深基坑专项施工边坡检测研究

周慧丽 广东水电二局股份有限公司

在进行深基坑专项施工时，控制边坡稳定的因素有很多，这些因素总是相互影响，通常很难确定边坡是否处于稳定状态。因此，在边坡建立相应的检测系统，运用检测系统对其进行安全检测是非常必要的。目前在边坡数据的检测方法上，依然采用的是传统模式，这种方法简单，但有直接的缺点，比如：由于仪器系统性能的原因，导致数据误差较大，若是其中某系统的功能失效，就容易造成预测的错误。由于这种检测受现场环境及观测频率的限制，并且还容易耗费大量的人力和财力，且不具备实时性，所以，传统的检测技术已逐渐不能满足如今准确、快速、实时的工程检测需求。在传统边坡的基础上，可以通过测量机器人对边坡进行检测。测量机器人的检测系统在进行边坡检测时，其工作原理就是采用自动全站仪寻找目标棱柱，然后再通过其控制系统，自主地对安全检测资料进行获取和录入。它可以对安全检测资料的精度进行实际测算，使数据获得的准确度得到提高，并使得数据收集流程更为的智能和自动，收集过程也更为的简单方便，可以对边坡进行更加全面的检测。

测量机器人检测系统能够在传统边坡的基础上，对检测点棱镜进行指定周期的自动观测和识别，在发现问题时，会及时的发出报警，从而能够避免了传统检测的弊端，不再受现场环境及观测频率的限制，提高了观测结果的准确性。

1.设计深基坑专项施工边坡检测研究方法

1.1 设置基准点及工作基点

根据《建筑变形测量规范》要求，边坡检测的基准点要设置在边坡区域以外，要先设定主要检测区域，对主要下滑方向走向作出预测后，按主要下滑方位和区域设定测线。选择典型的断面布设测线，然后再按测线布设相应检测点位。可在深基坑的两条长边不受变形影响区域下，各对两条基点进行加密，要求基点要在相对平稳的范围内，满足两条基点连线与矩形基坑中轴线平行。测站点能够和检测区域通视，位置要稳定，且易于长期保存，能够实时检测站点的位移变化。还应定期复测，确保加密控制成果的准确性。检测点必须设置在醒目位置，工作基点应增设防护罩，以起到防尘、防雨和防一般性破坏的功能。为保证全站仪测量时的定向精度和测量精度，要求架站点与后视定向点之间的距离要大于架站点与边坡检测点之间的距离值，并处理好与结构物之间的通视问题。

1.2 规划检测方案系统布局

在开展深基坑边坡检测前，需要先根据边坡的实际地质环境与边坡情况进行边坡检测方案系统的设计，进行检测系统完善，运用高自动化以及能够全天候工作的测量机器人对边坡的情况进行实时的检测。

在安装测量机器人时，必须要对仪器设备进行全面的检查，要符合测量原理，如若要求强检，必须要送往相关计量部门进行测量机器人的检查，以保证仪器正常工作。在全面检查以后，用细钢丝将不动点设备与检测点相连，按照深基坑的专项施工进度分为不同个数的检测区和检测点进行安装，还需要结合深基坑施工的实地特点，必须要确保检测系统的精确度。在测量机器人进行检测系统运行的过程中，必须还要设定工作人员对其进行定期的检查以及维护。在全部安装完毕后经过人工电脑调试实现远程对接，实现施工测量和边坡检测全自动化，在减轻进行观测的工作人员的劳动强度基础上，还能够使获得的数据更加 精密与准确。

在棱镜的安装上，要选择相对稳定的区域，必须要保证一个方向的反射。根据现场和检测的具体要求，需要重点考虑坡脚、坍塌区域及基坑的边坡顶部，还要考虑到施工的难度，测量朝向测站方向的圆棱镜，进行安装，从而使施工能够安全地进行。

1.3 实现施工边坡检测

在进行边坡检测之前，测量机器人的设置上，除了位置的选择至关重要以外，初步且更加重要的一步工作是要设置合适的测量工作进行时的基本参数，这能使检测系统在运行时能够更加准确。要将电脑与仪器中的相关参数一一对应起来，进行稳定的传输与通讯。测量机器人依托GNSS地表位移检测仪和地表沉降检测仪进行数据采集，重锤衡量作用下，通过测量出检测点的相对位移、沉降量和方位角，让角度传感器发生偏转，并计算两点位移量，从而判断地表情况，当检测数值超过报警值时，边坡检测报警器发出警报，信息自动上传到云平台，通过大数据、传感技术等先进技术，构建实时检测、预警预报、辅助决策、信息管理等操作的智能系统，进而能够使得边坡检测信息更加的科学，更加标准以及更加的可视。在实际运行过程中，应当要新建或是打开工程随后开展相应设置工作，

在实际运行过程中，要求对工程进行新建或是打开随后科学设置系统，此后将计算机连接起测量机器人，并按照确定测站来开展量测工作，在正式测量以前，还需要进行学习测量，进行初次的观测，将大概位置进行简单储存，进行测量练习，以作为以后自动观测的依据。

检测系统可以采用全自动方式进行边坡的周期观测，在测量过程中固定测量机器人和观测程序，定时对多个目标进行自动识别以及三维坐标检测，测量成果必须严密且没有误差。例如，在深基坑边坡发生沉降位移时，需要前后连续检测六天，按一级边坡控制，再等待后台自动地将数据进行处理，绘制出位移沉降折线图，反映出沉降量、位移量。在设置边坡变形的预警值时，将日均位移率设置大于4mm/天，将水平位移累计值设置大于37mm。当达到预警值时，报警系统会自动报警。

2.实验

2.1 实验准备

根据比较常用的边坡检测方法相应特征，将所要检测深基坑边坡所需遵循原则以及本质目标予以明确后，结合深基坑专项施工中边坡的实际情况，结合通常比较常用GPS边坡检测技术，对深基坑进行边坡检测、工作基点观测，然后进行数据对比。为了确保检测数据的准确性，每隔1到2个月对棱镜进行校对。然后再将GPS边坡检测技术以及测量机器人这两种检测技术和方法各自的优缺点对比分析。

2.2 实验结果

典型深基坑测量点GPS技术实测精度表和典型深基坑测量点测量机器人实测精度表如表1与表2所示。

表1 典型深基坑测量点GPS技术实测精度表

表2 典型深基坑测量点测量机器人实测精度表

根据检测可知，在使用GPS技术进行实际检测过程中，在水平检测点位中的偏差一直维持在8mm，而垂直移动检测点位中偏差则为9mm，尽管在边坡的检测精度要求之内，但偏差仍然很大。

根据表2可知，测量机器人在实际进行检测时，水平检测点位的误差可以降低为5mm，同时，垂直位移检测点位的误差也低于GPS技术实测误差，保持在2mm。

GPS技术与测量机器人技术优缺点对比如表3所示。

表3 两种检测技术优缺点对比

综合考虑检测效果和经济效益等，最终确定测量机器人技术更适合深基坑边坡的检测。

经过比较分析了GPS技术、检测机器人技术的优势和劣势，以及根据深基坑等专项技术建设的实际状况，通过对比分析数据，得出如果使用检测机器人技术开展边坡检测，会使得检测过程的智能化程度高，同时具有超高精密度，更便于后期维修，同时也可以通过灵活增设检测点开展边坡检测。结果显示，相比较GPS技术检测，使用检测机器人进行边坡检测，会使误差较少，稳定性好，而且该检测系统工作平稳，使用方便，最终能够完成深基坑等专项施工边坡的实时、动态、自动检测，能够更好地对深基坑专项施工中的边坡进行实时、准确且稳定地检测。

3.结束语

由于边坡有着复杂的地质情况，所以在进行深基坑专项施工时，边坡的检测工作就变得尤为重要，在边坡检测的设计中，必须要明确设计的准则以及设计原因。在检测中，只有取得了比较准确的实时检测数据，逐渐完善测量机器人的自动检测系统，我们才能对边坡情况作出相对误差较小的判断。测量机器人检测系统能够自动地对边坡进行检测，与传统全站仪相比，能够对重要的数据以及关键施工阶段的检测频率进行加密，提高了工作的效率，并且还能让工作量大幅减少，不但缩短了作业效率，并且还能降低相应成本费用开支。