基坑施工結構安全監測預警系統

基坑監測背景
深基坑的開挖是一個動態過程，影響其結構安全的因素在基坑開挖過程中不斷變化，很難靠人工的檢測手段對可能出現的問題進行預判，為了全面了解地層、地下水、圍護結構和支撐體系的變形狀態，以及由于施工對周邊既有建筑物和地下管線產生的影響，需對基坑的結構安全性能進行在線監測及分析，并將監測結果及時反饋，預測進一步挖掘施工后將導致的變形及穩定狀態的發展，根據預判施工對周圍環境造成影響的程度，來指導設計與施工。因此，對基坑進行實時監測并在數據超限時預警是基坑工程建設中必不可少的環節。
基坑監測內容
基坑監測工作的前提是要了解現場結構的相關信息，并在施工前提前部署傳感器設備，以方便在基坑開挖過程中進行實時在線監測，基坑監測主要內容包括以下幾個方面：
周邊地下管線監測：可采用動力水準儀或靜力水準儀監測基坑周邊地下管線的相對沉降位移變量。
周邊建筑物及地表沉降：可采用靜力水準儀、傾角傳感器、裂縫計等分別監測基坑周邊原有建筑物因開挖而引起的沉降、傾斜及裂縫等受損程度。
支護結構沉降監測：利用靜力水準儀監測支護結構物垂直位移的變形情況。
土體內部位移監測：采用自動化測斜儀監測圍護墻體或基坑周圍土體的深層位移數據
支護結構內力監測：支護結構內力可采用預埋在結構內部或表面的應變計監測。
支撐梁軸力監測：采用軸力計監測基坑在施工過程中支撐梁軸力的變化，避免支承軸力超過設計強度導致支撐破壞引起支護體系失穩。當使用鋼筋束時，采用鋼筋計監測每根鋼筋的受力。
土壓力監測：采用土壓力盒監測基坑土體內部壓力變化情況。
地下水位監測：采用投入式水位計監測基坑外地下水位的變化情況。
孔隙水壓力監測：采用滲壓計實時監測基坑土體內部孔隙水壓力。
裂縫監測：采用裂縫計監測基坑周邊裂縫的位置、走向、長度、寬度，必要時應監測裂縫深度。
環境監測：基坑開挖期可采用環境監測設備，如降雨量、溫濕度等環境監測設備輔助基坑施工安全。
基坑監測系統
目前基坑監測以人工檢測為主，監測工作量大，受天氣、人員、現場條件等因素的影響，存在人為誤差、各項技術參數不能實時監測、匯總分析滯后、難以及時掌握工程中存在的問題與風險，這些都影響到工程的安全生產和管理水平。因此，作為一個與復雜地質環境緊密相關且施工狀態不斷變化的基坑系統工程，利用基坑結構安全在線監測系統，能實現實時信息采集、分析、處理，既可以真實地反映基坑實際的運作狀態，指導下一步的工作，又可以及時采取相應的措施，避免了安全事故的發生，真正做到數據穩定可靠。
基坑結構安全在線監測預警系統集成了物聯網技術、傳感器技術、無線網絡傳輸技術和數據分析統計技術，通過利用動力水準儀、自動化測斜儀、裂縫計、滲壓計、傾角傳感器、雨量計等結構變形監測和環境監測傳感器對地表、支護體系、周邊建筑物等多項安全數據進行實時自動采集，把傳感器連接到物聯網網關做初步邊緣計算后，再把處理過的數據通過4g無線網絡傳輸到安銳測控云平臺進行計算分析和統計，當某個數據超出設定的安全閾值時，可通過聯動策略進行預警和聯動控制，以確保基坑結構的安全。