自动化监测技术在基坑监测中的应用分析

自动化监测技术在基坑监测中的应用分析

陈中田

福建华通电讯工程有限公司350001

摘要：在建筑程施工阶段，基坑施工是基础施环节，与建筑结构稳定性及安全性联系密切。部分地区地质条件特殊，为降低特殊地质对基坑施工环节产生的不利影响，可依托自动化监测技术完成施工环节动态监测，掌握基坑支护结构内力信息、基坑支护结构位移信息、地下水位与基坑外土体变化信息，确保基坑施工环节更加安全高效，为后续施工环节展开提供有利条件。

关键词：自动化监测技术；基坑监测；应用分析

引言

《建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）》标准定义基坑为建（构）物地下部分的施工而开挖出的空间，而基坑支护是为保护地下室等结构施工和周边环境安全，对基坑采用临时性的支挡、加固保护与地下水控制措施。大量的基坑工程经验和理论分析表明，风险发生的原因多为内部和外部导致。建筑施工周围环境（如建筑物、道路、地下管道等）的复杂性是外部关键因素之一。通过监测和预警，基坑工程可以及时发现安全隐患，并采取措施保护基坑及周边建筑物的安全。对于传统的基坑监测，主要技术参数是用传统仪器在现场手动和定期测量的。其工作量大，且易受环境和现场条件的影响，存在某些系统错误和人为错误。

1.自动化监测技术概述

自动监控技术包括大数据技术、物联网技术等先进技术,通过在监控对象的各个结构部位安装传感器,实时采集监控对象的动态数据,将所有监控数据汇集到控制中心,技术人员利用自动监控系统对数据进行分析处理,准确评估锅炉受力状况和不利变化趋势。随着自动化监控技术在基坑监控中的作用越来越明显,该技术的应用已得到越来越多的施工人员的认可,该技术的先进性非常明显,可以节省大量的人力资源。尽管基坑开挖过程给现场监控带来了诸多困难,但自动化监控仍能顺利完成监控,有效保证数据采集和信息传递不间断,技术人员可通过现场监控数据变化进行动态分析,预测危险因素影响趋势并加以防范。

2.基坑监测环节中常见自动化监测技术种类

2.1传感器监测技术

激光位移传感器在测量效率和测量精度方面具有突出的优势,它可以满足全天候和自动化监测的要求,在垂直位移监测中起着重要的价值。传感器监控技术的基本原理是依靠位于控制点处的激光位移传感器来获取垂直测量数据,然后得到控制点之间的位置变化,得到基坑的垂直位移变化。从传感器监控技术的实际效果来看,在监控点测得位移绝对值的可靠性有待进一步提高。此外,激光位移传感器设备成本较高,普通企业承受不起这样的成本压力。这项技术的应用在很大程度上受到限制。

2.2全站仪监测技术

在自动化监测技术应用过程中，全站仪监测技术是重要构成部分。全站仪具有自动化优势，动力来源为马达装置，可完成监测对象的自动跟踪与准确识别。当监测对象设置目标棱镜后，即可应用全站仪完成后续自动瞄准。技术人员需根据监测要求，做好全站仪技术参数调整，由全站仪对监测对象坐标、角度及距离等数据加以收集、归类与存储，再应用无线网络或光纤对数据加以传输。当数据处理中心接收到信息后，可实现自动分析。根据分析结果可发布预警信息，为确保施工安全提供有利条件。在全站仪监测技术应用时，应做好基准点设置，将基准点设置在基坑边坡安全位置，随后每隔七天展开一次精度检查，判断基准点是否出现位移等现象，使数据采集更加精准高效。还应结合设计图纸及各类参考资料，根据深基坑施⼯现场实际情况，科学调整自动化监测点位，使数据获取更加全面。

2.3锚杆锚索应力监测

锚杆锚索应力监测采用锚索测量仪和钢筋测量仪。将大量螺栓和锚索打入深基坑，并分别使用钢筋计和锚索计监测锚杆和锚索的轴向力、拔出力和张力。锚杆和锚索的应力监测可手动或自动进行。自动监测需要使用多通道数据采集系统。钢筋计和锚索计与多通道数据采集仪相连。数据采集系统将数据访问到采集系统，并将其上传到云平台进行实时在线监测。自动监测的优点是受环境因素影响较小，采集间隔较短（低至每分钟一次），使监测数据更加准确。

2.4光纤传感监测技术

目前,光纤传感技术已经发展成为一种非常成熟的实用技术,在深层锅炉自动监测中得到了积极的推广和应用。光纤传感器的技术特点在于它可以全天候自动化,不仅可以对深锅炉进行自动监测,而且因为该技术具有良好的通用性,在其他工程动态监测中也具有广阔的应用空间。在深基坑自动监测过程中,可以进行深基坑内地面外应力、支护结构的应力和安全稳定性数据的测定,以及深基坑内地下水位、异常位移、变形、上升、沉降等安全隐患的动态监测,还可以自动监测深基坑所在区域的地下管网状况和异常沉降或变形的风险。同时,借助光纤传感技术,可以构建监测对象的三维模型,使监测信息直观地呈现出来,有利于监测数据的准确分析。光纤传感器技术在深层锅炉自动化监测工作中的应用达到了深层锅炉自动化监测的新水平,为提高数据采集和分析的质量和效率提供了技术支持,有助于确保深层锅炉的安全运行。

2.5 摄影控制技术

随着光监测技术的飞速发展,其测量精度大大提高,光监测技术已应用于基础地形测绘、边界测绘、房地产测绘等诸多领域。近年来,视频设备和摄影数据处理技术在行业中取得了长足的进步,使摄影监测技术的精度有了更大的突破,并使其在地下室水平位移监测中得到更广泛的应用。摄影测量技术可应用于基坑变形的三维监测,在工作效率、监测周期和监测模式等方面,已显示出其他监测技术无法替代的优势。基于摄影监控技术的无人机可以到达成熟或人迹罕至的地区,因此其应用的广度和深度也将有进一步的突破。

2.6传感器自动化数据采集技术

传感器数据自动采集技术允许通过安装各种类型的传感器来实现内部强度和水位的自动监测。工作原理是根据不同的监测项目选择相应的传感器类型,内部监测传感器通常包括轴向、钢筋、混凝土变形器、表面变形器、土压力表、极压表等。；水位监测传感器通常使用干涉仪,每次监测时,自动收集器采集传感器变化的监测数据,利用无线通信技术将采集到的信息传输到服务器,然后根据计算公式转换相应的内力或地下水位监测数据。

结束语

综上所述，随着建筑工程覆盖面积的不断扩大，基坑施工环节的重要作用愈加凸显。为提高基坑施工水平，施工人员应加强全站仪监测技术、3D激光监测技术、光纤监测技术、安全智能监测管理平台研究及应用，积极借鉴有关案例，充分发挥出自动化监测技术在基坑监测环节中的重要作用及价值，促进自动化监测技术的推广普及，为基坑监测工作高效率、高质量开展提供有利条件。

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