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摘要:在改革开放的新时期,我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,深基坑施工监测作为深基坑工程的“眼睛”,对深基坑工程起着非常关键的指导作用。该文针对目前深基坑监测主要采用传统人工监测的问题,展开深入的调查研究,制订了改进对策,并在上海市轨道交通18号线长江南路站基坑工程进行了试验,并获得了一定的成果,验证了光纤传感自动化监测系统基本可以代替常规监测技术。
关键词:深基坑;自动化;监测;技术
引言
城市深基坑的变形监测易受到基坑周边高层建筑、道路以及基坑本身开挖的影响,监测难度较大。且基坑变形监测的精度要求高,对监测数据要求精密可靠。手动测量的方法难以应对基坑所处的复杂环境,而且测量时间长、效率低,容易受到人为因素干扰,影响测量结果的可靠性。随着自动化监测系统相关技术的逐渐完善,自动化监测系统在城市深基坑监测项目中得到了越来越多的应用。自动化监测系统能有效地克服基坑监测中各种不利因素,可以高效稳定地进行实时监测,较手动测量具有非常大的优势。然而,目前基坑自动化监测的规范尚不明确,对于城市深基坑监测缺乏相关的指导和执行标准。因此,通过实际应用来论证自动化监测系统在城市深基坑监测中的可靠性具有重要的现实意义。
1概述
1.1自动监测的原则
采用自动化监测系统能够准确将施工现场的问题反馈给施工人员以及项目管理人员,根据设计情况推荐采用有效的措施。在布点的时候需要将测点布置在同一个断面中,如果不能够布置在同一个断面中,也需要相近的断面,这样能够提高数据采集相关分析的准确性。由于人工监测基坑容易出现问题,难以预警,因此需要自动化全面运转的监测系统来进行支护结构情况的监测。另外监测点的选择不应当对环境造成影响。
1.2工程自动监测原理分析
收集数据,在进行数据信息收集过程中需要建立层级,利用数据传感器进行信息收集,通过电信号的方式传至相应的数据收集器中,利用计算机软件技术对所收集信息进行分析。在数据预处理过程中,通常是在数据收集系统中完成数据预处理操作,数据收集系统可将数据传感器所获取的信息通过多种传感器信号,经过信息的预处理使之成为数字模拟信号,再利用传输网络能够将预处理的数据传输到相应的控制和处理系统中,完成下一操作。数据处理收集系统,由于所收集的数据容量较大,在数据处理时需要由数据处理以及控制系统共同构成,数据处理是将所收集信息经过多种传感器对系统运行进行有效控制,根据传感器所收集和反映的数据,针对数据库实现数据的更新。结构安全评定,在整个结构安全评定过程中是由安全系统根据收集系统的结果自动生成的,能够分析监测数据和结构信息,对比过去的监测信息与目前所收集的信息,进一步对建筑结构的安全性进行综合分析,能够生成目前建筑物的安全分析报告。
2深基坑工程自动化监测关键技术
2.1混凝土支撑的差异沉降数据的比对与分析
在试验断面上的混凝土支撑对应的立柱沉降点及对应的支撑两端圈梁沉降点作为常规的立柱与圈梁差异沉降数据,是衡量支护体系垂直方向稳定性的重要指标之一。常规方法是采用精密水准测量的手段,监测立柱桩顶与对应圈梁顶设置的沉降点的差异变化。采用基于光纤原理设计的静力水准测量是直接在圈梁、立柱顶部(位于同一支撑)对应部位设置静力水准装置,在圈梁阴角处设置基准点,监测圈梁、立柱的差异沉降,来反映立柱与圈梁的差异沉降变化。
2.2深基坑自动化监测的研究成果
深基坑的支护体系可以布置密集点式或者分布式的光纤传感系统,对深基坑进行监测。研究人员可以对传感系统采集到的数据进行分析,研究数据采集的精确性和可靠性、并对材料的适用性进行研究,通过对基坑的监测,完善与标准化监测的程序,为深基坑监测提供全面、快速、连续的监测信息,能够更好地保证深基坑施工的安全,并未施工提供更加优化的设计和参数。近年来,光纤传感监测技术在深基坑监测的使用中越来越成熟,监测的准确性和时间优势都已经显现出来,在代替人工监测方面取得了一定的成果。但是光纤材料的性能和稳定性、可靠性等指标还需要进一步研究,不断进行完善。同时,光纤系统的解析设备也需要进行精度和可靠性的进一步研究。在工程应用中,通过采用传统方法对光纤采集系统的数据进行复核与验证,另一方面采用光纤传感技术监测传统方式无法监测的部位或者项目,从而建立一个完整的光纤自动化监测系统。
2.3水平位移的对比分析
自动测量和手动测量都反映出了基坑侧壁向东北方向移动的趋势。相比手动测量的结果,自动测量的点数据分布区间更紧凑,相邻观测点的位移量均较小,最大位移量仅为1mm,变化速率低于VD<2(mm/d),符合水平位移监测规范报警值的最高要求。手动测量结果的点离散情况相对显著,相邻点位移量差值较自动测量更大,最大位移量为1.5mm。从曲线拟合的线性情况来看,自动测量数据的拟合曲线比较平缓,数据浮动较小。手动测量的拟合曲线的波动明显较大,测量数据的稳定性低于自动测量的稳定性。经过对比分析可以得出,在水平位移监测上,自动测量的稳定性明显高于手动测量。因此,自动化监测水平位移的可靠性能够达到工程规范要求标准。
2.4工程案例分析
在本研究中我们所分析的工厂位于某道路下方,且沿着南北走向,位于某传媒中心,其工程为地上六层,地下一层的建筑,该建筑中中部北侧是正在修建的电气工程,而西南侧是地产工程,东北位置是交通枢纽站,在车站周边主要是居住用地,绿化用地,办公用地等为主,该工程自动监测为离工程较近且具有特殊功能需求的商业中心,该商业中心为地上六层结构,地下一层结构,位于深基坑西北角位置,地下室有三米深的底板,基础位置采用的是预应力混凝土,其桩长度为20米,桩直径为0.6米,强风化岩层为其持力层。该商业大厦距离深基坑位置较近,建筑物的基坑与基础管桩长的挖掘深度接近,在深基坑开挖时基坑的内、外部土体水位会发生显著变化,由于土地应力发生变化进而会使周边土体出现一定程度的变形,而建筑物出现不均匀沉降,进一步导致建筑物产生裂缝,甚至会出现倒塌,倾斜的问题。
结语
当前随着技术的进步,在深基坑监测工作方面不仅仅常规的方法能够满足要求,新兴的光纤传感监测技术也可以满足监测的要求。本文通过实际深基坑监测数据比较证实了新兴技术的实用性,而且具备一定的经济价值。采用传感自动化监测虽然精度高、连续性好,但是仍然需要对材料进行监测,对可视化设备的数据准确性进行把握与进一步研究,并形成新的监测规范与操作流程。只有这样,才能够使得光纤传感技术更好更广泛地应用到基坑监测工作上来,实现监测技术的创新与发展。
参考文献
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