建筑深基坑监测工程分析与探讨

张鑫鋆 赵云刚 许德鲜

【摘要】深基坑检测被广泛应用于城市工程防御建设过程中，自动化监测技术已有新的研究并且被应用于深基坑检测中，需进行深刻的探究其是否可以准确应用在深基坑检测的过程中。传统人工监测方法不仅时效性较差而且后期耗费大量资源，在实操的过程中也存在很大的安全隐患。而采用自动化监测系统能够自动且实时采集、传输、报警，能够更好地防范风险、保障安全。使自动化监测系统能够在深基坑监测中得到实施和运用，能够随时掌握基坑监测数据，数据的异常突变发生预警时，能够使施工单位第一时间组织专家及时对基坑安全情况进行分析研判，采取措施，防止事态扩大。

【关键词】建筑;深基坑;监测 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

对于深基坑工程来说，深基坑施工监测就像是一双眼睛，时刻对深基坑工程的实施进行着必要的指导。过去，在深基坑施工的过程中，常常采用人工监测的方式，这种方式除了需要耗费较大的人力和时间成本之外，在信息的反馈上也存在着不及时的问题，并且由于受到人的限制，对于基坑支护体系的形变与力变等没有办法保障监测的连续性。在采用自动化的深基坑工程监测手段之后，信息的反馈速度可以实现大幅度的提升，并且监测过程中所受到的通视条件制约以及气象环境制约等限制也有了明显的降低。

1、深基坑工程监控流程

1.1布设基坑监测测量点

监测的测量点位置应根据工程确定，并应根据基坑开挖引起的应力区域分布变化和施工经验确定。放置在合适的位置，以确保监测数据可以反映基坑变形和应力状态的变化，以及对外部环境的影响程度。开挖前，应在不同的开挖段建立监测点，同时需要了解基坑的强度，及时反馈基坑的稳定性。

1.2工程应用

根据工程设计要求，在基坑周围安装了测斜仪和墙体位移监测点。配备钢筋混凝土应变片和钢筋轴向力，并安装压力监测仪。在埋入测斜管的过程中，将预先组装就位，然后连接并固定到钢笼上。校正导向槽的方向，以确保导向槽垂直于或平行边缘，需要导向槽与钢架一起放置。在浇筑混凝土前，在管道底部涂上一层清水，以防止测斜管在浇筑过程中漂浮，并防止水泥砂浆流入管道。镀锌钢管用于覆盖管的上部仪表，焊接到钢笼上并封闭，以确保管的口部不被损坏，用水泥砂浆填充测斜仪管。支撑轴力监控的是了解基坑开挖中支撑轴力的状态以及结构，并评估与支撑套管位移有关的结构的安全性，通过测量轴向力来测量支撑。通过频率测量来测量钢筋流量计的频率，根据所测量的频率来校准曲线，测量数据是轴向力值，根据钢筋的直径计算钢筋张力。隔板的每个观察点都放置在上推力梁上，基准点需要设置在基坑深度距离的3倍范围之外。

1.3报警值监控

报警值在深基坑监测中非常重要，一般需要根据深基坑的支护和现场的环境确定预警值。基础轴支撑的位移、应力条件和环境沉降等一般变化。警告值需要考虑建筑安全，还要考虑建筑经济。如果警告值太严格，将影响施工进度，并且较低的警告值也将威胁支撑的稳定性和结构的安全性。警告值的设置应根据基础轴支撑的计算确定警报值。对于地下管道和其他特殊保护的装置，应需要设置合理范围内的警告值。根据主管部门的设计要求进行调整，并根据建筑物的变形承载力，检查预警值的标准范围，压根符合当前的施工要求。根据上述原则，应根据施工确定监测频率，在开挖期间应每天监测一次，如果监控超过预警值，则需要进行深入监控。如果有发生事故的迹象，则进行持续监控，并且及时采取紧急预防措施。为确保基坑施工的安全性，应加强基坑监测，将监测数据反馈给相关的施工设计人员，根据施工要求确定预警值。

2、自动化监测相关概述

2.1自动化检测的原则

2.1.1及时反馈原则

通过自动检测，做到对基坑支护进行24h连续性监测，并将监测到的结果在第一时间反馈给施工人员和深基坑项目的管理人员，以便基坑支护问题的尽早发现与及时解决，使问题应对措施的实效性得到保障。

2.1.2测点相关性原则

在布置自动监测点的时候，要避免将监测点布置在不同的断面内，最好是将监测点全部布置在相同的断面之中。如果实际施工情况只能够将监测点进行分面布置，那么就需要尽可能将监测点布置在较为接近的断面之中，这样通过监测点采集到的数据分析结果的准确性会更高。

2.1.3技术性与经济性原则

自动监测需要以满足日常监测的正常运行为基础，当基本的要求能够被满足之后，自动化监测设备的造价和后期的维护投入应该尽可能被控制，避免成本过高。所选取的自动监测的监测点不可以对附近的环境产生消极的影响，与此同时要做到对水文地质和施工要求的满足。

2.1.4自动化原则

传统的人工监测方式经常会在基坑支护的监测中暴露出问题，基坑支护的形变情况如果只是依靠肉眼或者是一般的仪器去进行监控，那么所得到的监控结果将是不准确的。所以，采用一套完整并且能够进行高速自动化运转的检测设备来对深基坑的支护结构情况进行实时监控是非常有必要的。

2.2自动监测的原理

2.2.1数据收集层级

数据的采集工作由数据传感器来负责完成，并且在收集与处理数据的过程中，将层级建立起来。数据传感器除了需要采集数据之外，还需要将数据利用无线电信号传送到数据收集器，当数据到达数据收集器之后，再使用计算机技术对所有的数据集中进行分析处理。

2.2.2数据预处理和传输层级

对于所采集到的数据首先需要经过预处理，而预处理的步骤一般是在数据采集系统中就已经完成的。传感器将数据采集到之后，数据采集系统会将其转变为数字信号的形式，然后再利用数据传输网络，把处理过的数字信号传输到数据处理中心进一步处理。

2.2.3数据处理层级

整个数据处理工作的工作量是庞大的，除了数据处理系统之外，控制系统也会参与数据的处理工作。数据处理系统在对各级傳感器所采集到的数据进行接收与分析之后，会对整个系统的运行采取控制，并依据传感器所反映出来的数据，有目的的对整个数据库的数据做到更新和管理。

2.2.4结构安全评定层级

关于整个结构的安全评定，全部是由安全评定系统来完成的。系统会根据数据处理系统的最终分析结果自动生成。在对监测的结构与数据进行全面分析、对现下收集到的数据与历史监测过程中收集到的数据进行对比之后，综合性地对建筑结构的稳定性和安全性做到客观分析，最终生成与建筑实情相吻合的结构安全报告。

3、深基坑工程自动化监测技术应用分析

3.1布设自动化监测基准点

由于该深基坑的施工中主要采用的是全站仪等自动化监测技术，因此应首先进行后视基准点的布设。基准点应设置于深基坑边坡不受变形影响的位置，基准点的数量应为3个。完成基准点的布设后，在深基坑工程的施工过程中应按照每周一次的频率定期对其位置的准确性进行复核，避免基准点出现位移等问题，以保证监测数据的准确性。

3.2布设自动化监测监测点

3.2.1布设土体位移监测点要点

在布设土体位移情况监测点时，应选择强度较高的PVC管作为测斜管，并将其打入土体内，测斜管上都应比测斜孔略长，且应将测斜管端口密封，以避免有杂物进入管内。在测斜孔内安装传感设备时应用钢管连接传感设备，且其一端应采用刚性连接方式，而在另一端则应设置万向节。完成测斜管的布设后，还应黄沙等将其覆盖，以避免其被移动。

3.2.2布设支撑轴力监测点要点

在布设轴力监测点时应根据监测对象的不同采用相应的布设方法。在钢筋混凝土支撑结构上布设监测点时应在钢筋构架四角主筋分别设置钢筋应力计，且其方向应平行于支撑方向。安装时应采用焊接方式。在焊接时应用湿毛巾等对应力计进行包裹，以防止传感设备受损。在布设监测钢管支撑轴力的相关监测点时，可以在钢支撑中设置监测点，并在钢支撑结构的截面两侧分别安装表面应变计等测量仪器。安装时应采用焊接工艺将其固定牢固，且应平行于支撑方向，应变计和钢支撑结构间应无间隙存在。

3.3布设自动监测仪器设备要点

在安装全站仪时应确保其基础稳定，并要进行钢筋笼的制作，且在钢筋笼上应焊接螺杆。在安装立杆时应将底部法兰盘紧密连接在基础结构上，并在立杆顶部设置全站仪。同时应为全站仪设置保护箱等防护设施，以避免全站仪受到降水以及灰尘等因素的影响。在该深基坑工程的自动化监测中还采用了自动化测斜技术。在安装测斜仪时应通过杆件箱测斜孔内下入自动测斜仪，并在测斜孔附件设置设备箱，以便于施测。

3.4自动监测技术设备应用方法分析

3.4.1监测深基坑位移方法

在该深基坑的自动化监测中利用全站仪以及自动化应变计、测斜仪以及钢筋计等设备进行监控测量。在对深基坑工程垂直以及水平方向上的位移情况进行监测时可以根据实际情况采用三角高程法或者极坐标法。以后视基准点为基础，对测站坐标进行后交会修正测量，并采用温度补偿方式对测距精度进行修正，并通过双盘位方法对轴系误差进行消除处理，以确保测量精度符合监测要求。

3.4.2深基坑土体测斜方法

在对深基坑工程土体进行测斜时，应按照从下到上的顺序安装传感设备，以准确测定被测目标偏角值。各测斜管首次测量中所采集的测量数据为该测点初始值，将其与深基坑施工过程中所采集的监测数据进行对比，其差值即为水平位移累计值。

3.4.3监测深基坑支撑轴力方法

在监测深基坑工程支撑轴力时，应首先复核传感设备在无受力状态下的频率值，并与标定频率进行对比，以确保其测量精度符合测量要求。监测时应对初始值进行2次测回测定，且初始值应取2次测回读数的平均值。在后续深基坑工程的施工过程中应进行日常动态监测，并以初始值为基础进行差值计算，以准确掌握深基坑工程支撑轴力变化情况，保证深基坑结构的稳定性和安全性。

结语：

深基坑工程是很多工程项目建设中的重要施工内容，为保证深基坑工程施工质量以及施工安全，施工单位应加强对自动化监測技术的研究，并积极应用先进的自动化监测仪器设备，对深基坑施工的全过程进行全方位的动态监测，以准确掌握深基坑状态，及时发现异常现象，并为深基坑施工管理以及质量控制提供可靠的参考依据，从而为深基坑工程施工的顺利实施提供技术支撑，并推动我国建筑行业的现代化发展。

参考文献：

[1]廖辉灿.软土地区基坑开挖监测的实践与应用[J].福建建设科技，2017，02：3-5.

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