自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

徐文風(fēng)

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

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

基坑施工監(jiān)測(cè)不僅可保證施工和結(jié)構(gòu)安全，還可對(duì)周邊環(huán)境影響進(jìn)行有效控制，減少施工對(duì)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(wàn)達(dá)廣場(chǎng)1#地塊基坑開(kāi)挖深度為3.15m～11.10m，基坑形狀為近似矩形，基坑周長(zhǎng)約703m，為提高基坑開(kāi)挖工程的施工質(zhì)量，使用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)施工區(qū)域周?chē)?倍基坑開(kāi)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(cè)[2]，為保證市政管網(wǎng)的安全運(yùn)營(yíng)，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(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

流動(dòng)測(cè)站自動(dòng)化監(jiān)測(cè)軟件（簡(jiǎn)稱(chēng)FMOS）是以TCP/IP、RS232、藍(lán)牙、電臺(tái)等通訊方式為基本媒介控制高精度監(jiān)測(cè)儀器的工具型軟件，該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了定時(shí)定點(diǎn)全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，也可依靠流動(dòng)式測(cè)站開(kāi)展半自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)解算變形點(diǎn)坐標(biāo)，生成報(bào)表和變化量曲線，實(shí)現(xiàn)全天候自動(dòng)采集，實(shí)時(shí)計(jì)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(cè)要求，就可實(shí)現(xiàn)如全站儀等對(duì)固定點(diǎn)的周期性測(cè)量；②能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下的監(jiān)測(cè)任務(wù)；③自動(dòng)化程度高，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠及時(shí)處理，尤其是對(duì)超過(guò)警戒值的數(shù)據(jù)，能夠及時(shí)提供形變曲線變化圖以及相應(yīng)的報(bào)表等；④能夠?qū)崿F(xiàn)多臺(tái)全站儀的聯(lián)合測(cè)量，并進(jìn)行整體平差計(jì)算，確保在長(zhǎng)大變形區(qū)間內(nèi)建成成果有效性；⑤能夠?qū)?bào)表進(jìn)行累計(jì)變化量和單點(diǎn)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(tái)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.基坑監(jiān)測(cè)基本概況

2.1儀器設(shè)備及監(jiān)測(cè)頻率

本次監(jiān)測(cè)試驗(yàn)利用索佳精密全站儀對(duì)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用極坐標(biāo)法觀測(cè)，其精度可達(dá) 1″級(jí)；使用天寶電子水準(zhǔn)儀DINI03型對(duì)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，精度可達(dá)±0.3mm；使用SWJ-8090型鋼尺水位計(jì)對(duì)基坑及周邊區(qū)域的地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其精度為±5.0mm。監(jiān)測(cè)頻率：①開(kāi)挖至坑底—底板墊層澆筑完成期間基坑監(jiān)測(cè)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(cè)控制網(wǎng)布設(shè)

基坑頂部水平位移和沉降位移監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)選擇在遠(yuǎn)離基坑3倍以外建筑物的樓頂上，基準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)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(diǎn)布設(shè)在基坑深度3倍以外穩(wěn)固的區(qū)域，編號(hào)W1、W2、W3。沉降基準(zhǔn)點(diǎn)采用獨(dú)立水準(zhǔn)系，并作為起算點(diǎn)，與道路及管線組成水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)?；映两当O(jiān)測(cè)點(diǎn)與水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)布設(shè)，原則上水平位移與沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)使用同一點(diǎn)，不再另行埋設(shè)，根據(jù)施工狀況及現(xiàn)場(chǎng)條件先后布置了29個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位；地下管線垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)時(shí)在設(shè)計(jì)位置鉆孔埋入道釘，布設(shè)了41個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)GX01～GX41。根據(jù)基坑現(xiàn)場(chǎng)共布設(shè)了17個(gè)水位觀測(cè)孔，水位孔深度為12m，用鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)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(jì)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(rùn)土將孔隙填實(shí)，成孔后加清水，檢驗(yàn)成孔質(zhì)量，孔口用蓋子蓋好。

3.監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.1基坑頂部位移及沉降監(jiān)測(cè)

基坑頂部位移和沉降監(jiān)測(cè)采用索佳系列高精度IX1001智能全站儀、FMOS監(jiān)測(cè)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(cè)，從基坑開(kāi)挖2020年8月4日開(kāi)始，截止到報(bào)告期12月5日，已完成4個(gè)月共71次觀測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)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(diǎn)為Y31，下降2.2mm；累計(jì)沉降最大點(diǎn)為Y24，累計(jì)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(diǎn)，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(jì)水平位移最大監(jiān)測(cè)點(diǎn)為Y24，累計(jì)水平位移約68.4mm，超過(guò)控制值18.4mm；其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)本月水平位移變形較小，較為穩(wěn)定。

3.2基坑周?chē)芫€沉降監(jiān)測(cè)

基坑外圍管線的沉降觀測(cè)從基坑開(kāi)挖2020年8月4日開(kāi)始，截止報(bào)告期12月5日，已完成觀測(cè)3個(gè)月共58期次監(jiān)測(cè)，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。由表1可知：基坑外圍管線、道路沉降量及累計(jì)沉降量均較小，沉降最大點(diǎn)為GX23，下降0.56mm；累計(jì)沉降最大點(diǎn)為GX02，累計(jì)下沉0.74mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于預(yù)警值；其余周邊管線各監(jiān)測(cè)點(diǎn)較為穩(wěn)定。綜上所述，基坑開(kāi)挖施工對(duì)周邊管線未造成影響。

3.3基坑周?chē)挥^測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)

基坑周?chē)挥^測(cè)從2020年9月28日開(kāi)始，截止到報(bào)告期完成觀測(cè)32期次觀測(cè)，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。由表2可知：基坑周?chē)簧仙畲簏c(diǎn)為SW15，上升0.279m；水位下降最大點(diǎn)為SW05，下降0.737m；累計(jì)上升最大點(diǎn)為SW06，上升0.415m；累計(jì)下降最大點(diǎn)為SW03，下降1.323m?？傮w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(kāi)挖對(duì)周邊的水位影響不大。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自2020年8月4日開(kāi)始至結(jié)束共監(jiān)測(cè)4個(gè)月，認(rèn)為坑支護(hù)西北處預(yù)警點(diǎn)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(duì)較深及周邊地下水位較高的基本現(xiàn)狀，認(rèn)為對(duì)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(shí)及時(shí)回填。此外，其余點(diǎn)位變形較小，較為穩(wěn)定；各水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)在本月變化小于預(yù)警值，較為正常；同時(shí)在工程施工過(guò)程中，周邊地下管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)均變形微小，較為穩(wěn)定，基坑開(kāi)挖未對(duì)周?chē)芫€造成破壞。

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