方案分享丨基坑建设工程自动化监测方案

一、工程背景

随着城镇化进程加快，工程建设项目越来越多，工地周边的城市环境条件越来越复杂，更加需要关注工程建设对周边市政设施、房屋和环境的不利影响。基坑开挖是工程建设过程中的重大危险源，一旦出现事故会造成开裂、漏水、坍塌、滑坡、人员伤亡等严重后果。为进一步促进建筑产业升级，以数字化改革为牵引，需要切实推动“城市地下空间智防”，提升建设工地深基坑监测技术水平，保障深基坑工程及周边环境安全。

二、监测目的

基坑开挖过程中，土体性状和支护结构的受力状况都在不断变化，为避免基坑工程施工对周边环境及基坑围护本身的危害，需要采用先进、可靠的仪器及有效的监测方法，对基坑围护体系和周边环境进行监控，为工程动态化设计和信息化施工提供数据信息支持，以达到科学指导施工，合理修改设计或及时采取施工技术措施的目的。

基坑工程建设条件复杂、工程安全风险大，常规人工监测方式受测量设备和工作条件制约，无法实现高频次、高精度监测。通过在基坑周边关键点位上安装设置自动化监测设备，实现对关键点位的自动化监测，提升建设工地深基坑风险监测预警水平，防范基坑事故风险。

三、监测工作原则

（1）系统性原则

监测项目有机结合，并形成整体，测试数据相互能进行校核；在施工过程中进行连续监测，确保数据的连续性；确保所测数据的准确、及时。

（2）可靠性原则

采用的监测手段成熟可靠，监测中使用的仪器、元件标定准确、误差小，以高精度、切实可行的测量方法来获得翔实、可靠的监测数据。

（3）针对性原则

应针对工程可能存在的事故模式和风险点，有针对性地选择监测指标和监测方法，使监测指标能够尽早发现工程事故征兆。

（4）与施工相结合原则

遵循信息化施工原则，快速监测快速反馈，强调监测结果及时反馈、预警发布的主动预测分析、紧急情况的合适应对措施。

四、自动化监测系统组成

基坑自动化监测系统主要包含传感端、采集端、平台端、应用端等四大部分。前端传感器进行实时采集，由采集端进行数据去噪、数据解算等工作，利用GPRS远端发送将数据发送至云端服务器，所有数据经网关检校后，由云平台对外进行数据展示，并开放多个云平台账号，供用户进行数据查看和数据分析等工作。

五、技术优势分析

比如传统的人工监测，基于物联网和云计算的自动化监测技术是集监测数据的采集、分析于一体的智能化信息管理技术。通过自动监测可以实现高效数据信息挖掘，及时掌握工程变化和发展趋势，极大地促进信息化施工，保障工程安全和经济效益。

六、自动化监测方案

1.深层水平位移自动化监测

测斜仪广泛用于测量基坑、大坝、边坡、路堤等的深层水平位移，对于掌握土体深部变形发展具有重要作用，是基坑、边坡等工程的重要安全监测指标之一。

2.支撑轴力自动化监测

当基坑土体发生变形时，土压力作用在基坑支撑结构上，通过监测支撑轴力能够反映基坑的受力变化，从而评价基坑的安全状态。根据支撑杆件类型，支撑轴力监测选择不同的监测传感器。对于混凝土支撑，目前主要采用钢筋计，对于钢支撑杆件，多采用轴力计或表面应变计。支撑轴力传感器安装完毕后，将传感器接入智能采集盒中，固定在支撑上即完成安装。

3.水位自动化监测

基坑地下水位监测是为了监测降水对周边环境的影响。应沿基坑和被保护对象的周边，或在基坑与被保护对象之间布置水位计，如相邻建筑、重要的管线或管线密集处等布置水位监测点。在基坑周边的水位观测孔中安装水位计，并将传感器引线至孔口，接入智能采集仪中，自动化监测基坑周边水位的变化情况。

4.地表沉降自动化监测

常用的地表沉降自动化监测方法主要包括：测量机器人（高精度全站仪）、静力水准仪、串列式倾斜仪等。对于重要工程，或需要结合水平位移进行观测的测点，可在基坑周边合适位置安装测量机器人，在观测点位上安装观测棱镜，测量机器人定时进行测量和计算，得到观测点的坐标变化。该方法设备投入较高，观测点与测量机器人之间应具有良好的通视条件，对全站仪和棱镜需要有相应的防护措施。

5.土体分层沉降自动化监测

很多工程周边场地道路已经做了硬化，当道路以下土体发生沉降或水土流失时，由于地面存在硬壳层，地表沉降观测结果往往无法反映工程施工对周边环境的影响，造成误判。道路下面土体流失脱空是造成道路塌陷的主要原因，这种事故往往具有突发性，存在极大安全隐患。

通过对土体进行分层沉降自动化监测，能够及时掌握硬化层以下土体的变化情况，从而及早进行塌陷风险预报。

6.建筑物变形及开裂监测

基坑开挖可能会造成周边建筑物不均匀沉降，进而产生倾斜变形，通过在建筑物关键点位上安装无线倾斜传感器，可实现对建筑物倾斜变形实时监测。通过对建筑物裂缝安装测缝计可以实现对裂缝开度实时监测。转自（知乎）

七、总结

随着基坑工程的快速发展，自动化基坑监测凭借其实时监测、操作简单方便、数据精度高、节省人力物力等优势，必将得到迅猛发展。在未来，基坑的自动化监测将逐渐取代传统的基坑监测技术，大大提高基坑安全的可靠性，基坑工程的发展也可取得重大的突破。