陳慶華，李鋒，趙磊，趙劍，2

（1.深圳百勤建設(shè)工程有限公司，廣東 深圳 518000；2.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長沙 410000）

0 引言

在地鐵基坑工程的施工過程中，工程監(jiān)測貫穿于整個(gè)施工全過程，在保障施工安全方面發(fā)揮著不可替代的作用。而自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提升地鐵基坑工程監(jiān)測的信息化水平，也加強(qiáng)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的充分利用，還避免了因?yàn)槿藶楦深A(yù)而使監(jiān)測結(jié)果失去參考價(jià)值[1]。但是如何將自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用到地鐵基坑工程監(jiān)測當(dāng)中，還需要新一步研究。

1 自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)在地鐵基坑工程監(jiān)測中的應(yīng)用流程

1.1 外業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)收集

外業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)收集，主要包含以下幾方面內(nèi)容：第一水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)；第二豎向位移監(jiān)測數(shù)據(jù)；第三支撐軸力監(jiān)測數(shù)據(jù)；第四深層水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)；第五地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)等。

1.2 內(nèi)業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)處理

首先，要盡可能地保證數(shù)據(jù)處理、成果圖標(biāo)以及分析資料的清晰性與完整性。其次，優(yōu)先使用與監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與信息管理系統(tǒng)有關(guān)的專業(yè)軟件或者平臺(tái)，做好監(jiān)測數(shù)據(jù)處理工作和信息反饋工作，且嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定對(duì)功能和參數(shù)進(jìn)行控制。最后，這些專業(yè)軟件或憑條，需要具備兩大功能：其一是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)查詢與數(shù)據(jù)管理的一體化功能；其二監(jiān)測成果可視化功能。

1.3 成果反饋

進(jìn)行監(jiān)測的目的是為了將施工期間有關(guān)的數(shù)據(jù)信息及時(shí)而可靠地提供給業(yè)主單位，并以此了解施工的安全性與穩(wěn)定性。同時(shí)，監(jiān)測的過程中，還可以將對(duì)一些潛在隱患或事故進(jìn)行及時(shí)而準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施降低不利于公共安全的事故的發(fā)生概率。所以，提升實(shí)時(shí)監(jiān)測的信息化程度，并提升信息傳遞渠道的高效性與順暢性，進(jìn)而將監(jiān)測信息準(zhǔn)確而及時(shí)地反饋出來，具有十分重要的意義[2]。

（1）正常情況下的信息反饋。監(jiān)測數(shù)據(jù)正常情況下，監(jiān)測正常監(jiān)測信息報(bào)送形式有監(jiān)測分析周報(bào)、月報(bào)，報(bào)送的形式和內(nèi)容按照《安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)管理體系》及業(yè)主和監(jiān)理要求執(zhí)行。

（2）警戒快報(bào)。監(jiān)測超過預(yù)警值信息報(bào)送方式分為預(yù)警報(bào)告和警戒報(bào)告兩種方式，報(bào)送內(nèi)容和方式按照業(yè)主和監(jiān)理要求報(bào)送。

2 自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)在地鐵基坑工程監(jiān)測中的具體應(yīng)用

2.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)

2.1.1 平面控制網(wǎng)的布設(shè)

對(duì)于建筑物地基基礎(chǔ)及場地的位移觀測，宜按二個(gè)層次布網(wǎng)，由控制點(diǎn)組成的控制網(wǎng)，由觀測點(diǎn)與所聯(lián)測的控制點(diǎn)組成擴(kuò)展用?？刂凭W(wǎng)采用測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)，擴(kuò)展網(wǎng)和單一層次布網(wǎng)可采用交會(huì)法（角交會(huì)、邊交會(huì)、邊角交會(huì)）、基準(zhǔn)線或附合導(dǎo)線等形式進(jìn)行。

對(duì)于一、二級(jí)及有需要的三級(jí)控制點(diǎn)采用有強(qiáng)制對(duì)中裝置的觀測墩。其對(duì)中誤差不應(yīng)超過0.1mm，控制點(diǎn)應(yīng)便于長期保存，加密，擴(kuò)展和尋找，相鄰點(diǎn)之間通視好，不受旁折光的影響。

基準(zhǔn)點(diǎn)，工作基點(diǎn)以及聯(lián)系點(diǎn)，檢核點(diǎn)和定向點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)不同布網(wǎng)方式和構(gòu)形，根據(jù)《建筑變形測量規(guī)程》的要求進(jìn)行布設(shè)，每個(gè)測區(qū)基準(zhǔn)點(diǎn)不少于3個(gè)，每個(gè)測區(qū)的工作基點(diǎn)不少于3個(gè)。

基準(zhǔn)點(diǎn)及工作基點(diǎn)埋設(shè)在地基穩(wěn)固，且不易破壞且遠(yuǎn)離三倍基坑深度的外的地方，并加保護(hù)蓋其中在監(jiān)測過程中定期進(jìn)行校核。

2.1.2 高程控制網(wǎng)的布設(shè)

高程基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)于遠(yuǎn)離三倍基坑深度的穩(wěn)固且不易破壞的地方，必要時(shí)埋設(shè)基巖標(biāo)，其數(shù)量分布在保證觀測精度的前提下，便于施工、施測和保存。

如果測區(qū)的建（構(gòu)）筑物數(shù)量不多，那么需要按照單一層次的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)控制點(diǎn)和觀測點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)。如果測區(qū)的建（構(gòu)）筑物數(shù)量較多，那么需要按照二個(gè)層次的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制點(diǎn)和觀測點(diǎn)的布置。即將控制點(diǎn)布設(shè)成控制網(wǎng)，將觀測點(diǎn)與其聯(lián)測的控制點(diǎn)一起布設(shè)成擴(kuò)展網(wǎng)[3]。

每個(gè)測區(qū)的水準(zhǔn)基點(diǎn)不少于3個(gè)，連同工作基點(diǎn)也不得少于3個(gè)。

在全路段，需要將包含基準(zhǔn)點(diǎn)和工作點(diǎn)在內(nèi)的控制點(diǎn)全部組成在一起，使之形成變形監(jiān)測的高程監(jiān)測控制網(wǎng)。針對(duì)網(wǎng)型的布設(shè)，應(yīng)當(dāng)布設(shè)成具有幾何圖形檢驗(yàn)功能的閉合、附和及組成的網(wǎng)。

2.2 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

2.2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移及沉降點(diǎn)布設(shè)

為保證監(jiān)測工作的簡單易行且提高觀測精度的要求，樁頂位移及沉降監(jiān)測擬按照基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)、變形點(diǎn)三級(jí)布點(diǎn)。樁頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)與樁頂沉降監(jiān)測點(diǎn)為共用點(diǎn)，不需另行埋設(shè)。如果沿著基坑邊進(jìn)行觀測點(diǎn)的布設(shè)，需要在通視處確定觀測點(diǎn)，并確保觀測點(diǎn)與基坑邊的安全欄桿保持300mm的距離。這樣，既不會(huì)與安全欄桿過度接近，又不會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生影響。實(shí)際測點(diǎn)布置將根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整。針對(duì)測點(diǎn)標(biāo)志的埋設(shè)，應(yīng)當(dāng)確保測點(diǎn)標(biāo)志與測點(diǎn)之間的通視性。當(dāng)完成測點(diǎn)標(biāo)志的埋設(shè)之后，還需要做好相應(yīng)的保護(hù)措施，并作明顯標(biāo)記。

2.2.2 地下水位監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

利用地質(zhì)鉆機(jī)成孔，孔深要求至基坑底以下3米。在孔內(nèi)埋入濾水塑料套管，管徑約90mm。套管與孔壁間用干凈細(xì)砂填實(shí)，然后用清水沖洗孔底，以防泥漿堵塞測孔，保證水路暢通。測管高出地面約20cm，上面加蓋，不讓雨水進(jìn)入。在監(jiān)測點(diǎn)的四周用三角型鋼筋保護(hù)，以防損壞。

2.2.3 樁身測斜監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

針對(duì)樁身測斜監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)，需要注意以下幾方面。首先，以直接綁扎或者設(shè)置抱箍的方式，在維護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋籠上進(jìn)行測斜管的固定，當(dāng)鋼筋籠入孔之后，再進(jìn)行混凝土的澆筑施工[4]。其次，針對(duì)測斜管與支護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋籠綁扎埋設(shè)，應(yīng)當(dāng)對(duì)測斜管與鋼筋籠進(jìn)行固定，避免在混凝土澆筑施工過程中出現(xiàn)測斜管或鋼筋籠脫落的現(xiàn)象。最后，還要采取相應(yīng)的措施避免出現(xiàn)測斜管的縱向扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。這樣做的目的是避免導(dǎo)槽將測斜儀探頭卡住。圖1為固定式測斜儀布設(shè)實(shí)拍圖。

圖1 固定式測斜儀布設(shè)

2.2.4 周邊道路沉降監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

對(duì)于道路沉降監(jiān)測點(diǎn)，先用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入沉降測點(diǎn)，測點(diǎn)采用Ф20～30mm，長300～400mm半圓頭鋼筋制成。為了避免觀測效果受到路面結(jié)構(gòu)較大的影響，可以在土層內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)沉降點(diǎn)的埋設(shè)。

2.2.5 周邊管線沉降監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

在管線上方挖一個(gè)直徑15mm，深1000mm的洞，然后打入一根鋼筋，澆筑混凝土。

2.2.6 周邊建筑物沉降監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

周邊建筑物沉降監(jiān)測可采用條碼尺或L型沉降監(jiān)測標(biāo)志。

2.2.7 立柱沉降監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

立柱測點(diǎn)布置采用鉚釘槍打入鋁釘，或鉆孔埋設(shè)膨脹螺絲。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求并結(jié)合現(xiàn)場安全測試的條件，也可在立柱頂部或側(cè)面安裝反射片作為觀測點(diǎn)。

2.2.8 支撐軸力監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

在安裝鋼支撐的時(shí)候，不僅要將軸力計(jì)安裝架與鋼支撐端頭對(duì)中，還要保持其焊接牢固性。另外，針對(duì)擬安裝軸力計(jì)位置的樁（墻）體鋼板上，需要進(jìn)行一塊250×250×25mm的加強(qiáng)墊板的有效焊接，避免鋼支撐受力之后，出現(xiàn)軸力計(jì)陷入鋼板的現(xiàn)象。當(dāng)焊接件的溫度恢復(fù)正常之后，還需要將軸力計(jì)推入安裝架，然后再借助螺絲進(jìn)行固定。安裝過程要注意軸力計(jì)和鋼支撐軸線在同一直線上，各接觸面平整，確保鋼支撐受力狀態(tài)通過軸力計(jì)（反力計(jì)）正常傳遞到圍護(hù)結(jié)構(gòu)上。

混凝土支撐安裝時(shí)，振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)在支撐綁扎鋼筋時(shí)埋設(shè)，為了能夠真實(shí)反映出支撐桿件的受力狀況，每一個(gè)截面在受力大小變化的方向上排列安裝鋼筋應(yīng)變計(jì)，并嚴(yán)格均勻分布鋼筋計(jì)。鋼筋計(jì)和支撐的主筋要盡量軸心相對(duì)連接，鋼筋計(jì)和支撐的主筋焊接時(shí)要盡量保證鋼筋計(jì)部位的溫度不要大于90℃，否則會(huì)使鋼筋計(jì)內(nèi)部元件失靈，無法工作，可采取包裹濕布澆水降溫的措施。焊接完成后，導(dǎo)線要分股標(biāo)識(shí)清楚，并保護(hù)起來[5]。

2.3 觀測儀器的布設(shè)

針對(duì)全站儀的布置，需要保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在正式開始全站儀基礎(chǔ)的澆筑之前，需要先進(jìn)行帶螺桿鋼筋籠的制作。在這一過程中，需要將8根1m長的螺桿與鋼筋籠焊接在一起，立桿底部與基礎(chǔ)連接在一起，并保證連接的穩(wěn)定性。在立桿頂部架設(shè)全站儀，全站儀外側(cè)要進(jìn)行保護(hù)箱的設(shè)置，目的是保護(hù)全站儀不受灰塵與水漬的影響[6]。

2.4 初始值的采集

監(jiān)測項(xiàng)目初始值應(yīng)在相關(guān)施工工序之前測定，并取至少連續(xù)觀測3次穩(wěn)定值的平均值。

3 結(jié)語

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷普及的形勢(shì)下，單純使用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測手段，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足地鐵基坑工程監(jiān)測的實(shí)際需求，而自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用成為必然的趨勢(shì)。對(duì)此，我們要不斷地加強(qiáng)自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)的研究，不斷地提升自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用水平，從而將其更好的應(yīng)用到地鐵基坑工程施工監(jiān)測過程中，為地鐵基坑工程的安全施工提供保障。