龍章

摘 要：隨著超高層建筑和地鐵工程的出現(xiàn)，深基坑被廣泛的運(yùn)用。但深基坑工程容易受環(huán)境、地質(zhì)等因素的影響，在實(shí)際的施工中較為復(fù)雜，且有許多的不確定，存在一定的安全隱患。因此，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，掌握深基坑工程的開(kāi)挖情況和支護(hù)技術(shù)，對(duì)保障工程的安全有重要意義。文章先了解了深基坑工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，后對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要的談?wù)?，希望?duì)相關(guān)人員有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：深基坑;自動(dòng)化;監(jiān)測(cè)技術(shù)

目前深基坑工程的主要監(jiān)測(cè)技術(shù)是人工監(jiān)測(cè)，這種方式存在的主要問(wèn)題包括：監(jiān)測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)，人力的需求量大，反饋信息的速度慢，難以實(shí)現(xiàn)基坑形變、力變等的連續(xù)監(jiān)測(cè)^[1]。由此，無(wú)法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)合理的預(yù)測(cè)，降低事故的發(fā)生率。隨著當(dāng)前光纖傳感技術(shù)的使用，能在替代原有技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和全天候監(jiān)測(cè)等功能，但在技術(shù)條件上還存在不足，難以實(shí)現(xiàn)深基坑工程的全系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，也尚未形成規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和完善的操作規(guī)程。

1 自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1.1 原則

通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，將出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)并準(zhǔn)確地向施工員和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人反映，然后采取針對(duì)性的措施。在測(cè)點(diǎn)布置的時(shí)候應(yīng)該在同一斷面內(nèi)布點(diǎn)，若不能實(shí)現(xiàn)在同一斷面布點(diǎn)，也要確保在相鄰的斷面，從而提高測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的相關(guān)性以及相關(guān)分析的準(zhǔn)確性。由于人的肉眼難以達(dá)到技術(shù)上的要求，在深基坑的監(jiān)測(cè)上會(huì)有紕漏出現(xiàn)的可能，是以在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的支護(hù)狀態(tài)等實(shí)際情況進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)時(shí)需要引用自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。此外，在保障監(jiān)測(cè)工作的日常運(yùn)行下，控制設(shè)備和后期維護(hù)的成本投入，選擇不影響周?chē)h(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)，且能夠滿(mǎn)足施工的條件和地質(zhì)等的要求。

1.2 原理

在收集數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理的階段中創(chuàng)立層級(jí)，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)傳感器采集，然后利用無(wú)線(xiàn)電將數(shù)據(jù)輸送到收集器中，再通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)里先進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)分析，將信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)到達(dá)數(shù)據(jù)處理中心，由數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行再處理。數(shù)據(jù)采集器與控制體系合作完成繁重的數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)收集、處理并分析采集的數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的控制，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的及時(shí)更新和數(shù)據(jù)管理。安全的評(píng)定工作主要是分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而評(píng)判工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全，自動(dòng)生成與實(shí)際相符的報(bào)告^[2]。

1.3 目的

取代人工監(jiān)測(cè)的傳統(tǒng)模式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)模式上的缺陷，實(shí)現(xiàn)全天候連續(xù)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)，增加重要指標(biāo)的監(jiān)測(cè)次數(shù)，及時(shí)且準(zhǔn)確的反饋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提高現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)的可靠性和利用率，以達(dá)到信息化高效施工的要求。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和對(duì)比，當(dāng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，能及時(shí)發(fā)出警報(bào)，給施工人員充足的時(shí)間處理問(wèn)題，確保深基坑工程的安全和施工質(zhì)量。

2 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)和設(shè)備布設(shè)

2.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)

全站儀后視基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該布設(shè)在基坑周?chē)覕?shù)量至少為2個(gè)。在實(shí)際的施工中，需要在不受變形影響的穩(wěn)定范圍內(nèi)布置基準(zhǔn)點(diǎn)，選擇基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)地時(shí)應(yīng)該注重視野的通視條件和土層的穩(wěn)固條件，確保基點(diǎn)不能任意移動(dòng)。每個(gè)月應(yīng)該定期聯(lián)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，確?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定，從而保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，提高結(jié)果的科學(xué)性。

2.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

第一，對(duì)基坑開(kāi)挖情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)在土體的縱向位移量全面監(jiān)測(cè)和控制，及時(shí)且準(zhǔn)確掌握基坑和土體的動(dòng)態(tài)變化。測(cè)斜孔是在土體內(nèi)部打入PVC 測(cè)斜管，同時(shí)保證管比孔深長(zhǎng)。測(cè)斜管內(nèi)設(shè)置下放測(cè)斜儀探頭滑輪的十字滑槽，十字滑槽垂直于基坑邊線(xiàn)。用專(zhuān)業(yè)蓋子密封好上下端管口，避免砂石和水的進(jìn)入。在做好測(cè)斜管的打入工作后，即刻用黃沙等材料夯實(shí)好土體，后期再做好維護(hù)工作，以保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)的安全和穩(wěn)定。

第二，基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)和基坑的圍護(hù)墻一同承擔(dān)著來(lái)自圍護(hù)墻外側(cè)土層的壓力，當(dāng)實(shí)際的支撐軸力與理論不相符合時(shí)，容易使基坑整體失去穩(wěn)定性，給工程帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。因此，在基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)上布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)基坑的支撐軸力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保其達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。而支撐軸力的測(cè)定需要使用應(yīng)力器才能實(shí)現(xiàn)，應(yīng)力器就布設(shè)在鋼管上，應(yīng)變計(jì)就焊接在平行于支撐方向的鋼管外表面。

第三，在地面開(kāi)孔，打入帶有微型棱鏡的螺紋鋼筋，便于實(shí)現(xiàn)全站儀的觀(guān)測(cè)。螺紋鋼筋的直徑需要大于或等于22 mm，棱鏡也需要高于地面5 mm或以上。在地面上的棱鏡要做好保護(hù)措施，并使其正對(duì)著監(jiān)測(cè)儀器。在進(jìn)行建筑物的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)時(shí)，要注重監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的設(shè)置，一般角點(diǎn)、大轉(zhuǎn)角或視野開(kāi)闊的地方等設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，多變形等特殊形狀的建筑設(shè)置對(duì)稱(chēng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

第四，在有穩(wěn)定基礎(chǔ)的地方布設(shè)全站儀，布設(shè)之前，往往將制作好且?guī)в新輻U的鋼筋籠與8根長(zhǎng)度為1 m的螺桿焊接，然后與基礎(chǔ)剛接，全站儀放置在立桿的頂部，在其外面打造保護(hù)箱，避免灰塵和水的進(jìn)入，防止其對(duì)全站儀產(chǎn)生一定的影響。

3 深基坑自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的研究方向

3.1 深基坑支護(hù)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

光纖傳感系統(tǒng)在支護(hù)結(jié)構(gòu)的密集點(diǎn)式布置與分布式布置，有助于實(shí)現(xiàn)深基坑工程的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)^[3]。研究人員可以分析收集的數(shù)據(jù)，研究不同原理的監(jiān)測(cè)技術(shù)操作，數(shù)據(jù)收集的可靠性、精確性以及連續(xù)性，并對(duì)材料和設(shè)備的實(shí)用性進(jìn)行研究，從而規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程，為信息化的深基坑施工技術(shù)反饋系統(tǒng)、連續(xù)、及時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，更好地保障周?chē)h(huán)境的安全和施工的安全。此外，也會(huì)后續(xù)施工設(shè)計(jì)、施工優(yōu)化等提供有力的參考。

3.2 傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)與光纖傳感的監(jiān)測(cè)技術(shù)的對(duì)比

隨著光纖傳感技術(shù)的穩(wěn)定和快速發(fā)展，使其在信息化的深基坑工程中日漸成熟，在時(shí)間、監(jiān)測(cè)距離以及監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度上展現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越明顯，并且在取代傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)踐中取得了良好的效果。雖然光線(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但是在提高光線(xiàn)材料本身的性能、穩(wěn)定性以及精確度方面仍要進(jìn)行深入研究，然后在實(shí)踐過(guò)程中不斷改善。同時(shí)，對(duì)于光纖系統(tǒng)的儀器與設(shè)備的精確度與可靠性也要進(jìn)行深入研究，且在實(shí)踐中不斷檢驗(yàn)。在實(shí)際的項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，一部分主要是運(yùn)用傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)光纖自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行核查與驗(yàn)證，監(jiān)測(cè)其數(shù)據(jù)上的準(zhǔn)確度與可靠性。另一部分主要是通過(guò)光纖自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)無(wú)法進(jìn)行有效監(jiān)控的部位或項(xiàng)目，從而有助于形成一個(gè)全面、系統(tǒng)的光纖傳感的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，便于深基坑工程施工的開(kāi)展。

3.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可視化處理

提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測(cè)信息分析的要領(lǐng)之一是運(yùn)用可視化技術(shù)監(jiān)測(cè)信息。將一個(gè)個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來(lái)，轉(zhuǎn)變監(jiān)測(cè)結(jié)果傳統(tǒng)的表格表示方式和二維曲線(xiàn)的表示方式，創(chuàng)建監(jiān)測(cè)點(diǎn)的空間、平面、工作狀況等綜合因素的立體變化模型。不僅能夠監(jiān)測(cè)單個(gè)指標(biāo)的整體變化情況，而且能夠監(jiān)測(cè)深基坑總體中單個(gè)項(xiàng)目或者是任意組合項(xiàng)目的變化情況。有利于數(shù)據(jù)資源的整合，彌補(bǔ)目前深基坑工程在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理零碎化的不足，從而提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理效率和數(shù)據(jù)的分析水平，為深基坑工程在施工過(guò)程中做出正確的決策提供有力的參考。

4 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使深基坑工程的開(kāi)挖技術(shù)和支護(hù)技術(shù)日漸成熟，施工過(guò)程中的難點(diǎn)也已經(jīng)有所突破，得到基礎(chǔ)的解決，但是部分問(wèn)題仍有進(jìn)步的空間，需要在實(shí)踐中不斷改進(jìn)和完善。在深基坑工程施工過(guò)程中融入自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠全面監(jiān)測(cè)和控制工程，從而確保項(xiàng)目工程的安全性，對(duì)工程質(zhì)量和效率的提升有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊靈月.深基坑工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（31）：215.

[2]殷志建.深基坑工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)探討[J].建材與裝飾，2019（28）：16-17.

[3]胡旻.深基坑工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)[J].建材世界，2019，40（03）：84-88.