

【關鍵詞】自動化沉降監測技術;自動監測;人工監測

1、自動化沉降監測原理與系統組成

1.1自動化沉降監測原理

自動化沉降監測系統在測量上，主要用到的是靜力水準儀，通過數據采集器，完成采集數據的任務之后，向服務器傳輸監測到的數據，進行實時監測。監測原理是依靠液體連通器進行，通過沉降變化，使被測點靜力水準儀液面高度和基準點靜力水準儀液面高度之間出現高差，經過計算之后，就能得到被測點沉降的相對值[1]。

實際工程應用中，監測系統靜力水準儀相互之間，是通過連通管連接的，在沉降非影響區域設置一些靜力水準儀作為測量的基準點，將其他靜力水準儀當作觀測點，在被測點處布置，基準點與被測點靜力水準儀共同完成沉降測量被測點的任務。靜力水準自動化沉降監測系統，主要包含浮筒、位移計、連通管、液缸等部件，重視液體連通器的基礎性作用，被測點沉降變化同樣會帶來位移計讀數變化，通過處在不同測點的靜力水準儀，測量液面高差，再通過計算，獲得不同測點對基準點相對垂直位移變化值，達到監測基準點和被測點相對沉降值的目的。

1.2自動化沉降監測系統

靜力水準自動化沉降監測系統，主要包含沉降感應部分、采集傳輸部分以及遠程監測部分。沉降感應部分主要包含靜力水準儀、導向裝置、位移換能器、浮筒、液缸;采集傳輸部分包含數據采集接口、數據采集器、數據傳輸器;遠程監測部分包含寬帶網、計算機等。其中數據采集傳輸部分可以定時采集數據，并在服務器中傳輸并存儲，因此，應當在施工干擾性不強的位置，設置GPRS傳輸設備、蓄電池、采集器等[2]。除此之外，配套附屬部分主要涵蓋供電系統、設備箱，防護自動化沉降監測系統，起到防護自動化沉降監測系統，以及提供電力資源的作用。觀測人員可以登錄自動化沉降監測客戶端，在網絡服務器的支持下，完成監測數據的接收工作，處理數據之后，就能使沉降曲線更加直觀。系統應用模塊化設計的方式，這也大幅延長了自動化沉降監測系統使用年限。如果自動化沉降監測系統出現了損壞的現象，可以第一時間將其替換掉，同樣不會對自動化沉降監測系統使用的整體性產生負面影響。

2、自動化沉降監測系統監測形式

自動化沉降監測系統在監測建筑沉降方面，同樣起到較大作用，基于建筑有關設計規范與施工技術要求。由于建筑沉降變化是無時無刻進行的，因此，為第一時間掌握建筑物沉降情況，應以自動監測為主要形式，輔以人工監測方式。自動監測主要通過上述自動監測系統，對各個關鍵監測點，進行自動監測;而人工監測主要可分成兩方面：全面監測、重點校驗，可以整體反映監測范圍內建筑物變形狀況，并達到校驗自動監測精確性的目的。大多數建筑工程中，自動化監測系統測量精度達到0.01m，就能達到沉降測量要求，可以應用JMDL-62XX系列智能數碼靜力水準儀，達到測量標準;人工監測時，可以應用國家一等水準測量標準，采用TrimbleDiNi03水準儀。無論是自動監測，還是人工監測，都需要存檔保存[3]。

自動監測基準點與設備箱，應當在建筑沉降變化非影響區布置，因此，可以在建筑基礎最大寬度兩倍區域外，穩定性較強的地段之外布置一個基準點。自動監測點與人工監測點，則可以依照建筑結構形式，或者建筑分布荷載情況實際布置，例如可以選在建筑中點、沉降縫、伸縮縫、大樓拐角處。

測點位置可以開挖溝槽，溝槽尺寸方面，長度為0.2m、寬度為0.1m、深0.2m，在地面位置固定傳感器，用保護罩蓋住傳感器，后續在施工影響不大的區域安裝儀器箱。不同傳感器相互之間連接的導線，應當經過嚴格保護，在地下埋設之后，應當利用混凝土澆筑，避免地面上的荷載作用將導線壓壞[4]。

建筑工程應當依照其設計要求，確定沉降安全監測正常頻率，以地面0m標高為起點，每蓋一層樓就進行一次監測，在建筑工程竣工之后，則每隔一個月測量一次，基于監測數據穩定性，對其進行適當調整。如果施工階段出現了雨雪等不利于施工的天氣，或者建筑工程結構存在異常情況，應當監測頻率提升，每天監測一次。鑒于自動化監測是實時監測的一種，因此可以極大促進自動化監測頻率的提升，最后需要對比自動化監測與人工監測結果，進行系統分析，繪制出最終的沉降-時間曲線。

3、自動化沉降監測系統準確性和適用性驗證

自動化沉降監測系統最終監測得到的可靠真實的數據，也是體現系統適用性和準確性的重要方面，基于此，在應用自動化沉降監測系統時，一定要全面保障系統的準確性與適用性。由于人工監測手段只是輔助地位，因此自動化沉降監測系統獲得數據，相較于人工方式會更多，因此，自動化沉降監測系統可以在監測點沉降隨時間變化情況方面，體現得更為全面。對兩種測量方法得到的數據進行觀測，可以看到在趨勢上趨于一致，之后進一步分析數據。通常情況下，如果兩種監測手段應用得當，則誤差不會超過0.5mm，大多數累計沉降值差值都低于0.2mm，這也能夠體現自動化沉降監測系統測得數據，可以在精度上和人工測量方式相差無幾，在監測點沉降方面，反應得更加真實可靠，證明了自動化沉降監測系統在建筑工程中的可行性[5]。

結語：

綜上所述，自動化沉降監測系統在數據方面反應得更加詳盡，而且數據可靠穩定，精度比人工測量更具優勢，值得在建筑施工中積極推廣。

參考文獻：

[1]張玉芝，杜彥良，孫寶臣，梁建昌.基于液力測量的高速鐵路無砟軌道路基沉降變形監測方法[J].北京交通大學學報：自然科學版，2013（1）：80-84.

[2]袁恒，劉成龍，盧杰，鄧川，龔率.全站儀三維自由設站隧道非接觸監控量測原理及精度分析[J].工程勘察，2012，40（8）：63-67.

[3]李明.自動化監測技術在天津地鐵3號線金獅橋站--天津站站盾構穿越高速鐵路工程中的應用[J].隧道建設，2014，34（4）：368-373.

[4]韓亞坤，周呂，陳冠宇，袁明月.灰色GM（1，1）與Kalman濾波模型用于變形預測的比較分析[J].地理空間信息，2015，13（2）：156-158.