基坑自动化监测技术研究

夏霄，叶承林，吕鹏飞

（中国电建集团华东勘察设计研究院有限公司，浙江　杭州，311122）

【摘 要】为研究基坑自动化监测技术，本文依托衢州市鹿鸣半岛时尚文化创业园建设工程，在现场试验中采用自动化监测专用设备，实现了深层水平位移和支撑轴力的自动化监测。研究结果表明，自动化监测可以很好的完成深层水平位移和支撑轴力的测试。通过深层水平位移和支撑轴力自动化监测发现，最大位移值发生在B-CX-01点位，最大轴力值发生在BZL2。自动化监测技术的应用极大的提高了基坑监测的效率，保证了基坑施工的安全，此方法的应用推广可极大促进基坑监测技术的发展。

【关键词】基坑；自动化；水平位移；轴力；监测

【中图分类号】TU473【文献标识码】A

0引言

近年来，随着城市建设的不断发展，工程建设不再局限于地面建设，城市地下空间的开发愈发频繁，随之而来的就是基坑工程的大量建设。与此同时，基坑工程变得愈发复杂，相应基坑工程的监测变得尤为重要[1]。基坑监测技术也逐步由人工监测向自动化监测领域发展[2]。

相比人工监测，自动化监测可以利用不同的传感器与监测设备相连，即时获取各个监测仪器的数据，实现对基坑全天候动态监测，不但可以节省人力成本，而且可以更加高效准确的对监测点位进行实时监测。

本文依托衢州市鹿鸣半岛时尚文化创业园建设工程，在现场试验中采用了自动化监测专用设备，实现了深层水平位移和支撑轴力的自动化监测，保证了基坑施工的安全性。此外，本工程项目为多相邻基坑，基坑较单基坑更为复杂，此研究的应用推广可极大促进多个相邻基坑施工自动化监测技术的发展。

1  工程概况

衢州市鹿鸣半岛时尚文化创业园建设项目整体位于衢州市鹿鸣半岛地块，包含A区（包括文化创业中心及A区车库，地下一层）、B区（地下二层）、C区（地下二层、），共三个基坑，其中A、B区地下室位于九华大道南侧、衢江北侧，C区地下室位于九华大道北侧、紫薇南路东侧，如图1所示。项目总建设用地面积约64.1万平方米，其中文化创业中心建筑面积约5.6万平方米，地下车库建筑面积约6.0万平方米。结构基础形式为钻孔灌注桩基础。

A区块为一层地下室，周边场地高程+65.0m~+66.0m（绝对标高，下同），基坑开挖深度约2.35~4.20m，基坑面积约6.7万平方米，采用放坡开挖；B、C区块为两层地下室，周边场地高程+65.0m~+66.0m。B区结构承台垫层底标高+58.7，基坑开挖深度为6.3m，局部挖深为7.3m，基坑面积约1.17万平方米，采用钻孔灌注桩+高压旋喷桩止水帷幕+内支撑结合桩顶局部放坡的围护方案；C区结构承台垫层底标高+58.3，基坑开挖深度为6.70m，基坑面积约1.02万平方米，采用钻孔灌注桩+高压旋喷桩止水帷幕+内支撑结合桩顶局部放坡的围护方案。

根据浙江省《建筑基坑支护技术标准》（DB33/T1096-2014）的有关规定和周围环境的特点，本基坑工程AD区块安全等级为三级，对应于基坑工程安全等级重要性系数取1.0。B、C区块安全等级为二级，对应于基坑工程安全等级重要性系数取1.0。

2  基坑自动化监测技术

基坑自动化监测技术是在大数据、物联网技术的基础上，结合了多种传感器，以监测集成设备为枢纽，向监测云平台传输数据，监测云平台则可根据收集到的数据进行实时分析，并结合输入的设计控制值进行实时预警，解决了很多人工难以实现的问题。

2.1 监测目的

（1）地层测斜，主要监测基坑支护结构区域土层的深层变形和位移。

（2）轴力监测，直接反应基坑内部的应力参数变化当应力发生变化，在整个施工过程中采用24小时不间断在线监测坑内的应力参数变化并且实时监测预警。

（3）对可能发生的危险及环境安全的隐患或事故提供及时、准确的预报，以便及时采取有效措施，避免事故的发生。

2.2 监测意义

（1）对基坑施工期间深层水平位移和支撑轴力进行测量，及时反映它们的变化情况，是本工程自动化监测的主要意义；

（2）为修正设计及施工参数、预估变形及轴力发展趋势、确保工程的质量及安全提供实测数据，监测对于设计和施工来说是重要补充手段；

（3）为施工方案优化和理论验证提供依据；

（4）为地域性监测积累经验。

2.3 监测内容

根据委托单位要求，结合现行有关监测规范对监测工作及监测不同对象的要求，同时考虑现场布点后观测条件许可，本工程监测方案将针对深层水平位移和支撑轴力进行自动化监测，最后集成于自动化监测专用设备上，如图1所示。

图1 自动化监测专用设备

2.4 监测项目控制值

根据相关规范规定及设计要求，控制值见表1：

表1 监测项目控制值

监测项目	控制值
	变形速率预警值	累计变量
深层水平位移	日变量大于3mm/d	累计35mm
支撑轴力	混凝土支撑设计值为3000kN(由设计提供)

3  监测成果分析

根据监测数据统计结果，各项监测项目总体变形评述如下：

3.1 深层水平位移

深层水平位移基本正常，未达到报警值。AD-CX-04点位位移最大值发生在2022年1月17日，深度为4m，其值为+21.4856 mm；B-CX-01点位位移最大值发生在2021年11月11日，深度为2m，其值为+27.3227 mm；B-CX-02点位位移最大值发生在2021年9月29日，深度为1m，其值为+ 3.0064 mm；B-CX-03点位位移最大值发生在2021年12月2日，深度为2m，其值为-12.6364mm；C-CX-01点位位移最大值发生在2021年12月1日，深度为3m，其值为+21.88mm；C-CX-02点位位移最大值发生在2021年7月5日，深度为1m，其值为-6.5036mm。

3.2 支撑轴力

支撑轴力基本正常，未达到报警值。BZL1变化最大值发生在2021年10月18日，其值为1161kN；BZL2变化最大值发生在2021年10月21日，其值为1415 kN；BZL3变化最大值发生在2021年10月11日,其值为1282 kN。

从本工程监测数据结果可以判定基坑开挖过程中，基坑处于基本稳定状态。通过对各监测点监测数据分析，基坑未发生明显沉降及变形，支撑轴力正常，深层水平位移量在规范安全范围内。

4  结论

本文研究了基坑自动化监测技术，主要研究结论如下：

（1）本研究将深层水平位移和支撑轴力监测项目接入到了自动化监测专业设备中，实现了自动化监测。

（2）通过深层水平位移自动化监测发现，最大位移值发生在B-CX-01点位，深度为2m，其值为+27.3227 mm。

（3）通过支撑轴力自动化监测发现，最大轴力值发生在BZL2，其值为1415 kN。

参考文献

[1] 陈文祥, 王武杰, 彭帆. 软土地区相邻深大基坑同期施工的影响分析[J]. 地基处理, 2022, 4(04): 329-335.

[2] 陈明杰. 某船闸基坑自动化监测技术可靠性分析[J]. 水运工程, 2022(03): 151-156.