基坑监测背景

深基坑的开挖是一个动态过程，影响其结构安全的因素在基坑开挖过程中不断变化，很难靠人工的检测手段对可能出现的问题进行预判，为了全面了解地层、地下水、围护结构和支撑体系的变形状态，以及由于施工对周边既有建筑物和地下管线产生的影响，需对基坑的结构安全性能进行在线监测及分析，并将监测结果及时反馈，预测进一步挖掘施工后将导致的变形及稳定状态的发展，根据预判施工对周围环境造成影响的程度，来指导设计与施工。因此，对基坑进行实时监测并在数据超限时预警是基坑工程建设中必不可少的环节。

基坑监测内容

基坑监测工作的前提是要了解现场结构的相关信息，并在施工前提前部署传感器设备，以方便在基坑开挖过程中进行实时在线监测，基坑监测主要内容包括以下几个方面：

1. 周边结构物监测：

周边地下管线监测：可采用动力水准仪或静力水准仪监测基坑周边地下管线的相对沉降位移变量。

周边建筑物及地表沉降：可采用静力水准仪、倾角传感器、裂缝计等分别监测基坑周边原有建筑物因开挖而引起的沉降、倾斜及裂缝等受损程度。

2. 基坑围护监测：

支护结构沉降监测：在基坑开挖期间，随着取土的深入，支护结构由于受到土压力和道路动载的作用，会产生比较明显的变形，如果超过一定范围，甚至会出现失稳情况，可利用静力水准仪监测支护结构物垂直位移的变形情况。

土体内部位移监测：采用自动化测斜仪监测围护墙体或基坑周围土体的深层位移数据

支护结构内力监测：基坑开挖过程中支护结构内力变化可通过在结构内部或表面安装应变计进行监测。

支撑梁轴力监测：采用轴力计监测基坑在施工过程中支撑梁轴力的变化，避免支承轴力超过设计强度导致支撑破坏引起支护体系失稳。当使用钢筋束时，采用钢筋计监测每根钢筋的受力。

土压力监测：在受力、土质条件变化较大或其他有代表性的部位，至少布设一个土压力盒监测点，用于监测基坑土体内部压力变化情况。

地下水位监测：可利用投入式水位计监测基坑外场地地表水、地下水排放状况是否正常，基坑降水、回灌设施是否运转正常等。

孔隙水压力监测：基坑开挖及深井降水均会引起坑外孔隙水压力的变化，可利用渗压计实时监测基坑土体内部孔隙水压力。

3. 其他监测：

裂缝监测：可利用裂缝计监测基坑周边裂缝的位置、走向、长度、宽度，必要时应监测裂缝深度。

环境监测：基坑开挖期可采用环境监测设备，如降雨量、温湿度等环境监测设备辅助基坑施工安全。

基坑监测系统

目前基坑监测以人工检测为主，监测工作量大，受天气、人员、现场条件等因素的影响，存在人为误差、各项技术参数不能实时监测、汇总分析滞后、难以及时掌握工程中存在的问题与风险，这些都影响到工程的安全生产和管理水平。因此，作为一个与复杂地质环境紧密相关且施工状态不断变化的基坑系统工程，利用基坑结构安全在线监测系统，能实现实时信息采集、分析、处理，既可以真实地反映基坑实际的运作状态，指导下一步的工作，又可以及时采取相应的措施，避免了安全事故的发生，真正做到数据稳定可靠。

基坑结构安全在线监测预警系统集成了物联网技术、传感器技术、无线网络传输技术和数据分析统计技术，通过利用动力水准仪、自动化测斜仪、裂缝计、渗压计、倾角传感器、雨量计等结构变形监测和环境监测传感器对地表、支护体系、周边建筑物等多项安全数据进行实时自动采集，把传感器连接到物联网网关做初步边缘计算后，再把处理过的数据通过4G无线网络传输到安锐测控云平台进行计算分析和统计，当某个数据超出设定的安全阈值时，可通过联动策略进行预警和联动控制，以确保基坑结构的安全。