——以钱江苑一期工程为例
吴荣本
杭州市勘测设计研究院浙江杭州310012
摘要：地下空间的开发建设的增多，使得深基坑技术的应用逐渐普遍化，在施工建设期间会遭受多种因素的影响，包括地质条件，水文环境以及施工技术等，尤其是临近已运营地铁线路的施工环境，则更应当注重以上因素。但是现阶段的施工计算已无法全面反映出工程所存在的多样变化。本文通过研究分析深基坑工程的监测技术现状，并以钱江苑一期工程为例对深基坑自动化监测技术进行研究，希望可以和专业人员进行技术探讨。
关键词：现状分析；深基坑自动化监测；技术应用
现阶段，深基坑监测技术还没有形成成熟的理论指导基础，它的设计方案与支护技术都需要建立在一定的理论实践基础之上。在实际操作环节，复杂的地质条件与施工环境很难兑现理论与技术的应用，在研究分析实际案例时发现，施工期间仅仅依靠理论分析和经验估计是很难得到实际的监测效果。因此，为了提升基坑的安全性，我国多数基坑工程都实行施工监测，避免出现安全事故。为了保证工程的安全，每天定时监测施工现场，严格控制测量值与预警值的差别，在工程施工安全线超过预警值时，系统会自动报警，确保基坑施工的安全。
1、基坑监测的现状
目前的监测技术主要是通过设定报警控制值来监测项目安全，当监测数据超过设定控制值系统自动报警，相关单位需要立刻采取措施，起到保护深基坑安全的作用。主要是采用测量方式来确定支护结构的位置变化，以及运用径向基函数神经网络进行深基坑监测等技术。
但是研究表明，大部分的基坑监测只能收集和简单分析监测数据，不能结合施工的具体环境，只是单一地判断测量值是否超出预警值。现阶段我国建筑行业的基坑施工主要存在以下几点不足：（1）缺乏专业基坑建设施工技术。（2）缺乏制定科学合理的基坑施工方案，造成盲目施工的情况。（3）缺乏专业的数据监测软件，人工分析和预测数据存在较大的误差。
2、基坑监测
2.1基坑监测内容
根据《建筑基坑工程监测技术规范实施手册》中的有关规定，基坑监测主要包括：坡顶水平位移监测、支撑内力监测、周边环境监测、坡顶竖向位移监测、基坑底部隆起监测，土压力监测，地下水位监测等。
2.2坡顶水平位移监测
坡顶水平位移能够反映围护结构变形，在监测时一般采用全站仪，通过视准线法测定坡顶位移变化情况，这只适用于特定方向的测量。对于任意方向的测量则需要采用极坐标法进行水平位移测量。基准点应布置在工程可能影响的区域外（5倍的基坑开挖深度范围外，但不宜大于100m），基准点位置需便于观测且处于稳定或相对稳定位置。
2.3施工环境监测
（1）主要是使用精密水准仪对施工周边建筑物沉降情况进行监测，监测方法是在稳定区域设置三个基准点，并相互之间进行校测和联测，引用施工控制点高程作为绝对高程，监测点采用二等水准网进行测量。在基坑开挖前进行3次初始值观测，并取3次平均值作为初始值，用后续的观测值与初始值进行对比，得到本次变形值。
（2）管线竖向位移监测。主要是对基坑开挖影响范围内的管线竖向位移监测，地下管线位于主要影响区时，竖向位移监测点布设间距宜为5m~15m；位于次要影响区时，竖向位移监测点的间距距宜为15m~30m，优先采用抱箍法在管体上布设直接竖向位移监测点，监测方法采用二等水准网进行观测。
2.4墙体（土）深层水平位移监测
墙体（土）深层水平位移监测主要是观测基坑开挖造成围护结构（土体）不同深度的水平位移，监测方式主要是根据基坑支护结构，施工环境等，在围护结构（土体）的重要位置点埋设测斜管，并定期使用测斜管进行测量，计算在不同的深度基坑的水平位移变化情况。
2.5其他监测
（1）基坑底部隆起监测。利用精密水准仪，在底部设置回弹监测标，利用几何水准法监测基坑底部隆起情况。
（2）土压力监测。使用土压力计量测监测基坑的土压力，土压力盒的量程应大于两倍的极限值，精度设置为0.5%F?S，分辨率设置在0.2%F?S。
（3）支撑内力监测，砼支撑采用振弦式钢筋计，在支撑钢筋绑扎完成后、支模前，将钢筋应力计焊接在主筋上，一般在监测截面上、下、左、右主钢筋上分别对称布设1个钢筋应力计；钢支撑采用轴力计，在钢支撑架设期间将轴力计布置在钢支撑的固定端随钢支撑固定在相应的位置。
（4）地下水位监测。主要是通过水位计进行测量，应在基坑开挖前埋设水位管，将水位测量精度控制在10毫米以上，水位变化值控制在每天800毫米。
3、深基坑自动化监测技术的应用
3.1信息化施工
主要指将深基坑开挖过程中围护结构、周边岩土、周边建构筑物及管线等变形信息进行收集和分析，这对施工方案的科学性以及技术设计的合理性有重大指导作用，还能预测施工期间可能会出现的问题，进行方案的合理优化以及技术设计的调整，有效规避工程建设的不利因素，提升工程质量安全。
即使信息化施工已经较为普遍，由于岩土工程有着较大的复杂性，我国现阶段的技术还达不到信息化施工的高度，还是采用传统的经验和理论进行实际施工，通过这些年的工程实践积累的敬仰，能在一定程度上完善和优化施工方案，因此，我国的信息化施工技术一定可以走向成熟阶段，实现施工信息化。
3.2自动化监测
自动化监测的原理主要是以下几个方面：
（1）数据采集。测点控制器通过电缆将收集到的各个子传感器的信号发送到数据采集系统。
（2）数据处理传输。数据采集系统承担着数据处理的责任，它将收集到的各个子传感器的信号处理之后转化为数字信号，再通过传输网络将数据传至控制系统。
（3）数据控制系统。它主要是负责数据的控制与处理，包括对采集数据的控制，分析，处理和管理系统数据库。
（4）结构安全评价
这部分工作主要是由结构安全评价系统完成的，主要是分析监测数据，对比历史监测数据的差异化，分析围护结构的安全性，将分析结果形成安全监测报告。
3.3收集和分析监测数据
（1）整理分析监测数据。运用专业的监测系统和数据采集技术，结合计算机，信号处理技术，云计算等各项软件，以计算机作为操作平台，研究开发多功能的数据处理评估系统，提供科学的监测管理以及合理的深基坑安全评估分析。
（2）数据保护措施。使用不间断电源，避免停电或断电导致服务器瘫痪；RAID磁盘阵列技术可以有效防止数据外泄，还能进行数据备份，确保数据安全。对于数据丢失等情况可以采用RAID技术进行数据恢复；定期对服务器的运行状况进行检查，确保数据库的安全。
3.4监测控制值和预警机制
当前深基坑开挖监测报警分为监测预警、监测报警和工程报警，监测预警值取监测控制值的百分之七十；监测报警值取监测控制值；工程报警为监测数据已经超过控制且仍未收敛或现场巡查发现异常情况。
自动化监测系统为智能化管理系统，该系统确保全天24小时进行监测，系统会依据预设的预警机制进行分级别的通知，具有智能化的识别功能。
4、结束语
深基坑监测是信息化施工的主要环节，信息化反馈深基坑开挖过程中产生的受力变形情况，可以及时判断基坑的安全性。传统的深基坑监测只能依靠人工采集数据，效率低，时效性差，数据的真实性无法溯源。自动化的监测技术可以有效规避以上问题，这在一定程度上确保了监测数据的准确、及时、有效，也更有效的保证了深基坑开挖的可控及安全。
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