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        自動化監(jiān)測系統(tǒng)在基坑監(jiān)測中的應(yīng)用

        2021-12-20 18:10:27徐文風(fēng)
        西部資源 2021年5期

        徐文風(fēng)

        摘要:本文使用FMOS監(jiān)測系統(tǒng)軟件對基坑形變進(jìn)行了監(jiān)測,結(jié)果表明:該系統(tǒng)能夠根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)現(xiàn)場生成基坑監(jiān)測點形變曲線圖,提高了數(shù)據(jù)處理效率;該系統(tǒng)的監(jiān)測精度較高,根據(jù)實踐在監(jiān)測基坑西北角發(fā)現(xiàn)3處較小的水平位移點,獲得位移速率為0.1mm/d~0.3mm/d,為及時確定治理措施提供了依據(jù);根據(jù)本次實踐證明,該系統(tǒng)穩(wěn)定,可靠性高,自動化程度高,在高精度形變監(jiān)測中具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢。

        關(guān)鍵詞:自動化監(jiān)測系統(tǒng);基坑監(jiān)測;形變量

        基坑施工監(jiān)測不僅可保證施工和結(jié)構(gòu)安全,還可對周邊環(huán)境影響進(jìn)行有效控制,減少施工對周邊建構(gòu)筑物、道路及地下管線等的不利影響,確保環(huán)境安全[1]。河源市東源縣萬達(dá)廣場1#地塊基坑開挖深度為3.15m~11.10m,基坑形狀為近似矩形,基坑周長約703m,為提高基坑開挖工程的施工質(zhì)量,使用自動化監(jiān)測系統(tǒng)對施工區(qū)域周圍3倍基坑開挖深度內(nèi)的土體和基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及周邊道路、管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測[2],為保證市政管網(wǎng)的安全運營,保證周邊環(huán)境的安全,減小其受施工的影響,保證施工的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

        1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)

        流動測站自動化監(jiān)測軟件(簡稱FMOS)是以TCP/IP、RS232、藍(lán)牙、電臺等通訊方式為基本媒介控制高精度監(jiān)測儀器的工具型軟件,該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了定時定點全自動化監(jiān)測,也可依靠流動式測站開展半自動化監(jiān)測,并實時解算變形點坐標(biāo),生成報表和變化量曲線,實現(xiàn)全天候自動采集,實時計算,成果輸出一體化。因此,F(xiàn)MOS系統(tǒng)具有如下特征:①只需人工設(shè)定相應(yīng)的監(jiān)測要求,就可實現(xiàn)如全站儀等對固定點的周期性測量;②能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下的監(jiān)測任務(wù);③自動化程度高,對監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠及時處理,尤其是對超過警戒值的數(shù)據(jù),能夠及時提供形變曲線變化圖以及相應(yīng)的報表等;④能夠?qū)崿F(xiàn)多臺全站儀的聯(lián)合測量,并進(jìn)行整體平差計算,確保在長大變形區(qū)間內(nèi)建成成果有效性;⑤能夠?qū)蟊磉M(jìn)行累計變化量和單點變化量變形曲線分析,確保更加直觀的反應(yīng)變形區(qū)的位移變化量,遠(yuǎn)程平臺數(shù)據(jù)實時上傳數(shù)據(jù)庫。

        2.基坑監(jiān)測基本概況

        2.1儀器設(shè)備及監(jiān)測頻率

        本次監(jiān)測試驗利用索佳精密全站儀對基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移進(jìn)行監(jiān)測,采用極坐標(biāo)法觀測,其精度可達(dá) 1″級;使用天寶電子水準(zhǔn)儀DINI03型對沉降監(jiān)測點進(jìn)行測量,精度可達(dá)±0.3mm;使用SWJ-8090型鋼尺水位計對基坑及周邊區(qū)域的地下水位進(jìn)行監(jiān)測,其精度為±5.0mm。監(jiān)測頻率:①開挖至坑底—底板墊層澆筑完成期間基坑監(jiān)測為1次/2d;②底板澆筑完成后7天內(nèi)為1次/2d,7d~14d內(nèi)為1次/3d,14d~28d內(nèi)為1次/5d,28天后為1次/10d。

        2.2監(jiān)測控制網(wǎng)布設(shè)

        基坑頂部水平位移和沉降位移監(jiān)測的基準(zhǔn)點選擇在遠(yuǎn)離基坑3倍以外建筑物的樓頂上,基準(zhǔn)點編號JZ1、JZ2、JZ3,坐標(biāo)系統(tǒng)采用1980西安坐標(biāo)系;道路及管線的沉降基準(zhǔn)點布設(shè)在基坑深度3倍以外穩(wěn)固的區(qū)域,編號W1、W2、W3。沉降基準(zhǔn)點采用獨立水準(zhǔn)系,并作為起算點,與道路及管線組成水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測。基坑沉降監(jiān)測點與水平位移監(jiān)測點對應(yīng)布設(shè),原則上水平位移與沉降監(jiān)測點使用同一點,不再另行埋設(shè),根據(jù)施工狀況及現(xiàn)場條件先后布置了29個監(jiān)測點位;地下管線垂直位移監(jiān)測點埋設(shè)時在設(shè)計位置鉆孔埋入道釘,布設(shè)了41個監(jiān)測點,編號GX01~GX41。根據(jù)基坑現(xiàn)場共布設(shè)了17個水位觀測孔,水位孔深度為12m,用鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計深度后清孔后安放PVC透水管,在外側(cè)用銅網(wǎng)包好[3],然后逐節(jié)將水位管插入孔內(nèi)至設(shè)計深度,在透水管的深度范圍內(nèi)回填黃砂,以保持良好透水性,其它段采用回填膨潤土將孔隙填實,成孔后加清水,檢驗成孔質(zhì)量,孔口用蓋子蓋好。

        3.監(jiān)測結(jié)果分析

        3.1基坑頂部位移及沉降監(jiān)測

        基坑頂部位移和沉降監(jiān)測采用索佳系列高精度IX1001智能全站儀、FMOS監(jiān)測系統(tǒng)軟件和IControl智能通訊控制系統(tǒng)?;禹?shù)奈灰坪统两涤^測,從基坑開挖2020年8月4日開始,截止到報告期12月5日,已完成4個月共71次觀測。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果可知,基坑頂部形變特征包括:①沉降位移:

        基坑支護(hù)頂部沉降較小,沉降最大點為Y31,下降2.2mm;累計沉降最大點為Y24,累計下沉7.7mm;總體上,基坑頂部整體沉降形變較小。②水平位移:位于基坑西北角的Y22、Y24、Y29點,形變較大,向基坑內(nèi)側(cè)位移3mm~8mm,平均速率約0.1mm/d~0.3mm/d;累計水平位移最大監(jiān)測點為Y24,累計水平位移約68.4mm,超過控制值18.4mm;其余監(jiān)測點本月水平位移變形較小,較為穩(wěn)定。

        3.2基坑周圍管線沉降監(jiān)測

        基坑外圍管線的沉降觀測從基坑開挖2020年8月4日開始,截止報告期12月5日,已完成觀測3個月共58期次監(jiān)測,其監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表1。由表1可知:基坑外圍管線、道路沉降量及累計沉降量均較小,沉降最大點為GX23,下降0.56mm;累計沉降最大點為GX02,累計下沉0.74mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于預(yù)警值;其余周邊管線各監(jiān)測點較為穩(wěn)定。綜上所述,基坑開挖施工對周邊管線未造成影響。

        3.3基坑周圍水位觀測點監(jiān)測

        基坑周圍水位觀測從2020年9月28日開始,截止到報告期完成觀測32期次觀測,其監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表2。由表2可知:基坑周圍水位上升最大點為SW15,上升0.279m;水位下降最大點為SW05,下降0.737m;累計上升最大點為SW06,上升0.415m;累計下降最大點為SW03,下降1.323m。總體上,基坑水位變化未超預(yù)警值,在正常范圍內(nèi)。因此,基坑開挖對周邊的水位影響不大。

        4.結(jié)語

        綜上所述,自2020年8月4日開始至結(jié)束共監(jiān)測4個月,認(rèn)為坑支護(hù)西北處預(yù)警點Y22、Y24、Y29附近還存在較小的水平位移,平均水平位移速率約0.1mm/d~0.3mm/d;結(jié)合該區(qū)域位于基坑相對較深及周邊地下水位較高的基本現(xiàn)狀,認(rèn)為對基坑支護(hù)壁產(chǎn)生了一定的側(cè)壓力,建議該處加強(qiáng)注意,具備基坑回填條件時及時回填。此外,其余點位變形較小,較為穩(wěn)定;各水位監(jiān)測點在本月變化小于預(yù)警值,較為正常;同時在工程施工過程中,周邊地下管線監(jiān)測點均變形微小,較為穩(wěn)定,基坑開挖未對周圍管線造成破壞。

        參考文獻(xiàn):

        [1]戚浩平,熊宏齊,陳峻,張宏斌,王繼剛,蔣法成,鄭馨語,等;多場景動態(tài)變化基坑形變監(jiān)測虛擬仿真實驗設(shè)計與開發(fā)[J].東南大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版), 2019, 21(S1): 146-148.

        [2]劉小陽,孫廣通,李峰,宋萍,劉軍,錢安,王秋玲,等;地基SAR基坑微形變監(jiān)測方法研究[J].紅外與激光工程, 2018, 47(03): 215-221.

        [3]黃彬,柳州信息產(chǎn)業(yè)大廈基坑形變監(jiān)測案例分析[J].測繪與空間地理信息, 2013, 36(04): 164-166.

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