港口工程地基處理監(jiān)測新技術(shù)的應(yīng)用

鐘洲

【摘 要】論文對目前港口工程當(dāng)中關(guān)于地基處理監(jiān)測的主要技術(shù)進行論述，主要包括沉降監(jiān)測技術(shù)、孔隙水壓力監(jiān)測技術(shù)以及真空度監(jiān)測技術(shù)，并對無線電監(jiān)測技術(shù)具有的優(yōu)勢進行分析，最后對無線電監(jiān)測在地基處理監(jiān)測中的應(yīng)用中存在的阻礙進行分析，并提出相應(yīng)的解決措施，以期對相關(guān)的工作人員有所借鑒。

【Abstract】This paper analyzes the main technology of foundation treatment monitoring in current harbor engineering， mainly includes settlement monitoring technology， pore water pressure monitoring technology and vacuum degree monitoring technology， and analyzes the advantages of radio monitoring technology， finally studies the obstacle existing in the application of radio monitoring technology in foundation treatment monitoring， then puts forward the countermeasures to provide reference for related staff.

【關(guān)鍵詞】港口工程；地基處理；監(jiān)測技術(shù)；無線電監(jiān)測技術(shù)

【Keywords】port engineering； foundation treatment； monitoring technology； radio monitoring technology

【中圖分類號】TB22 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）02-0139-02

1 引言

隨著我國進出口貿(mào)易的不斷增加，港口建設(shè)對我國經(jīng)濟發(fā)展有著非常重要的作用。對于港口工程建設(shè)來說，最為重要的一項內(nèi)容便是地基處理，地基處理一旦出現(xiàn)問題，將會導(dǎo)致整個港口工程存在安全隱患。特別是隨著科技的發(fā)展，在地基監(jiān)測當(dāng)中應(yīng)用新技術(shù)顯得尤為重要。在港口工程當(dāng)中應(yīng)用無線電技術(shù)進行地基處理監(jiān)測，能夠有效提高監(jiān)測效率，同時可以降低監(jiān)測難度，而且監(jiān)測精度也能夠得到保證，對港口工程的建設(shè)有著很好的應(yīng)用價值。

2 地基處理監(jiān)測主要技術(shù)

2.1 沉降監(jiān)測技術(shù)

地基沉降監(jiān)測主要分為兩種不同的技術(shù)，即地表沉降監(jiān)測技術(shù)和地基內(nèi)部沉降監(jiān)測技術(shù)。對于前一種監(jiān)測技術(shù)來說，其主要的監(jiān)測方法有監(jiān)測樁法、沉降板法以及沉降杯法三種；而后一種監(jiān)測技術(shù)主要有水平測斜儀、鋼弦式剖面沉降儀和水壓式剖面沉降儀三種監(jiān)測工具。上述監(jiān)測方法或工具均有著或多或少的缺陷，但都有各自的應(yīng)用優(yōu)勢。因此，可以根據(jù)工程實際進行選擇。

2.2 孔隙水壓力監(jiān)測技術(shù)

孔隙水壓力監(jiān)測主要是利用孔隙水壓力儀進行監(jiān)測，目前主要應(yīng)用的孔隙水壓力儀有測壓管式、鋼弦式、水管式、電阻應(yīng)變片與差動電阻式等類型[1]。由于鋼弦式具有較高的穩(wěn)定性與靈敏度，使用效果相對較好。因此，鋼弦式使用最為普遍，鋼弦式孔隙水壓力儀的工作原理如下：通過測頭承壓膜進行壓力承受，進而膜會出現(xiàn)變形，而固定在膜當(dāng)中的鋼弦也會隨之松弛，最終使鋼弦的自振頻率發(fā)生改變，利用相應(yīng)的接收工具對其自振頻率進行收集。該設(shè)備的自振頻率和作用壓力存在如下關(guān)系：P=k（f02-f12），其中P為孔隙水壓力，單位為kPa；k是傳感器系數(shù)，為一常數(shù)值，其數(shù)值主要和承壓膜及鋼弦材料、尺寸有關(guān)，要在室內(nèi)進行標(biāo)定得到；f0是大氣壓時鋼弦具有的指針頻率，單位Hz；f1是在孔隙水壓力P的作用下鋼弦產(chǎn)生的自振頻率。通過測定不同時刻的鋼弦自振頻率，便能夠求出當(dāng)時對應(yīng)的孔隙水壓力。

2.3 真空度監(jiān)測技術(shù)

按照每間隔600m2便設(shè)置一個真空度計，同時在所有斷面安裝真空度計，將他們分別安裝在中心線周圍的砂井內(nèi)與砂井間、加固區(qū)邊緣及其外側(cè)2m處以及坡腳周圍的砂井中與砂井間，其中每處共計安裝7個真空度計。利用真空度監(jiān)測技術(shù)進行測量時，具有如下兩個關(guān)系式，即Pg1+h1γω=Ps1和Pg2+h2γω=Ps2，式中Pg1指抽真空之前壓力表讀數(shù)，即大氣壓；Pg2為抽真空一定時間后的壓力表讀數(shù)；h1抽真空前地下水頭高度；h2為抽真空后一定時間后地下水頭高度；Ps1指抽真空前土內(nèi)壓力；Ps2是抽真空后土內(nèi)壓力。將上述兩個公式相減可得（Pg1-Pg2）+Δh·γω=Ps1-Ps2，即ΔPg+Δh·γω=ΔPs，其中ΔPg為抽真空一段時間后的真空表示數(shù)；ΔPs為抽真空一定時間后土中實際真空度。

3 無線電智能監(jiān)測技術(shù)具有的優(yōu)勢

智能監(jiān)測便是利用人工智能、信號定位以及信息處理等多種技術(shù)共同構(gòu)建智能網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)測，其在信息處理、融合與共享等方面有著非常大的優(yōu)勢。無線電監(jiān)測具有如下兩點主要優(yōu)勢：第一，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。為了使數(shù)據(jù)融合與聯(lián)合監(jiān)測具有的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，頻譜管理、臺站以及通信等多種組網(wǎng)監(jiān)測是當(dāng)前監(jiān)測的重要特征。智能監(jiān)測網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)所有廠家設(shè)備的兼容使用，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)中具有非常大的優(yōu)勢，能夠有效地完成復(fù)雜的監(jiān)測任務(wù)。不但能夠?qū)ΡO(jiān)測空間、體制以及頻率等進行良好擴展，而且可以使輻射源具有的交會定位能力得到提升，對數(shù)據(jù)處理也有著很好的增強效果。第二，監(jiān)測自主管理。智能監(jiān)測網(wǎng)能夠依照頻譜管理中心下達的監(jiān)測指令，自行運行監(jiān)測系統(tǒng)，無須進行人工監(jiān)測，同時能夠?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)進行智能化分析，將有用信息和異常信號不斷上傳頻譜管理中心，之后安排專人進行處理。

4 無線電監(jiān)測技術(shù)在地基處理監(jiān)測中面臨的問題endprint

目前，無線電監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用在地基處理監(jiān)測當(dāng)中主要存在如下兩個問題。其一，傳播問題。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，其具有的而復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征，使電磁環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜，這對無線電監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用造成了極大限制。尤其在地基監(jiān)測附近存在大量物聯(lián)網(wǎng)據(jù)點時，進行無線電傳播過程中，電磁波發(fā)射將呈現(xiàn)密集發(fā)生，這對有用信息的收集造成阻礙，使用傳統(tǒng)的遠距離基站的進行監(jiān)測，已經(jīng)無法滿足地基監(jiān)測當(dāng)中的高精度要求。因為信號功率隨著阻礙的增加而逐漸削弱，同時干擾信號不斷影響信號傳導(dǎo)，無線信號傳輸過程中將會不易攔截與跟蹤，這對地基監(jiān)測效果帶來極大的挑戰(zhàn)。因此，要通過網(wǎng)絡(luò)化對無線電加以管理。

其二，管理問題。我國無線電管理模式主要是放任式管理，導(dǎo)致無線電對地基監(jiān)測所需的監(jiān)測精度要求無法滿足[2]。同時各監(jiān)測設(shè)備生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不同，無法使無線電監(jiān)測技術(shù)形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致無線電監(jiān)測無法形成統(tǒng)一的接口，不能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。造成這一現(xiàn)象的主要原因還是政府管理不足，沒有制定相應(yīng)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，無法使用無線電監(jiān)測實現(xiàn)系統(tǒng)化與網(wǎng)絡(luò)化。這對無線電監(jiān)測的應(yīng)用與發(fā)展造成了極大的影響，對地基監(jiān)測當(dāng)中新技術(shù)的應(yīng)用造成阻礙。

5 加強無線電監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的措施

對于傳播問題來說，在地基監(jiān)測過程中，應(yīng)該對建站模式加以創(chuàng)新，通過固定監(jiān)測站和移動監(jiān)測站間的配合實現(xiàn)良好的監(jiān)測與數(shù)據(jù)傳輸，從而使監(jiān)測精度得到保證。因此，在建設(shè)固定監(jiān)測站時，在人員流動較小的地方，盡可能避開物聯(lián)網(wǎng)的集散點，這樣能有效保證數(shù)據(jù)的傳輸和收集質(zhì)量。在固定監(jiān)測站的基礎(chǔ)上利用移動監(jiān)測站進行精度監(jiān)測，主要是在地基監(jiān)測中利用移動監(jiān)測站對地基監(jiān)測過程中發(fā)射出的信號進行直接接收，不進行遠距離傳輸，將移動監(jiān)測站與固定監(jiān)測站測定的結(jié)果進行比對，根據(jù)比對結(jié)果對固定監(jiān)測站進行完善，保證地基監(jiān)測過程中的監(jiān)測精度，保證港口地基始終滿足使用要求。

對于管理問題而言，在地基監(jiān)測當(dāng)中應(yīng)用無線技術(shù)，能夠有效降低監(jiān)測難度和提高監(jiān)測效率。但是由于無線電監(jiān)測存在系統(tǒng)性差，不能對我國大量港口地基監(jiān)測數(shù)據(jù)進行深入分析，無法對今后港口地基的建設(shè)提供良好的技術(shù)支撐。因此，無線電管理首先要對監(jiān)測設(shè)備制定統(tǒng)一的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)備接口能夠通用，同時建立綜合性的監(jiān)測中心，實現(xiàn)對港口地基的全面監(jiān)測。通過完善無線電監(jiān)測技術(shù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對我國港口地基監(jiān)測當(dāng)中應(yīng)用無線電監(jiān)測有著很好的推動作用。

6 結(jié)論

港口對一個國家經(jīng)濟的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，隨著經(jīng)濟全球化的不斷深入，進出口貿(mào)易已成為國家經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分之一。而港口工程建設(shè)過程中，往往需要對地基處理進行監(jiān)測，保證地基處理滿足建筑標(biāo)準(zhǔn)。目前普遍應(yīng)用的監(jiān)測技術(shù)均存在或多或少的不足，這對地基處理監(jiān)測造成了一定的阻礙。對此在港口工程當(dāng)中應(yīng)用新技術(shù)進行地基處理監(jiān)測具有非常重要的現(xiàn)實意義。利用無線電實現(xiàn)對地基處理方面的監(jiān)測，能夠取得較好的監(jiān)測效果，但其中依舊存在諸多的問題，這就需要廣大工作者不斷進行深入研究，使無線電監(jiān)測技術(shù)能夠取得更好的應(yīng)用效果。

【參考文獻】

【1】仲叢宏，何常鑫，汪波.深水斜坡堤孔隙水壓力監(jiān)測技術(shù)[J].港口科技， 2017，3（3）：5-11.

【2】莊仕磊.試論港口工程地基處理質(zhì)量控制要點[J].工程技術(shù)（引文版），2016，11（11）：00123.endprint