水平位移自动监测技术在深基坑中的应用

孙新亚 蔡建宏 储瑞兵

摘  要：随着建筑业的不断发展，安全管理要求越来越高，如何将复杂的管理简单化是建筑人不懈追求的目标，尤其是利用先进的信息技术，实现自动管理，是建筑人不断奋斗和追求的方向。深基坑施工作为施工现场的重大危险源，是工程建设过程中首个需重点监控的分部分项工程。人工监测往往会受环境变化、人工误差等造成监测数据不准等，同时监测时间不连续，无法及时反映深基坑位移突变。新型实时位移监测系统则能随时随地反映深基坑位移变化，确保深基坑施工安全。

关键词：深基坑  水平位移  自动监测

中图分类号：TU753.8                              文献标识码：A                        文章编号：1672-3791（2019）04（b）-0044-02

1  水平位移自动监测的背景及意义

在建筑工程深基坑施工期间，由于基坑内土体开挖外运卸载，会引起基坑底面的应力回弹;在外侧土压力的作用下，会引起基坑围护结构内力发生变化，同时产生变形;如果围护结构强度和刚度不足，将导致支护桩倾斜，甚至坍塌等严重事故;同时由于基坑降水，水位的下降会引起坑外土体的固结，使地面发生沉降，特别是如果支护防渗系统存在缺陷，将会发生渗漏、流沙等现象，结果导致地坪开裂以及周围建筑物产生不均匀沉降。

对基坑及周邊环境进行监测，预警并防范过大位移、变形与工程事故的发生，并通过监测，准确掌握基坑变形情况，制定相应保障措施，实现整个基坑工程的安全平稳施工。

2  水平位移自动监测原理

该文所述工程在基坑支护桩冠梁上设置水平位移自动监测点，在距离基坑边18.6m处设置监测基准点，安装wow-wy-001在线位移监测仪2台，无源感知模块2块，分别对基坑维护结构的水平和竖向位移进行在线监测。考虑现场白天人员流动量较大，对监测数据存在一定干扰，影响数值统计，监测工作有效时间为20：00～7：00，检测频率为3次/h。

在基坑开挖前，组织监测及测绘人员对基坑周边环境进行详细调查、照相、摄影取证;按设计及规范要求，在适宜观测和保护的位置布设沉降监测点并绘制实地监测点位置图。在施工前进行至少连续观测3次的稳定值作为沉降监测项目的初始值。在围护结构及工程桩施工中，按监测频率展开监测工作。其中水平位移监测采用自动监测系统进行实时监测。

深基坑水平位移自动监测技术以安全信息收集塔（简称信息塔）作为基准点，在被测点位置安装无源感知模块，通过信息塔和被监测点之间的相对位移数据来判断监测点处的问题和变形数值。

安全塔周期性向被测点发射无线信号，根据信号特征变化和测量参量矩阵来计算相对位移数据，通过压缩感知技术进行数据校准。

汇聚各监测点数据后利用物联网络上传数据至后台管理中心，通过数据分析后，反馈至客户终端。客户通过网上终端可实时查看数据变化，判断基坑水平位移大小，得出基坑是否安全，并做出相应对策。图1为网上终端数据变化图。

3  水平位移自动监测实施与管理

（1）测点安装埋设前要进行检验和率定，绘制监测点安装埋设详图，并按照方案和埋设要求做好埋设准备。（2）测点埋设时，核定传感器的位置是否正确，埋设的准备是否符合技术要求，按监测的位置和方向埋设传感器。（3）所有监测点安装埋设完成后，及时绘制监测点位置图，并加强对现场测点保护，以防监测点被破坏。（4）监测数据必须做到及时、准确和完整，发现异常现象，加强监测。监测数据未达到报警值期间，根据施工节点向设计单位提交书面监测结果（包括每天的监测数据），监测材料上应注明对应的施工工况及平面分布图等施工信息，便于相关各方分析监测结果所反映的情况（见表1）。（5）监测数据如达到或超过报警值及时通报有关各方，以期尽快采取有效措施保证该工程顺利展开。（6）对原始数据要进行分析，去伪存真后方可进行计算，并绘制观测读数与时间、深度及开挖过程曲线，按施工阶段提出简报（见图2）。

4  水平位移自动监测特点及优势

（1）监测数据实时在线传输，数值真实，可全天候24h实行监测。（2）监测频率高，数据量大，能及时准确地判断建筑物位移变化的发展趋势。（3）测量精度高，室外监测误差﹤1mm。（4）降低劳动力，提高工作效率，克服人工测量等人为因素造成的误差。（5）功能性强，可根据项目要求及规范标准，设置分级自动报警系统。（6）监测数值经云终端计算处理后，客户可及时通过IP网址查阅相关数据。

深基坑水平位移自动监测系统及时发现不稳定因素、验证设计、指导施工，并根据变形情况为施工提供有价值的指导性意见。通过对监测数据的分析，在理论分析指导下有计划地进行现场施工工作，对于保证安全、减少不必要的损失，起着重要作用，同时也保障业主利益及相关社会利益。通过对围护结构监测数据的收集、整理和综合分析，了解各监测对象的实际变形情况及施工对周边环境影响程度，分析区域性施工特征，为类似工程累积经验。

参考文献

[1] 滕飞.浅谈深基坑监测现状及新技术应用[J].四川建材，2016，42（2）：113-114.

[2] 于磊，李东，倪大众.深基坑水平位移的自动监测[J].资源信息与工程，2018，33（1）：149-150.

[3] 王振方，石俊成，陈伟.一种新的基坑水平位移监测方法[J].北京测绘，2015（4）：142-144.