干货分享 | 基于智能传感技术的基坑自动化监测系统|振弦式|自动化

基于智能传感技术的基坑自动化监测系统

【1】基坑自动化监测的必要性

随着城市建设的发展，高层建筑、地铁建设越来越多，为了解决人防工程及车库的需要，地下室的建设越来越多，随之而来的基坑工程施工也越来越多。

在基坑开挖过程中，因施工振动、地下水位下降及基坑支护结构位移等原因导致周边开裂、沉降、下陷等问题。周边环境的变形与基坑支护结构的安全状态紧密相关，对周边环境实施监测，可以提前预知支护结构的安全状态，有利于在出现事故前采取措施，避免基坑事故发生。但目前国内基坑工程监测大多采用人工测量的方法，耗费人力资源且数据时效差，而采用自动化监测技术，能实现自动且实时的采集、传输、计算、报警，更好地进行风险防范，保障安全。

【2】 基坑自动化监测系统的选择原则

选择基坑自动化监测系统需要遵循以下原则，以保障信息化监测的可靠性。

▶监测系统需具有先进性、运行应稳定、可靠、简便、实用。

▶采用故障率低、可靠性好、能耗低，经过长期现场考验的硬件设备。

▶可充分发挥监测云平台的功能，科学、针对性的展示监测成果，实现基坑安全监测自动化和安全管理现代化。

【3】基坑自动化监测系统示意图及设备清单

监测项目及设备

【4】监测元器件

（1）测量机器人

Trimble S9全站仪集成了好的外业技术、高等级精度和专业工程特性，具有良好的性能和精度。可以把扫描、影像和测量组合到单一解决方案中，或者通过长测程精细锁定FineLock™和Trimble DR高精(HP) EDM等选项，专注于高精度等级的测量，用于高精度要求的工程应用中，内业数据处理时可以信靠强大的Trimble Business Center和Trimble 4D办公软件，帮助处理和分析数据。

（2）激光位移计

HT-2213智能激光位移计采用激光测距技术，实现精确、非接触式和不间断的位移测量。具备时钟授时功能，可同步触发采集。具有体积小巧、安装方便、测量精度高、数据稳定等特点，可广泛的应用于土木工程的变形测量与安全监测。

该位移计专为岩土工程检测设计，在设备防护上充分考虑到基坑中的恶劣环境，并集成了姿态传感器用于评估激光位移计自身的稳定性，非常适合施工期监测。

（3）静力水准仪

HT-MSG200型磁致伸缩式静力水准仪是由一个高精度的磁致伸缩液位计，加上储液罐、液位浮子、保护罩、调平支架、通联气、水管等部件组成。基于连通器原理，通过测量若干个相互联通的安装于被测量点储液罐液面高度与测量基点（不动点）液罐液面高度的相对变化，反推出各个储液罐安装位置相对位置沉降变化量的一种精密仪器。

（4）柔性测斜仪

ADMX型柔性测斜仪主要由柔性测斜仪传感器、数据传输系统、监测预警云平台组成，柔性测斜仪实现对深层形变位移、表面形变位移、倾斜角度等要素进行实时监测，通过有线或无线的方式将监测数据实时送给监测预警云平台来处理、分析、存储、展示和发布数据，并对危险区域提前预警，可通过系统主页、手机短信、邮件等多元化预警提醒，实现系统互联互动。

（5）振弦式钢筋计

HT-VWR型振弦式钢筋计适用于长期埋设在混凝土结构物中，测量结构物内的钢筋应力，并可同步测量埋设点的温度。

（6）振弦式荷重计

HT-VWL型振弦式荷重计适用于长期监测结构物钢支撑所承受的荷载力，是了解被测结构物载荷变化的有效监测设备，并可同步测量埋设点的温度。

（7）埋入式应变计

HT-VWS型埋入式应变计适合长期埋设在混凝土结构物内，测量结构物内部的应变量，并同步测量埋设点温度。

应变计加装配套附件可组成多向应变计组、无应力计、岩石应变计等测量应变的仪器。大弹模应变计主要用于高仓位混凝土连续浇筑，如地下连续墙，防渗墙，灌注桩等工程场合。

（8）表面应变计

HT-VWS-10B&F型振弦式表面应变计( 智能) 适用于长期布设在混凝土结构物或钢结构物的表面，测量结构物表面的应变量，并可同步测量布设点的温度。振弦式表面应变计弹性模量小，与被测结构物的随动性好，测量中不会干扰原应力场，包含式设计，全不锈钢结构，安装简单使用可靠，可回收重复使用。

（9）振弦式渗压计

HT-VWP型振弦式渗压计适用于长期埋设在混凝土结构物及土体内，测量结构物或土体内部的孔隙水压力，并可同步测量埋设点的温度。

（10）无线倾角计

华思测控SDM单点倾角振动计使用简单方便，无线信号传输方式消除了场电缆传输带来的噪声干扰，而且极大地节约了布设有线数据采集设备而消耗的人力和物力，整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。无线传感器结构紧凑，体积小巧，由电源模块、采集处理和计算模块及无线通讯模块组成，封装在坚固防水外壳内，产品超低功耗设计，内置电池可用数年。内置三轴加速度和温度传感器，可以监测三个方向的变形，同时具备监测振动功能。监测盒子见通过华思自组网技术传输数据，采用云监测平台管理数据。

（11）振弦式裂缝计

HT-VWD-J型振弦式测缝计适合于长期布设在混凝土或其它材料结构内及表面、混凝土结构物与地基之间，测量结构物伸缩缝或周边缝的开合度（位移），并可同步测量埋设点的温度。

（12）振弦式土压力盒

HT-VWE型振弦式土压力盒适用于长期测量混凝土结构物内部的压应力，以及土石坝、土堤、边坡、路基等内部土压力，是了解被测结构物内部压应力变化量的有效监测设备，并可同步测量埋设点的温度。

（13）振弦式多点位移计

HT-VWM型振弦式多点位移计适用于长期埋设在土体中，测量土体内深层多部位的位移、沉降、应变、滑移等，并可同步测量埋设点的温度。

（14）综合数据采集器

华思测控D200综合数据采集器具备数据采集、转换、存储、上传功能。采用低功耗设计，在供电条件受限的环境下，能有效的延长监测周期，提高自动化监测效率。

（15）数据智能采集器

华思测控HAD型数据智能采集器支持混采，支持多种传感器样式；内置高容量电池，即装即用，方便快捷；内置充电电路，外接太阳能板即接即用，无需额外太阳鞥控制器；云平台管理分析，专业数据管理分析。

【5】云平台

基坑自动化监测云平台是一个以提供大规模传感器接入为基础服务的云计算系统，也是工程监测相关的集成发布平台，涵盖了工程监测成果、施工相关信息、空间位置分布等相关内容，具有数据处理、数值报警功能，融合大数据技术进行深度数据分析及数据预警等功能。授权用户可通过本系统了解监测对象的地理位置、项目信息、监测频率、变形大小、现场图片等信息，同时提供监测数据的上传、更新、发布和下载等服务。平台提供用户管理，并进行严格的权限检查，确保数据安全。平台采用了最新的互联网技术，界面清新美观。