孫元帝，孟凡明，孫志鋮，孫 建

（1.建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100007；2.北京興電國(guó)際工程管理有限公司，北京 100089；3.一汽-大眾汽車有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130011）

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，城市建筑業(yè)也蓬勃發(fā)展，所以深基坑建設(shè)工程也備受關(guān)注。由于深基坑工程位置基本都處在城市人口交通較密集的區(qū)域，安全問(wèn)題尤為重要，深基坑的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)就要發(fā)揮其作用，為安全施工保駕護(hù)航。隨著科技的不斷發(fā)展，深基坑檢測(cè)也從原始的人為檢測(cè)轉(zhuǎn)變成了自動(dòng)化全程檢測(cè)。原始的人為檢測(cè)技術(shù)不僅效率低下，資本投入大，而且效果不顯著，未能及時(shí)有效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、反饋，并分析后應(yīng)用于實(shí)際深坑基施工中。而自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)在基坑監(jiān)測(cè)過(guò)程中充分發(fā)揮其高效準(zhǔn)確的作用，在節(jié)約資源、提高效率的同時(shí)，更加保障了安全施工，也大幅提升了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)水平，有效克服了周圍客觀環(huán)境的影響。是深坑基施工的一向重要技術(shù)支持。

1 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本內(nèi)容

1.1 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成

自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖1所示。

數(shù)據(jù)檢測(cè)是一項(xiàng)涵蓋細(xì)節(jié)多，流程復(fù)雜，連續(xù)性的多角度、多空間的監(jiān)測(cè)工作，而自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，能夠很好地完成持續(xù)性自動(dòng)監(jiān)測(cè)全范圍的數(shù)據(jù)工作，更好地監(jiān)測(cè)和掌握深基坑施工穩(wěn)定性判斷以及深基坑變形情況，且能更準(zhǔn)確及時(shí)地將信息反饋給深基坑施工者，為深基坑安全提供了保障。

圖1 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖

1.2 深坑基監(jiān)測(cè)

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，自動(dòng)化坑基監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠通過(guò)水平移位或者豎向位移的方式進(jìn)行24h全天候的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)包括內(nèi)業(yè)檢測(cè)和外業(yè)檢測(cè)兩個(gè)方面。內(nèi)業(yè)監(jiān)測(cè)是指依據(jù)專業(yè)的軟件驅(qū)動(dòng)，通過(guò)模型的預(yù)測(cè)系統(tǒng)的要求，將自動(dòng)化成果進(jìn)行自動(dòng)導(dǎo)入后形成最終的數(shù)據(jù)處理工以及結(jié)果的實(shí)時(shí)反饋，并將結(jié)果發(fā)回到自動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，平臺(tái)處理完成后對(duì)檢測(cè)所得的結(jié)果進(jìn)行圖文并茂的直觀反映。具體的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方法：用多種檢測(cè)方式來(lái)完成自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，包括水平位移以及其他的監(jiān)測(cè)方法，來(lái)對(duì)檢測(cè)對(duì)象24h全天候地進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，發(fā)揮技術(shù)軟件的優(yōu)勢(shì)，充分地在內(nèi)業(yè)監(jiān)測(cè)以及外業(yè)監(jiān)測(cè)上以成果預(yù)測(cè)模型進(jìn)行自動(dòng)化的統(tǒng)計(jì)工作，然后把自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)處理完成的結(jié)果反饋給應(yīng)用者。此外，還可以通過(guò)靜力水準(zhǔn)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，靜力水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)的方法也是自動(dòng)化坑基監(jiān)測(cè)中的重要技術(shù)大多是通過(guò)通管水準(zhǔn)儀監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)深基坑的監(jiān)測(cè)它的每臺(tái)儀器都要進(jìn)行沉降的測(cè)試對(duì)液位的變化，液位計(jì)測(cè)點(diǎn)可進(jìn)行垂直變化測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)的發(fā)布、預(yù)警功能

在電子信息技術(shù)的支持下，使得深坑基檢測(cè)數(shù)據(jù)的反饋更加及時(shí)和便利。工作人員可以通過(guò)自己安裝有自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)APP的手機(jī)移動(dòng)客戶端，實(shí)時(shí)地觀測(cè)深坑基的監(jiān)測(cè)情況，及時(shí)地掌握系統(tǒng)平臺(tái)傳輸給客戶端的監(jiān)測(cè)成果。而且，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，利用SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)的基坑在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行發(fā)布與預(yù)警，它包括有在線數(shù)據(jù)查詢和在線數(shù)據(jù)分析，以及報(bào)警設(shè)置。輕輕點(diǎn)擊觀測(cè)點(diǎn)，既可實(shí)時(shí)掌握該點(diǎn)的所有檢測(cè)數(shù)據(jù)。使用者可以預(yù)先設(shè)置報(bào)警閾值，當(dāng)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)到達(dá)報(bào)警值的時(shí)候，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)報(bào)警，便于工作人員及時(shí)進(jìn)行處理，最大限度地控制風(fēng)險(xiǎn)，保障生產(chǎn)施工、人員以及財(cái)產(chǎn)的安全。

2 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性分析

尺度變形可靠性分析。實(shí)驗(yàn)中，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與人工測(cè)量時(shí)間相差比較短，而且基坑周圍未發(fā)生大的環(huán)境改變，可認(rèn)為測(cè)量中測(cè)量點(diǎn)是穩(wěn)定的，則兩點(diǎn)間絕對(duì)距離是相同的。選取4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，兩兩計(jì)算測(cè)量點(diǎn)絕對(duì)距離差值來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的可靠性分析。這兩種觀測(cè)均屬于等精度的觀測(cè)，邊長(zhǎng)中所產(chǎn)生的誤差可以利用以公式（1）來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

式中：d為這兩種不同測(cè)量方法所計(jì)算長(zhǎng)度的差值；n為同一條邊觀測(cè)的次數(shù)。

經(jīng)過(guò)詳細(xì)的計(jì)算，N1—N2邊中測(cè)量的誤差m1=±0.5mm，在這組計(jì)算中超過(guò)中誤差有8期的數(shù)據(jù)。N3—N4邊測(cè)量中的誤差m2=±0.8mm，當(dāng)中，超過(guò)中誤差有9期的數(shù)據(jù)。計(jì)算結(jié)果可以看出，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，測(cè)量的結(jié)果差值較小，而且變化幅度也相對(duì)較小，測(cè)量數(shù)據(jù)相對(duì)比較穩(wěn)定，證明自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)具有充分的可靠性。

3 案例分析

3.1 案例概況

此工程處在市中心位置，外界的交通復(fù)雜，高層建筑物居多，并且各種干擾因素較多，也較為復(fù)雜和嚴(yán)重。周邊24h均有較多的交通參與者，車輛、行人穿梭不斷，并且在工作日時(shí)此地交通擁堵。由于在市中心，周邊的地下電纜、管道、管線都非常密集。

本次主要檢測(cè)的內(nèi)容有，坡頂所產(chǎn)生的豎直位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，坑基坡定產(chǎn)生的水平位移進(jìn)行檢測(cè)，建筑物產(chǎn)生位移的監(jiān)測(cè)，坑基周邊交通情況監(jiān)測(cè)。檢測(cè)的坑基大小為深度21 m、長(zhǎng)度96.6 m、寬度62.1 m，坑基開(kāi)挖的安全等級(jí)為一級(jí)安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，充分對(duì)本次施工安全和工程質(zhì)量進(jìn)行保障。該項(xiàng)目加固方式為預(yù)應(yīng)力錨索和單排樁組合的方式，所運(yùn)用的為上部放坡支護(hù)的方式，本次檢測(cè)點(diǎn)受到上不部分觀測(cè)點(diǎn)被遮擋的影響，觀測(cè)工作局限性較大。所以人工檢測(cè)收到影響極大實(shí)現(xiàn)不了檢測(cè)。鑒于此，該項(xiàng)目最終采用了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)有效文成檢測(cè)任務(wù)。通常采用斷面模擬法，此模式屬于建筑設(shè)計(jì)行業(yè)中目前比較先進(jìn)的模式，不僅使得設(shè)計(jì)質(zhì)量有效提其，而且使得設(shè)計(jì)效率也提升許多，具體如下圖2所示。

圖2 被分割成為不同元素類型的建筑

3.2 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置

根據(jù)此項(xiàng)目的實(shí)際情況，本次測(cè)量受到周邊環(huán)境的影響較大，例如，周邊高層建筑物居多，所處位置的地理環(huán)境較為復(fù)雜，導(dǎo)致本次測(cè)量范圍相對(duì)小，根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，在檢測(cè)布點(diǎn)時(shí)，要更加細(xì)致合理。此次的監(jiān)測(cè)觀測(cè)站，具體位置設(shè)置在需要檢測(cè)坑基的南邊，也就是門診的樓頂位置，本次檢測(cè)將水平位移點(diǎn)和平面控制的觀測(cè)點(diǎn)合并在一起，此外，水平和豎直的位移點(diǎn)也合并在一起使用，其的具體位置位于坑基的邊坡。深坑基的開(kāi)挖口和自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離大概為30cm，相鄰點(diǎn)之間的距離本次設(shè)置為15m，此次檢測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)點(diǎn)一共設(shè)置了20個(gè)，用L型棱鏡來(lái)代表監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，在基坑四周布置水平位移斷面監(jiān)測(cè)，間距控制在大約25 m。在檢測(cè)斷面中設(shè)置測(cè)斜傳感器，具體設(shè)置在每個(gè)斷面的不同深度處，數(shù)量為82個(gè)，同時(shí)，沿著四周布設(shè)錨索內(nèi)里監(jiān)測(cè)斷面，間距也同樣控制在25 m，每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面均設(shè)置有錨索傳感器，傳感器數(shù)量為46個(gè)，按25 m間距在坑基四周布設(shè)地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并在每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)裝置滲壓計(jì)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)共計(jì)9個(gè)。在測(cè)量機(jī)器人的設(shè)置中利用Trimble 4D軟件，設(shè)置統(tǒng)一時(shí)間段對(duì)同一測(cè)量點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，每次測(cè)量完成后，為控制變量，立即用同一全站儀調(diào)整為手動(dòng)測(cè)量模式對(duì)自動(dòng)測(cè)量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)人工監(jiān)測(cè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展城市化進(jìn)程不斷加深的同時(shí)，城市建筑也是快速崛起，深坑基支護(hù)也隨之得到更大的發(fā)展和關(guān)注。文章結(jié)合實(shí)例，充分闡述了深基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)的重要意義。通過(guò)將自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與傳統(tǒng)深坑基監(jiān)測(cè)進(jìn)行對(duì)比，將自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用可靠性做了充分說(shuō)明，并通過(guò)具體的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例，把自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用方式、應(yīng)用效果都做了詳細(xì)的展示，也讓其他學(xué)者能更詳細(xì)清楚地了解自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在未來(lái)的深基坑工程建設(shè)中，也希望深基坑檢測(cè)技術(shù)能得到更廣泛的應(yīng)用，能更好地服務(wù)于深坑基檢測(cè)工程和其他的各行各業(yè)。