基坑施工結構安全監(jiān)測預警系統

基坑監(jiān)測背景
深基坑的開挖是一個動態(tài)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(tài)，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(jiān)測及分析，并將監(jiān)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(wěn)定狀態(tài)的發(fā)展，根據預判施工對周圍環(huán)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(jiān)測并在數據超限時預警是基坑工程建設中必不可少的環(huán)節(jié)。
基坑監(jiān)測內容
基坑監(jiān)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(jiān)測，基坑監(jiān)測主要內容包括以下幾個方面：
周邊地下管線監(jiān)測：可采用動力水準儀或靜力水準儀監(jiān)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(jiān)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(jiān)測：利用靜力水準儀監(jiān)測支護結構物垂直位移的變形情況。
土體內部位移監(jiān)測：采用自動化測斜儀監(jiān)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(jiān)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(jiān)測。
支撐梁軸力監(jiān)測：采用軸力計監(jiān)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(wěn)。當使用鋼筋束時，采用鋼筋計監(jiān)測每根鋼筋的受力。
土壓力監(jiān)測：采用土壓力盒監(jiān)測基坑土體內部壓力變化情況。
地下水位監(jiān)測：采用投入式水位計監(jiān)測基坑外地下水位的變化情況。
孔隙水壓力監(jiān)測：采用滲壓計實時監(jiān)測基坑土體內部孔隙水壓力。
裂縫監(jiān)測：采用裂縫計監(jiān)測基坑周邊裂縫的位置、走向、長度、寬度，必要時應監(jiān)測裂縫深度。
環(huán)境監(jiān)測：基坑開挖期可采用環(huán)境監(jiān)測設備，如降雨量、溫濕度等環(huán)境監(jiān)測設備輔助基坑施工安全。
基坑監(jiān)測系統
目前基坑監(jiān)測以人工檢測為主，監(jiān)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(jiān)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(huán)境緊密相關且施工狀態(tài)不斷變化的基坑系統工程，利用基坑結構安全在線監(jiān)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(tài)，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(fā)生，真正做到數據穩(wěn)定可靠。
基坑結構安全在線監(jiān)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(jiān)測和環(huán)境監(jiān)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?；咏Y構的安全。