刍议自动化沉降监测技术在建筑施工中的有效应用

汤维

【摘要】建筑物沉降会极大影响建筑安全性，因此，建筑施工阶段，一定要重视对建筑的沉降监测。自动化沉降监测系统在精度监测方面，相较人工监测技术有更大优势，而且可以实现实时监测，可以真实反映监测点沉降状况，数据可靠性有较大保障，能够达到建筑沉降监测的需求。本文在自动化沉降监测原理与系统组成基础上，讨论了建筑施工中自动化沉降监测系统监测形式。

【关键词】自动化沉降监测技术;自动监测;人工监测

1、自动化沉降监测原理与系统组成

1.1自动化沉降监测原理

自动化沉降监测系统在测量上，主要用到的是静力水准仪，通过数据采集器，完成采集数据的任务之后，向服务器传输监测到的数据，进行实时监测。监测原理是依靠液体连通器进行，通过沉降变化，使被测点静力水准仪液面高度和基准点静力水准仪液面高度之间出现高差，经过计算之后，就能得到被测点沉降的相对值[1]。

实际工程应用中，监测系统静力水准仪相互之间，是通过连通管连接的，在沉降非影响区域设置一些静力水准仪作为测量的基准点，将其他静力水准仪当作观测点，在被测点处布置，基准点与被测点静力水准仪共同完成沉降测量被测点的任务。静力水准自动化沉降监测系统，主要包含浮筒、位移计、连通管、液缸等部件，重视液体连通器的基础性作用，被测点沉降变化同样会带来位移计读数变化，通过处在不同测点的静力水准仪，测量液面高差，再通过计算，获得不同测点对基准点相对垂直位移变化值，达到监测基准点和被测点相对沉降值的目的。

1.2自动化沉降监测系统

静力水准自动化沉降监测系统，主要包含沉降感应部分、采集传输部分以及远程监测部分。沉降感应部分主要包含静力水准仪、导向装置、位移换能器、浮筒、液缸;采集传输部分包含数据采集接口、数据采集器、数据传输器;远程监测部分包含宽带网、计算机等。其中数据采集传输部分可以定时采集数据，并在服务器中传输并存储，因此，应当在施工干扰性不强的位置，设置GPRS传输设备、蓄电池、采集器等[2]。除此之外，配套附属部分主要涵盖供电系统、设备箱，防护自动化沉降监测系统，起到防护自动化沉降监测系统，以及提供电力资源的作用。观测人员可以登录自动化沉降监测客户端，在网络服务器的支持下，完成监测数据的接收工作，处理数据之后，就能使沉降曲线更加直观。系统应用模块化设计的方式，这也大幅延长了自动化沉降监测系统使用年限。如果自动化沉降监测系统出现了损坏的现象，可以第一时间将其替换掉，同样不会对自动化沉降监测系统使用的整体性产生负面影响。

2、自动化沉降监测系统监测形式

自动化沉降监测系统在监测建筑沉降方面，同样起到较大作用，基于建筑有关设计规范与施工技术要求。由于建筑沉降变化是无时无刻进行的，因此，为第一时间掌握建筑物沉降情况，应以自动监测为主要形式，辅以人工监测方式。自动监测主要通过上述自动监测系统，对各个关键监测点，进行自动监测;而人工监测主要可分成两方面：全面监测、重点校验，可以整体反映监测范围内建筑物变形状况，并达到校验自动监测精确性的目的。大多数建筑工程中，自动化监测系统测量精度达到0.01m，就能达到沉降测量要求，可以应用JMDL-62XX系列智能数码静力水准仪，达到测量标准;人工监测时，可以应用国家一等水准测量标准，采用TrimbleDiNi03水准仪。无论是自动监测，还是人工监测，都需要存档保存[3]。

自动监测基准点与设备箱，应当在建筑沉降变化非影响区布置，因此，可以在建筑基础最大宽度两倍区域外，稳定性较强的地段之外布置一个基准点。自动监测点与人工监测点，则可以依照建筑结构形式，或者建筑分布荷载情况实际布置，例如可以选在建筑中点、沉降缝、伸缩缝、大楼拐角处。

测点位置可以开挖沟槽，沟槽尺寸方面，长度为0.2m、宽度为0.1m、深0.2m，在地面位置固定传感器，用保护罩盖住传感器，后续在施工影响不大的区域安装仪器箱。不同传感器相互之间连接的导线，应当经过严格保护，在地下埋设之后，应当利用混凝土浇筑，避免地面上的荷载作用将导线压坏[4]。

建筑工程应当依照其设计要求，确定沉降安全监测正常频率，以地面0m标高为起点，每盖一层楼就进行一次监测，在建筑工程竣工之后，则每隔一个月测量一次，基于监测数据稳定性，对其进行适当调整。如果施工阶段出现了雨雪等不利于施工的天气，或者建筑工程结构存在异常情况，应当监测频率提升，每天监测一次。鉴于自动化监测是实时监测的一種，因此可以极大促进自动化监测频率的提升，最后需要对比自动化监测与人工监测结果，进行系统分析，绘制出最终的沉降-时间曲线。

3、自动化沉降监测系统准确性和适用性验证

自动化沉降监测系统最终监测得到的可靠真实的数据，也是体现系统适用性和准确性的重要方面，基于此，在应用自动化沉降监测系统时，一定要全面保障系统的准确性与适用性。由于人工监测手段只是辅助地位，因此自动化沉降监测系统获得数据，相较于人工方式会更多，因此，自动化沉降监测系统可以在监测点沉降随时间变化情况方面，体现得更为全面。对两种测量方法得到的数据进行观测，可以看到在趋势上趋于一致，之后进一步分析数据。通常情况下，如果两种监测手段应用得当，则误差不会超过0.5mm，大多数累计沉降值差值都低于0.2mm，这也能够体现自动化沉降监测系统测得数据，可以在精度上和人工测量方式相差无几，在监测点沉降方面，反应得更加真实可靠，证明了自动化沉降监测系统在建筑工程中的可行性[5]。

结语：

综上所述，自动化沉降监测系统在数据方面反应得更加详尽，而且数据可靠稳定，精度比人工测量更具优势，值得在建筑施工中积极推广。

参考文献：

[1]张玉芝，杜彦良，孙宝臣，梁建昌.基于液力测量的高速铁路无砟轨道路基沉降变形监测方法[J].北京交通大学学报：自然科学版，2013（1）：80-84.

[2]袁恒，刘成龙，卢杰，邓川，龚率.全站仪三维自由设站隧道非接触监控量测原理及精度分析[J].工程勘察，2012，40（8）：63-67.

[3]李明.自动化监测技术在天津地铁3号线金狮桥站--天津站站盾构穿越高速铁路工程中的应用[J].隧道建设，2014，34（4）：368-373.

[4]韩亚坤，周吕，陈冠宇，袁明月.灰色GM（1，1）与Kalman滤波模型用于变形预测的比较分析[J].地理空间信息，2015，13（2）：156-158.