自动化监测技术在深基坑监测中的应用

自动化监测技术在深基坑监测中的应用

陈凯文1,于小昌2

1工讯科技（深圳）有限公司 山东 青岛 2662002青岛中绘地理信息有限公司，山东青岛，266400

摘要：近年来，随着我国城市化进程的步伐不断加快，基坑工程逐渐呈现开挖面积大、开挖深度深、距离建(构)筑物近等特点，具有高风险性，施工过程会引起支护结构自身的变形及周边环境的变化。因此，必须对基坑支护结构及周边环境进行全方位的监测，结合监测数据及时调整施工方案，做到信息化施工。文章首先介绍了全站仪监测技术、3D激光扫描监测技术，对自动化监测技术在深基坑监测中的具体应用进行系统性分析，以供同类项目参考。

关键词：深基坑工程；自动化监测系统；应用研究

引言

在建筑行业中，人们更加关注施工的安全性，而深基坑工程作为工程项目中的基础部分，对工程项目质量有着极大影响，且通常设置在人口密集区域，需要对其进行有效监测。如今，随着信息时代的到来，自动化检测系统逐渐完善，使得监测效率和监测质量迅速提高，提升了深基坑工程建设的安全性，对整个建筑行业发展具有重要意义。

1自动化监测技术概述

自动化监测技术涵盖大数据技术、物联网技术等先进技术，通过在监测对象的各种构造部位设置传感器，实时采集监测对象的动态数据，将所有监测数据汇聚到控制中心，由技术人员利用自动化监测系统分析处理数据信息，对基坑受力状态实况和不利变化趋势作出准确评估。随着自动化监测技术在基坑监测中的作用越来越明显，这种技术的应用价值已经被越来越多的施工人员认可，这种技术的先进性非常突出，能够节省大量人力资源。即便基坑开挖环节给现场监测带来诸多困难，自动化监测仍然能够圆满完成监测作业，有效确保数据采集和信息传输不会中断，技术人员能够通过现场监测数据变化进行动态分析，对风险因素的影响趋势进行提前预判及预防。

自动化监测技术在基坑监测作业中具有下列优势：（1）及时性。自动化监测技术对基坑作业进行实时监测，一旦察觉到作业过程存在异常迹象，就会第一时间向现场施工和管理人员做出反馈，从而及时采取针对性的补救措施。（2）连续性。在基坑监测的传统模式中，作业人员需要进行交接班，也有可能因为其他原因导致监测中断；而引入自动化监测技术之后，基坑监测可达到全天候、无死角地进行实况监测，即使天气条件恶劣或极端天气也能正常监测。（3）准确性。自动化监测仪器设备监测精准度高，运行安全稳定，同时能实现表格的自动生成和数据信息传输，还能对岩土结构的动态趋势进行直观反映，确保数据准确可靠。（4）延展性。自动化监测技术不但能准确监测基坑变形动态，还支持压力计和雨量计的接入监测，这种良好的延伸性确保基坑监测形成立体监测体系。

2深基坑工程中的常见自动化监测技术

2.1全站仪监测技术

采用自动化监测技术对基坑作业进行监测，全站仪是监测仪器设备的重要组成部分。全站仪的自动化程度很高，它是由马达给予驱动力，实现对监测对象的自动检索和跟踪，以及准确识别。监测对象只要设置了目标棱镜，全站仪就可完成接下来的自动瞄准和定时。技术人员结合预定任务在全站仪上设置相关技术参数，由全站仪完成对监测对象的距离、角度，以及三维坐标的自动数据采集、测量及储存，同步利用光纤和无线网络完成数据信息传输。数据处理中心接收到数据信息后完成数据的自动分析处理，结合分析结论及时发布预警信号，为深基坑施工提供安全保障。

2.2 3D激光扫描监测技术

深基坑监测引入自动化监测技术之后，3D激光扫描成为常用技术形式之一。它是通过高速激光扫描测量监测对象，获取监测对象的三维坐标，在此基础上构建监测对象的三维模型。3D激光扫描监测技术的原理基础是激光测距原理，能快速测定规模较大且密集的监测对象的三维坐标。较之测量作业的传统模式，这种先进技术提升了测量精准度和工作效率。3D激光扫描技术的自动化程度很高，它对数据采集和分析的处理速度极快，工作效率大幅度提高，相关信息的动态调整更加方便快捷，便于深基坑监测作业的顺利实施。而且3D激光扫描技术的测量监测不需要接触监测对象，省去了使用反射棱镜等仪器设备的过程。该技术尤其适用于地质条件复杂恶劣的环境监测，在极端环境下也能采集到客观准确的深基坑数据，为深基坑作业过程和质量控制提供有力数据支持。

3深基坑工程自动化监测技术的具体应用

3.1基准点和监测点设置

首先在基准点设置中，为了加强对深基坑变形现象的监测，需要在深基坑周围设置不同的全站仪后视基准点，并将各个基准点固定住，每隔一段时间对基准点的稳定性进行检测，以此保持系统的稳定运行，确保数据的合理性，并正确判断现场施工环境的状况，使其处于合理范围内，对整个工程建设具有推动作用。其次在设置监测点的过程中，要求施工人员严格把控现场的施工环境，仔细分析相关资料以及设计图纸。在设置监测点时主要从以下两个方向入手。

3.1.1土体位移监测

土体位移监测一般是对支护体系土体纵向发生位移的整个过程进行检测，能够收集深基坑周围的地势地形特点，及时掌握土体动态信息。在设置过程中，需要将测斜管安装在土体内部，保证测斜管的长度高于测斜孔的深度，并做好密封处理，防止周围杂物的入侵，提升监测点的稳定性。

3.1.2应力器设置

当深基坑周围支护墙纵向荷载程度下降时，将导致实际支撑轴力和实际支护轴力不相符合，容易引发各种安全事故。因此需要高度重视深基坑周围支护墙的轴力大小，提前设置好应力器，对支护墙轴力大小进行动态监测。其中，应力器需安装在支护墙的底部，与混凝土支护架保持垂直，防止墙体出现裂缝。

3.2自动化马达全站仪技术的应用

自动化马达全站仪技术又叫测量机器人技术，是将计算机技术与自动化技术相结合所形成的一种自动化测量设备，在深基坑建设中应用具有较强的优势。

自动全站仪主要以马达为主要驱动，代替了以往的人工操作模式，提高了监测效率。在实际应用中，自动化马达全站仪可以实现对安全隐患的跟踪与识别，获取深基坑深度、三维坐标等相关信息，具有明显的智能性。而且，其可利用多种不同的测量软件，提前设置好测量任务，便于监测工作的准确开展，节约时间成本。另外，将测量后的数据与软件系统进行结合，可代替传统的人工测量模式，降低了危险性。除此之外，自动全站仪能够在规定时间内，自动瞄准在变形体中目标棱镜的顶部，利用光纤传输以及无线电通信的方式将数据上传到监测系统中，再通过监测系统中的处理模块进行分析处理，进而做出相应的调整，以降低危险事故的概率。

结束语

当前我国现代化建设项目工程规模越来越大，对深基坑监测的要求越来越严格，为了进一步促进深基坑监测质量的提高，相关人员应针对全站仪监测技术、3D激光扫描监测技术、光纤传感监测技术等各种自动化监测技术进行深入研究。积极借鉴和参考相关案例，合理分析和梳理自动化监测技术在深基坑监测中的具体应用，以保证建筑工程深基坑监测作业的高效开展。

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