深基坑中基坑监测技术的应用

摘要：基坑监测技术是深基坑施工技术的重要组成部分。要借助各种监测技术，对深基坑支护结构变形进行监测，形成合理有效的监测系统，有效地提升深基坑施工的安全性以及稳定性，以全面提升深基坑施工的质量及效率。

关键词：深基坑；基坑监测技术；应用探讨 引言

基坑工程的施工风险系数较高,尤其是深基坑,一旦发生基坑坍塌事故,就可能造成无法挽回的损失。因此,国家和建筑行业对基坑工程的施工质量和安全管理给予了极大的关注,并采取了多种措施来保证基坑施工质量与安全。在当前的基坑监测工作中,大多数监测单位仍然采用传统的人工监测方式,这种监测方式成本高、效率低,容易受人为等因素的干扰。有时候,人工操作会造成数据失真、监测数据难以及时共享等问题。而将自动化监测系统与云平台等新技术结合在一起,可以实现监测技术的简单化,这也是基坑监测技术的重要发展趋势。本文对基坑监测技术应用现状与发展方向进行了探讨。

1深基坑中基坑监测技术的应用现状 1.1水平位移监测技术的应用

（1）全站仪监测技术。全站仪的全称是全站型电子速测仪,它是由机械、光学、电子元件等组成的测量仪器,可以对水平角、竖直角、斜距、平距以及高程的测量数据进行处理。因为该测量仪器只需要安置一次就可以完成测站上所有的测量工作,所以被称为全站仪。全站仪普遍应用于基坑水平位移监测中,其监测方法主要有极坐标法、小角法、自由设站法等。其中,极坐标法是常用的测量方法,自由设站法能够解决不通视的问题。近年来,随着全站仪测量精度的不断提高,加上测量理论的创新发展,人们在基坑竖向位移监测中也引入了全站仪进行监测。相关的研究理论和测量实践也证明了全站仪监测技术的实用性。

（2）激光扫描仪监测技术。随着科学技术的发展,借助激光扫描仪进行水平位移监测的技术在实践中逐步崭露头角。在应用激光扫描仪监测技术的过程中,工作人员需要按照激光测距的基本理论,通过向被监测对象发射激光来获得反射信号,然后从反射信号中获取高密度点云数据,进而依照数据进行三维模型重构。该技术能够记录被测物体表面的大量密集点的三维坐标、反射率以及纹理等重要信息,可快速构建被测目标的三维模型及线、面、体等各

种图件数据,其改变了传统测量技术的单点测量模式,实现了由点到面测量的突破。激光扫描仪监测技术还可以用于竖向位移的监测,其可以达到高精度与高效率的监测效果,但也有一定的弊端,如成本高等。

（3）GNSS监测技术。GNSS监测技术能够全天候监测,其具有自动化监测程度高、监测精度高等优点,是基坑三维变形监测中常用的技术。但是GNSS监测技术也存在一定的不足,例如,在监测过程中,GNSS设备的GPS信号易受到树木、水域、建筑物等的干扰,从而造成数据失真。因此,GNSS监测技术的测量精度与周边环境的干扰程度密切相关。近年来,随着BDS、GLONASS等定位系统的建立,由多种卫星导航系统组成的GNSS监测技术得到了广泛的应用。

（4）摄影监测技术。随着摄影监测技术的飞速发展,其测量精度已经得到了很大程度的提高,基础地形图测绘、勘测定界、房产测绘等诸多领域都在使用摄影监测技术。近年来,摄像设备以及内业摄影数据处理技术取得了实质性的进展,使得摄影监测技术在精度方面有了更大的突破,也使得其在基坑水平位移监测中得到更为广泛的应用。摄影测量技术可应用于基坑的三维变形监测,其在作业效率、监测时效、监测模式等方面表现出了其他监测技术无法替代的优势。摄影监测技术所依靠的无人机设备能够到达环境恶劣或人类无法涉足的区域,因此其应用的广度和深度也必将有进一步的突破。

（5）测斜仪监测技术。测斜仪监测技术通常用于监测深层土体的水平位移,该技术的基本应用步骤为：在施工过程中将测斜管及时埋设在需要监测的围护结构或其他设施结构的深层土体内部,然后借助人工或机械来移动测斜仪,通过观察测斜仪在测斜管内的移动轨迹变化情况来探测不同深度的土体水平位移的变化情况。近年来,随着科技水平的进一步提高,测斜仪的自动化程度大大提高,其工作效率和工作质量也得到了进一步的保障,这也将进一步增加该技术的价值。

1.2竖向位移的监测技术的应用

（1）水准仪监测技术。水准测量是先测出两点之间的高差,再根据测定地面已知点的高程求得未知点的高程。其基本原理是在两个点上分别竖立水准尺,利用水平视线求得两点间的高差,从而推求未知点高程。水准测量是最传统的监测技术,其应用范围也最为广泛。随着电子水准仪的普及,水准测量在常规高程监测中正发挥着不可替代的作用,在竖向位移监测方面有着广阔的应用前景。

（2）传感器监测技术。激光位移传感器在测量效率、测量精度等方面有着突出的优势,能满足全天候、自动化的监测要求,其在竖向位移监测方面发挥出重要价值。传感器监测技术的主要原理是,依靠布设在监测点位的激光位移传感器来获取竖向测量数据,进而得到监测点之间的位置变化情况,从而得出基坑竖向位移变化情况。从传感器监测技术的实践效果来

看,其测量出的监测点绝对位移值的可靠性有待进一步提高。另外,激光位移传感器设备成本较高,一般企业难以承受此类成本压力。因此,该技术的应用受到了较大的限制。

（3）InSAR监测技术。InSAR监测技术也称合成孔径雷达干涉技术,其主要通过获取同一区域内不同的SAR图像作为基本监测条件,然后对图像进行内业分析处理,得到图像的相位差等对比信息,再对采集到的干涉图像进行相位的解缠等操作,以获取地形高程数据。InSAR监测技术主要适用于需要进行大范围监测的项目。

1.3其他类型监测技术的应用

基坑监测主要包括对平面位置与沉降情况等多方面的监测,而其他监测如对周边环境的监测、对基坑支护结构受力状态的监测,以及针对地下水位、孔隙水压力和土压力等的监测也非常重要。近年来,随着我国基础建设领域的发展,基坑监测中应用了越来越多的新技术、新设备以及新理论,这对提高监测精度与效率起到了很大的作用。例如,在土压力监测中,监测人员可在监测点位钻孔、埋设土压力计来实施监测；在地下水位的监测中,工作人员可以埋设水位管或者设置观测井,借助水位计来实施监测。

2深基坑中基坑监测技术的主要发展方向

目前,基坑监测技术主要借助传统的全站仪、水准仪等监测设备,而比较先进的无人机、三维激光扫描仪、激光传感器、InSAR等新技术、新设备由于成本较高而未能得到大范围的应用。随着监测技术革新、监测理论的创新发展,新型设备的成本有望大幅缩减,精度会大幅提升,这将推动许多新技术在基坑监测中的普及应用,从而有效提高基坑监测效率和监测质量。建筑行业的从业人员除了要不断研究与创新基坑监测技术外,还应将基坑监测技术与不同行业新技术进行融合,走多元化的发展道路。比如,当前的BIM技术在建筑工程领域中的应用较为广泛,如何将BIM技术应用于基坑监测实践中,是值得相关从业人员深入研究的问题。再比如,无人机、三维扫描与智能监测等技术的融合发展,不仅能够满足高精度、全天候实时监测的要求,还可以大大提高监测的自动化程度。此外,计算机技术与基坑监测技术的融合应用,能够使基坑监测数据更加直观、准确,有利于实现实测数据与预测数据的同步展示。在实际工作中,工作人员可以综合应用这两项技术来实时预测同一基坑的受力变形情况和发展动态,从而帮助建筑企业加强对基坑施工的安全和质量管理。

3结束语

综上所述，随着建筑行业的发展,基坑工程的数量和规模较过去有了明显的变化。基坑监测是确保基坑工程顺利施工的重要措施。为了保证基坑工程的质量与安全,建筑企业和相

关从业人员要提高对基坑监测技术的重视程度,全面把握各项技术的应用要点,提高技术应用水平。本文探讨了深基坑中基坑监测技术的应用，以供参考。

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