GNSS自动监测系统在深基坑施工安全管控中的关键作用：从...

随着我国城市化进程不断加速，高层建筑密集区、地铁线路穿行带等复杂环境下的深基坑工程日益增多。此类工程不仅开挖深度大、地质条件复杂，且周边邻近既有结构物（如住宅楼、市政管线、轨道交通隧道），一旦发生失稳或变形超限，极易引发安全事故，甚至造成重大社会影响。

在此背景下，基坑监测已成为保障施工安全的核心环节，而传统人工巡检方式已难以满足现代工程对实时性、连续性和精度的要求。近年来，基于全球导航卫星系统（GNSS）的自动化监测技术因其高精度、全天候运行能力和多参数同步采集特性，逐步成为深基坑变形监测领域的主流解决方案。

一、问题驱动：为何深基坑监测亟需智能化升级？

以某市中心区域地铁站附属基坑项目为例，其西侧紧邻一栋30层住宅楼，北侧为运营中地铁1号线盾构段，基坑最大开挖深度达18米。该工程面临三大挑战：

邻近建筑物沉降敏感度高：微小位移即可能触发结构裂缝；

地下水位波动频繁：易导致土体扰动和不均匀沉降；

施工周期长、工序交叉多：人工监测难以覆盖全过程动态变化。

传统水准仪+全站仪组合虽能提供阶段性数据，但存在以下局限：

监测方式优点缺点人工水准测量成本低、操作简单数据更新频率低（每日1~2次）、易受人为误差影响全站仪自动监测精度较高单点监测、无法实现多点联动分析、依赖可见通视条件

上述不足严重制约了风险识别的时效性和准确性，亟需引入更先进的自动化监测体系。

二、GNSS自动监测系统的原理与优势

GNSS（Global Navigation Satellite System）自动监测系统通过布设地面基准站与监测点接收机，利用卫星信号解算各监测点的空间坐标变化，从而实现对地面沉降、水平位移及倾斜度的连续、高精度、无人值守式监测。

核心功能特点如下：

多参数联合监测能力

实时获取三维坐标（X, Y, Z），可计算出：

地面沉降量（垂直方向变化）

水平位移矢量（大小+方向）

倾斜度（相邻两点间相对高差变化率）

长时间连续运行

支持每5分钟至1小时一次的数据采集频次，确保捕捉突发性变形事件；

可记录长达数月甚至数年的完整变形历史曲线。

多点同步对比分析

同步监测多个关键部位（如坑边、支护桩顶、邻近建筑角点），便于建立空间关联模型；

结合BIM建模与GIS平台，可视化呈现整体稳定性趋势。

智能预警机制嵌入

设置阈值报警规则（如累计沉降＞30mm、单日位移＞5mm）；

自动推送短信/邮件至项目管理人员，实现“早发现、早处置”。


三、实证案例：某地铁站点基坑监测成效显著

某市地铁6号线一期工程中，采用GNSS自动监测系统对深基坑周边共设置9个监测点（含3个邻近高层建筑角点）。监测周期为施工期（约120天），结果表明：

指标平均误差最大偏差是否触发预警垂直沉降±1.2 mm±3.5 mm是（2次）水平位移±1.5 mm±4.8 mm是（1次）倾斜度±0.1‰±0.3‰否（未超限）

系统成功预警两次异常沉降事件，分别发生在基坑开挖至第30天和第75天，均为局部土体扰动所致。经现场核查并调整降水井布置后，变形恢复稳定，避免了潜在险情。

此外，系统还辅助完成了以下工作：

提供基坑支护结构受力状态评估依据；
支撑施工方案优化（如调整分层开挖顺序）；
形成完整的监测数据库，用于后期回溯分析与经验积累。


四、未来展望：推动基础设施监测向“数字孪生”演进

GNSS自动监测系统的广泛应用，不仅是技术手段的进步，更是城市基础设施管理理念的革新。它标志着从“被动响应”向“主动预防”的转变，也为构建城市地下空间数字孪生平台奠定了坚实基础。

下一步发展方向包括：

与物联网（IoT）、边缘计算融合，提升数据处理效率；
接入AI算法进行变形模式识别与预测建模；
打通设计—施工—运维全生命周期数据链路，助力智慧城市建设。



结语：在城市高质量发展的新时代，每一座高楼、每一条地铁线的背后，都是无数细微信号汇聚而成的安全防线。GNSS自动监测系统以其科学性、可靠性与前瞻性，正在成为深基坑工程不可或缺的“隐形守护者”。唯有持续技术创新与标准规范完善，方能在钢筋水泥之间筑牢城市的韧性根基。