深基坑自動化監(jiān)測施工工法

1前言

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市深基坑建設(shè)項目越來越多，其中深基坑工程的變形控制對周邊

環(huán)境至關(guān)重要，而深基坑監(jiān)測是控制變形對基坑結(jié)構(gòu)自身和周邊環(huán)境帶來風險的一個重要手段。因

此中鐵一局集團天津建設(shè)工程有限公司針對傳統(tǒng)的國內(nèi)深基坑監(jiān)測大多采用人工現(xiàn)場測量方法，從

外業(yè)測量、內(nèi)業(yè)分析、報表編制到超限預警均由人工操作完成，人工監(jiān)測已難以防范深基坑施工期

間的基坑風險，且耗時耗力，時效性、準確性較差，監(jiān)測質(zhì)量較難保證，由此形成本工法。該工法對

傳統(tǒng)人工監(jiān)測模式進行跨越性的革新升級，能夠有效解決傳統(tǒng)人工監(jiān)測存在的問題，更好地控制深

基坑風險，使基坑風險的防范達到信息化、智能化的水平。本工法關(guān)鍵技術(shù)于2019年10月10日經(jīng)

中國中鐵股份有限公司組織專家評審，該項技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，獲得中國鐵路工程總公司2019

年度科學技術(shù)獎二等獎、中鐵一局集團有限公司2019年度科學技術(shù)獎一等獎。獲得實用新型專利2

項，獲得軟件著作權(quán)1項。本工法成功應(yīng)用在天津地鐵1。號線一期工程金貿(mào)產(chǎn)業(yè)園站深基坑工程中，

具有廣泛的應(yīng)用前景。

2工法特點

深基坑自動化監(jiān)測實現(xiàn)了基坑監(jiān)測自動采集、自動傳輸、自動計算、自動報警的四大功能。該

監(jiān)測系統(tǒng)能夠自動分析監(jiān)測數(shù)據(jù)、自動過濾異常值，達到自動識別風險、自動預警的功能，實現(xiàn)了

施工監(jiān)測的信息化管理，真正實現(xiàn)基坑監(jiān)測技術(shù)的全面革新升級，為基坑施工安全提供了技術(shù)保障。

3適用范圍

深基坑自動化監(jiān)測系統(tǒng)適用于風險性較高的深基坑工程，尤其適用于城市密集區(qū)域、基坑周邊

存在大量建（構(gòu)）筑物的高風險深基坑工程?？梢詫ι罨拥淖冃螤顟B(tài)進行24h全天候?qū)崟r監(jiān)控。

4工藝原理

深基坑自動化監(jiān)測系統(tǒng)是由三部分系統(tǒng)組成，第一部分是數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)（施工現(xiàn)場預安

裝監(jiān)測傳感器），第二部分是數(shù)據(jù)分析和解算系統(tǒng)（云服務(wù)器端），第三部分是數(shù)據(jù)輸出和展示系

統(tǒng)（電腦端及手機端）。

該工法原理是首先通過預先安裝在施工現(xiàn)場的傳感器收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，通過傳輸線纜傳送至監(jiān)

控中心的數(shù)據(jù)采集單元，采集單元將物理信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后由發(fā)射器發(fā)送至云服務(wù)器，然后在

云服務(wù)器對接受到的信號進行數(shù)據(jù)解算、分析和在線識別，最后通過電腦端和手機端的軟件系統(tǒng)將

分析結(jié)果進行展示，實時查看監(jiān)測數(shù)據(jù)和預警情況。工藝原理示意圖見下圖4。

圖4.0.0工藝原理示意圖

5施工工藝流程及操作要點

5.1施工工藝流程

深基坑自動化監(jiān)測施工工法流程，詳見下圖5.1.0。

2

E5.1.0深基坑自動化監(jiān)測施工工法流程

5.2操作要點

5.2.1明確自動化監(jiān)測項目

深基坑自動化監(jiān)測項目為墻體水平位移監(jiān)測、支撐軸力監(jiān)測、潛水水位監(jiān)測。

5.2.2施工現(xiàn)場自動化監(jiān)測點位布設(shè)

根據(jù)深基坑監(jiān)測的風險點位確定自動化監(jiān)測斷面，每個斷面分別布設(shè)墻體水平位移監(jiān)測點位、

地下水位監(jiān)測點位、支撐粗力監(jiān)測點位。

圖5.2.2-1基坑自動化監(jiān)測點位布置情況示意圖圖5.2.2-2墻體水平位移監(jiān)測點布置示意圖

圖5.2.2-3地下水位監(jiān)測示意圖E5.2.2-4軸力監(jiān)測點位示意圖

（1）墻體水平位移監(jiān)測點位是在測斜管內(nèi)安裝了測斜儀，用來監(jiān)測墻體水平位移變化。

3

（2）軸力監(jiān)測點位是主要是安裝在鋼支撐上的軸力計以及安裝在混凝土支撐鋼筋上的軸力計,

用來監(jiān)測鋼支撐和混凝土支撐的軸力變化情況。

（3）坑外地下水位監(jiān)則點位是在水位觀測井內(nèi)安裝了水位計，用來監(jiān)測坑外的地下水位變化情

況。

5.2.3施工現(xiàn)場自動化監(jiān)測設(shè)備安裝

（1）監(jiān)測設(shè)備安裝實施總體流程

圖5.2.3-1監(jiān)測設(shè)備安裝總體流程圖

（2）墻體水平位移自動化監(jiān)測設(shè)備安裝（測斜儀）

墻體水平位移自動化監(jiān)測設(shè)備安裝為測斜管及測斜儀的安裝，該套設(shè)備需要在圍護墻施工時,

同步安裝于圍護墻體內(nèi)，安裝流程如下圖所示。

圖5.2.3-2墻體水平位移自動化監(jiān)測設(shè)備安裝流程圖

1）根據(jù)監(jiān)測設(shè)計方案詢認測點測斜孔孔深，根據(jù)孔深確認測斜管的長度，并進行測斜管的組裝。

4

2）根據(jù)監(jiān)測設(shè)計方案確定測斜儀的安裝位置及間距，通過儀器對測斜儀的參數(shù)狀態(tài)進行檢測，

參數(shù)滿足要求后開始進行測斜管的安裝；在測斜管安裝完成后進行測斜儀的安裝，確定好每個測斜

儀傳感器之間的安裝間距以及最上部測斜儀距管I」距離，保證測斜儀能夠滿足使用要求。

3）在墻體水平位移自動化監(jiān)測設(shè)備安裝完成后進行數(shù)據(jù)采集，待監(jiān)測系統(tǒng)服務(wù)器軟件安裝及現(xiàn)

場系統(tǒng)集成完畢后，利用采集軟件對每個測斜儀進行數(shù)據(jù)采集，并記錄測斜儀安裝信息。

圖5.2.3-3測斜儀安裝圖5.2.3-4測斜管固定

（3）混凝土支撐軸力自動化監(jiān)測設(shè)備安裝（鋼筋計）

混凝土支撐軸力自動化監(jiān)測設(shè)備安裝為混凝土支撐中鋼筋計的安裝。該套設(shè)備在混凝土支撐施

工時，同步安裝于混凝土支撐鋼筋內(nèi)，安裝流程如下圖所示。

圖5.2.3-5混凝土支撐軸力自動化監(jiān)測設(shè)備安裝流程圖

1）對儀器進行力學、溫度測定，并檢驗其絕緣電阻；按設(shè)計電纜走向計算電纜長度，檢驗電纜

的芯線電阻及絕緣度，確認電纜完好后連接電纜，并檢驗電纜連接后的密封性和絕緣電阻。

2）在需要監(jiān)測的支撐斷面處均勻預埋兩個鋼筋計，將鋼筋計與支撐的縱向主筋綁焊。在混凝土

支撐梁鋼筋綁扎過程中，將鋼筋計與主筋焊接牢固，使之均勻受力。將電纜沿鋼筋牽引到設(shè)計位置，

利用鋼絲提前固定牢固。喬注意電纜的保護。

5

3）在混凝土支撐軸力自動化監(jiān)測設(shè)備安裝完成后待監(jiān)測系統(tǒng)服務(wù)器軟件安裝及現(xiàn)場系統(tǒng)集成完

畢后，利用采集軟件對每個鋼筋計進行數(shù)據(jù)采集，并記錄好鋼筋計安裝信息。

圖5.2.3-6混凝土支撐內(nèi)鋼筋計安裝示意圖

（4）鋼支撐軸力自動化監(jiān)測設(shè)備安裝（軸力計）

鋼支撐軸力自動化監(jiān)冽設(shè)備安裝為鋼支撐軸力計的安裝。該套設(shè)備隨著基坑的開挖，在鋼支撐

安裝時同步進行安裝，安裝流程如下圖所示。

圖5.2.3-7鋼支撐軸力自動化監(jiān)測設(shè)備安裝流程圖

1）將軸力計與電纜連接，利用便攜式讀數(shù)儀檢驗釉力計讀數(shù)與出廠頻率是否一致。

2）進行軸力計的安裝，將安裝架與支撐固定端頭對中并牢固焊接，在擬安裝軸力計位置的樁（墻）

體鋼板上焊接一塊加強墊板，以防止鋼支撐受力后軸力計受力不均勻。待焊接件冷卻后將軸力計推

入安裝架并用螺絲固定好。安裝過程要注意軸力計和鋼支撐軸線在同一直線上，各接觸面平整，確

保鋼支撐受力狀態(tài)通過軸力計正常傳遞到支護結(jié)構(gòu)上。將儀器的埋設(shè)參數(shù)進行記錄，將電纜沿基坑

側(cè)牽引到設(shè)計位置，利用鋼絲及K扣提前固定牢固。

3）在鋼支撐軸力自動化監(jiān)測設(shè)備安裝完成后待監(jiān)測系統(tǒng)服務(wù)器軟件安裝及現(xiàn)場系統(tǒng)集成完畢

后，利用采集軟件對每個軸力計進行數(shù)據(jù)采集，并記錄好軸力計安裝信息。

6

圖5.2.3-8軸力計實物圖圖5.2.3-9軸力計安裝完成圖

（5）地下水位自動化監(jiān)測設(shè)備安裝（水位計）

地下水位自動化監(jiān)測設(shè)備安裝為基坑外降水觀測井內(nèi)水位計的安裝。該套設(shè)備在坑外降水觀測

井施工完成后同步安裝于井內(nèi)。安裝流程如下圖5.2.3TD所示：

圖5.2.3-10坑外地下水位自動化監(jiān)測設(shè)備安裝流程圖圖5.2.3-11水位計安裝完成圖

1）進行水位計的檢測，水位計在安裝前必須經(jīng)室內(nèi)檢驗合格。

2）進行水位計的投放，將檢測完畢的水位計，直接投入水位觀測井的預定深度位置即可。將電

纜沿基坑側(cè)牽引到設(shè)計位置，利用鋼絲及卡扣提前固定牢固。

3）在坑外地下水位自動化監(jiān)測設(shè)備安裝完成后待監(jiān)測系統(tǒng)服務(wù)器軟件安裝及現(xiàn)場系統(tǒng)集成完畢

后，利川采集軟件對每個水位計進行數(shù)據(jù)采集，并記錄好水位計安裝信息。

（6）自動化監(jiān)測采集設(shè)備安裝

現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備安裝完成后，將設(shè)備全部連入位于施工現(xiàn)場監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)采集設(shè)備中。監(jiān)測系

統(tǒng)調(diào)試完畢后進行數(shù)據(jù)采集，作為監(jiān)測數(shù)據(jù)的初始值。

5.2.4自動化監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測指標調(diào)試

自動化監(jiān)測系統(tǒng)是采用云計算，通過云端對大數(shù)據(jù)進行分析?，整個系統(tǒng)包含3個軟件，分別是

7

運營在云服務(wù)器上的服務(wù)器端軟件、運行在個人電腦上的客戶端軟件及安裝文件、運行在安卓手機

客戶端軟件。系統(tǒng)組成如下圖所示:

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手機

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II

圖5.2.47系統(tǒng)軟件組成圖

通過對深基坑監(jiān)測項目的分析，將監(jiān)測指標中最主要的3個指標,也即地下水位監(jiān)測、墻體水

平位移監(jiān)測、支撐軸力監(jiān)測作為自動化監(jiān)測項FI。并對監(jiān)測指標進行調(diào)試。

(1)墻體深層水平位移監(jiān)測指標

每個墻體深層水平位移監(jiān)測斷面設(shè)置1孔深部水平位移監(jiān)測點，每孔安裝5支傳感器，通過四

芯線纜連接到多通道數(shù)據(jù)采集儀，應(yīng)用自主研發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析，并將處理結(jié)

果實時傳輸?shù)娇蛻舳?。監(jiān)測儀器采用FS3GC01導輪式固定測斜儀，對儀器分辨率進行調(diào)試，分辨率

只有在垂直偏移+/-3°的范闈內(nèi)才有效率，超過這個范圍，由于正弦作用積累分辨率卜降。對系統(tǒng)

精度進行調(diào)試，系統(tǒng)的精度主要由測斜儀能從一次次觀測中，在測斜管里正確放置在同一深度的精

確度決定。導輪式固定測斜儀輸出值為角度值，需把角度值轉(zhuǎn)換為位移值，并傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

圖5.2.4-2導輪式固定樣測斜儀與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接

(2)支撐軸力監(jiān)測指標

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1）混凝土支撐軸力監(jiān)測

每道混凝土支撐布設(shè)兩個鋼筋計，鋼筋計安裝過程前要進行各項技術(shù)指標及標定系數(shù)的檢驗并

將導線編號導出保護好，連接到多通道數(shù)據(jù)采集儀，應(yīng)用自主研發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)處理與

分析，并將處理結(jié)果實時傳輸?shù)娇蛻舳?。在混凝土支撐里面安裝應(yīng)力計，支撐受到外力作用后產(chǎn)生

形變。其應(yīng)變量通過振弦式頻率計來測定，根據(jù)應(yīng)力計頻率推算出支撐軸力，并傳輸至數(shù)據(jù)采集系

統(tǒng)。

2）鋼支撐軸力監(jiān)測指標

每道支撐布設(shè)兩組支撐軸力測點，支撐安裝過程前要進行各項技術(shù)指標及標定系數(shù)的檢驗。軸

力計安裝后，在施加鋼支撐預應(yīng)力前進行軸力計的初始頻率的測量，在施加鋼支撐預應(yīng)力時，應(yīng)該

測量其頻率，計算出其受力，同時要根據(jù)T-斤頂?shù)淖x數(shù)對軸力計的結(jié)果進行校核，進一步修正計算

公式。當軸力計受到軸向力時，引起彈性鋼弦的張力變化，改變鋼弦的振動頻率，通過頻率儀測得

鋼弦的頻率變化即可測出軸力計所受作用力的大小，再由公式換算后得到支撐梁所受軸向力。

圖5.2.4-3鋼筋計與數(shù)據(jù)哭集系統(tǒng)連接

（3）坑外地下水位監(jiān)測指標

坑外地下水位自動化匿測采用FS-KY02型孔隙水壓根據(jù)每次測試的地下水位高程本次和累

計變化量的成果表，繪制地下水位變化量曲線圖，同時對挖土過程中及地下結(jié)構(gòu)施工期間的各個觀

測井的水位變化，綜合判斷降水對被保護建筑的影響及地下連續(xù)墻的止水狀況。

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圖5.2.4-4水位計與數(shù)據(jù)夾集系統(tǒng)連接

5.2.5自動化監(jiān)測系統(tǒng)試運行及運行操作要點

自動化監(jiān)測系統(tǒng)電腦客戶端系統(tǒng)為一個運行在Windows操作系統(tǒng)上的客戶端軟件，在該客戶端

軟件上共計分為項目展示、項目信息、測點概覽、監(jiān)測數(shù)據(jù)、預警信息、監(jiān)測報表、醫(yī)紙查看、人

工數(shù)據(jù)提交、綜合管理9個模塊，該系統(tǒng)兼容了自動化監(jiān)測和人工監(jiān)測兩種模式，包含了圍護墻變

形、支撐軸力、坑外水位變化量等多個監(jiān)測指標。在系統(tǒng)安裝完成后進行系統(tǒng)的試運行，試運行期

間從監(jiān)測設(shè)備到采集設(shè)備之間的線纜，現(xiàn)場全部采用U型線槽對線纜進行保護，避免因施工現(xiàn)場大

型機械較多，造成的線纜被碾壓斷開，造成數(shù)據(jù)不能連續(xù)采集的情況。現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備安裝完成后，

將設(shè)備全部連入位于監(jiān)控中心內(nèi)的采集設(shè)備中，在設(shè)備正式開始監(jiān)測前，對系統(tǒng)設(shè)備進行詳細的調(diào)

試和試運行。同時，調(diào)試完畢后，進行數(shù)據(jù)采集，作為監(jiān)測數(shù)據(jù)的初始值，系統(tǒng)開始正式運行。系

統(tǒng)運行操作要點如下：

（1）項目展示：在項目展示界面，將展示基坑的整體概況，包括基坑的平面圖、剖面圖、測點

布設(shè)斷面圖等信息，界面如下圖所示。

10

圖5.2.5-1項目展示界面

（2）項目信息：項目信息模塊主要介紹監(jiān)測基坑項目概況、監(jiān)測等級、監(jiān)測單位情況、監(jiān)測項

目及頻次、控制指標等內(nèi)容，界面如下圖所示。

（3）測點概覽：該模塊對基坑布設(shè)監(jiān)測點位進行整體展示，同時展示每個監(jiān)測指標的信息，監(jiān)

測點展示支持CAD圖紙上傳功能，界面如下圖所示。

11

圖5.2.5-3測點概覽界面

（4）監(jiān)測數(shù)據(jù)：在監(jiān)測數(shù)據(jù)界面可以進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的整體展示，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理」

形成監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖，通過該界面可以查詢每一個監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時了解監(jiān)測情況，界面如

下圖所示。

圖5.2.5-4監(jiān)測數(shù)據(jù)界面

（5）預警信息：在預警信息界面可以查看監(jiān)測預警狀態(tài)，由于該系統(tǒng)實現(xiàn)了自動預警功能，可

以及時查看預警級別、預警模式、預警點位、超限時間、當前狀態(tài)、預警曲線等信息，界面如下圖

所示。

12

圖5.2.5-5預警信息界面

圖5.2.5-6預警曲線界面

(6)監(jiān)測報表：該模塊可以實現(xiàn)監(jiān)測報表的輸出及打印，還具備監(jiān)測相關(guān)標準規(guī)范的上傳功能,

界面如下圖所示。

13

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111，1X18

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4K

天津地鐵10號線?期工程

土建施工笫11合同段

龍圖道站（原金貿(mào)產(chǎn)業(yè)園站）

圖5.2.5-7監(jiān)測報表界面

（7）圖紙查看：該模塊可以實現(xiàn)CAD圖紙監(jiān)測點位的查看，通過將工程CAD設(shè)計圖紙進行上傳,

方便及時查看，界面如下圖所示。

圖5.2.5-8CAD圖紙查看界面

（8）人工數(shù)據(jù)提交：通過該模塊對每一個監(jiān)測點位的人工監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整理及提交，并顯示監(jiān)

測時間、提交人、測點個數(shù)、測點號、測量值等信息，便于更好的進行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)界面如下圖

5.2.4-13數(shù)據(jù)提交界面所示。

14

圖5.2.5-9數(shù)據(jù)提交界面

6材料與設(shè)備

本基坑施工監(jiān)測所采用的主要機具設(shè)備如下表，材料必須符合國家相關(guān)規(guī)定的要求。所采用得

設(shè)備即經(jīng)過檢驗合格方能在工程中使用，不合格設(shè)備材料禁止使用。

表6.0.0主要監(jiān)控儀器設(shè)備表（數(shù)量以3個斷面為例）

序號儀器設(shè)備及材料規(guī)格型號用途、功能簡述單位數(shù)量

1測斜儀傳感器FSGGC01支15

2頂部裝置CX-DBZZ個3

3底部裝置CX-DBZZ墻（土）體水平個3

位移（測斜）

4連接管CX-LJJm105

5自動化數(shù)據(jù)采集單元（32通道）FS-D32臺1

6四芯屏蔽電纜HZXM-4m1770

7軸力計FS-ZL30個18

8多通道振弦采集儀FS-F16鋼支撐軸力臺2

9四芯屏蔽電纜HZXM-4m3600

10應(yīng)變計FS-GJ28個8

鋼筋混凝土支

11多通道振弦采集儀FS-F16臺1

撐軸力

12四芯屏蔽電纜HZXM-4m1600

13孔隙水壓計FS-KY02個9

14多通道振弦采集儀FS-F16水位觀測臺1

15四芯屏蔽電纜HZXM-4m1800

15

序號儀器設(shè)備及材料規(guī)格型號用途、功能簡述單位數(shù)量

16工業(yè)計算機（工控機）MOXA套4

17無線模塊及路由器FS-DTU-CM4G-Z其他設(shè)備及材套5

18手機卡4G-CARD料個/年1

19供電電纜RW2*2.5m300

7質(zhì)量控制

7.1質(zhì)量控制標準

自動化監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)量控制標準執(zhí)行《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》GB50911-2013要求，根

據(jù)該規(guī)范擬定監(jiān)測頻率和監(jiān)測控制限值。監(jiān)測頻率和監(jiān)測控制限值如下表7.1.0所示施工控制標準。

表7.1.0施工控制標準

序

項目監(jiān)測頻率監(jiān)控量測控制標準備注

號

頂部最大豎向位移

1墻頂豎向位移

<25mm.@.<3.5mm/d

頂部最大水平位移

2墻頂水平位移

<25mmK<3.5mm/d

國折結(jié)構(gòu)最大水平位移：

3圍護墻變形（測斜）

W50mm且54mm/d

基坑開挖期間：H<5m,最大值：（70%?80%）f

4支撐軸力

1次/3d：5m<H<10m.最小值：（80%?100%）Jy

1次/2d：10m<H<

5坑底隆起（回彈）15m,1次/Id；15m<H<<20mmH.<3mm/d

20m,（1次?2次）/Id；

6工具柱豎向位移<15mmfl.<2.5mni/d

底板澆筑后可根據(jù)監(jiān)測

地面沉降

7數(shù)據(jù)變化情況調(diào)整監(jiān)測<40mm且變形速率￡4mm/d

頻率；支撐結(jié)構(gòu)拆除過程

豎向位移W20mm且W3mm/d

中及拆除完成后3d內(nèi)監(jiān)

測頻率應(yīng)適當增加

建水平位移W50mm且W3mm/d

8筑

連續(xù)3d大于

物傾斜2/1000

0.0001H/d應(yīng)報警

裂縫根據(jù)現(xiàn)狀評估結(jié)果確定

9管線變形根據(jù)現(xiàn)狀評估結(jié)果確定

16

序

項目監(jiān)測頻率監(jiān)控量測控制標準備注

號

1()基坑外地下水位坑外水位降深WIm

7.2易出現(xiàn)的質(zhì)量問題

7.2.1監(jiān)測傳感器安裝不符合設(shè)計標準。

7.2.2監(jiān)測數(shù)據(jù)無法有效收集。

7.3質(zhì)量保證措施

7.3.1測斜儀安裝質(zhì)量保證措施

（1）測斜管底宜與鋼筋籠底部持平或略低于鋼筋籠底部，測斜管頂部達到地面（或?qū)敚?/p>

（2）測斜管應(yīng)與圍護結(jié)構(gòu)的鋼筋籠綁扎埋設(shè)，綁扎,可距不宜大于1.0m。

（3）測斜管接縫處應(yīng)對接良好，無縫隙，接頭處牢固、密封。

（4）測斜管綁孔時，應(yīng)調(diào)正方向，使管內(nèi)的一對測槽垂直于測量面（即平行于位移方向）。

（5）待安裝完畢后，應(yīng)將測斜管底部和頂部密封，保持測斜管的干凈、通暢和平直。

（6）做好清晰的標示和可靠的保護措施。

（7）導輪式固定測斜儀安裝完成后，利用綜合采集軟件連續(xù)讀取測斜儀5組數(shù)據(jù)，其X,丫方向

上數(shù)據(jù)值須處在-5°?+5°之間（測斜孔垂直度偏差一般控制在5°以內(nèi)），且數(shù)值穩(wěn)定，5組數(shù)據(jù)

之間波動不超過30〃。

（8）測斜儀安裝布置前，應(yīng)先統(tǒng)一規(guī)劃好導輪式固定測斜儀X、丫方向與被測對象的指向關(guān)系，

以便明確各測斜儀X、丫數(shù)據(jù)代表被測物偏移角度方位。導輪式固定測斜儀安裝完成后，應(yīng)復核測斜

儀X、丫指向是否同安裝前規(guī)劃一致。

7.3.2鋼筋計安裝質(zhì)量保證措施

（1）選用鋼筋計需滿足使用及精度要求，并與鋼筋直徑匹配。

（2）鋼筋計焊接長度應(yīng)滿足單面焊接長度大于10d,雙面焊接長度大于5d。

（3）鋼筋計與被測構(gòu)件連接牢固，兩端必須同時緊固，否則很容易造成傳感器受力不均，損毀

傳感器。

（4）焊接過程中應(yīng)采取了必要的過熱保護措施。

（5）鋼筋計安裝完成后，采集單元可以正常讀數(shù)儀器數(shù)據(jù)。

7.3.3軸力計安裝質(zhì)量保證措施

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（1）選用軸力計應(yīng)滿足使用及精度要求，設(shè)備量程應(yīng)大于鋼支撐設(shè)計軸力允許值。

（2）軸力計安裝應(yīng)平整穩(wěn)定，冠梁上應(yīng)安裝加強墊板，加強墊板應(yīng)保持平整。

（3）軸力計與鋼支撐應(yīng)連接牢固，否則易造成傳感器受力不均，損毀傳感器。

（4）焊接時必須保證鋼支撐中心軸線與軸力計安裝中心點對齊（軸向受力）。

（5）所有工序完成后，采集單元應(yīng)可以正常讀取鋼筋計讀數(shù)。

7.3.4孔隙水壓計安裝質(zhì)量保證措施

（1）選用孔隙水壓計應(yīng)滿足使用及精度要求，設(shè)備量程應(yīng)大于被測量水位變化量最大值的1.5

倍。

（2）所有工序完成后，采集單元應(yīng)可以正常讀取孔隙水壓計讀數(shù)。

7.3.5自動化采集單元安裝質(zhì)量保證措施

（1）鋪設(shè)范圍內(nèi)線纜無應(yīng)用線槽進行保護。

（2）自動化采集單元通電運行正常。

（3）自動化采集單元能夠正常讀取每個通道內(nèi)傳輸過來的數(shù)據(jù)。

（4）編號標簽粘貼牢靠，標簽字跡清晰，耐久性強。

8安全措施

8.1主要安全風險分析

8.1.1施工現(xiàn)場監(jiān)測傳感器安裝安全風險。

8.1.2設(shè)備觸電風險。

8.2保證措施

8.2.1安裝人員自覺遵守施工現(xiàn)場安全方面的管理要求，配戴安全帽及其它安全設(shè)備。安裝監(jiān)測元

器件作業(yè)地點盡量選擇在與基坑施工不相互影響的位置，作業(yè)時隨時注意施工安全，注意高空墜物、

車輛、土體垮落、堆放物垮落、鋼筋、火花、電線等危險因素.

8.2.2施工現(xiàn)場內(nèi)臨時用電的安裝和維修必須由專業(yè)電工負責完成，非電工不準拆裝電氣設(shè)備。檢

查、維修配電設(shè)施時，必須將其前一級相應(yīng)的電源開關(guān)閘斷電，并懸掛“有人工作、禁止合閘”等

標志牌。

9環(huán)保措施

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深基坑自動化監(jiān)測施工工法是將監(jiān)測感應(yīng)元件預埋于測點內(nèi)部，監(jiān)測運行不受施工場地環(huán)境影

響，最大限度的避免對基坑土體的擾動，有效節(jié)約施工占地。整個基坑監(jiān)測過程不需要人工參與，

無噪聲、無揚塵，對周邊自然生態(tài)環(huán)境及附居民生活無任何影響，能夠滿足環(huán)保要求。

10效益分析

101經(jīng)濟效益

天津地鐵10號線一期工程金貿(mào)產(chǎn)業(yè)園站，為地下二層島式站臺車站，車站全長240nb正線線

間距15m,站臺寬12m,局部寬度為22.8m,基坑深約16.574m?16.824m；盾構(gòu)井基坑寬24.9m,

小里程端盾構(gòu)井基坑深約18.237m；大里程端盾構(gòu)井基坑深約18.807m。車站主體采用明挖法施工。

該工法在天津地鐵10號線一期工程金貿(mào)產(chǎn)業(yè)園站深基坑工程中成功應(yīng)用，并取得良好的經(jīng)濟和社

會效益。

本項目采用深基坑自匆化監(jiān)測施工工藝工法，其自動化監(jiān)測技術(shù)節(jié)約了大量的人力成本，有著

較好的經(jīng)濟效益。特別是對于大型深基坑工程，基坑施工周期往往長達12至15個月甚至更長時間。

使用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測就會不斷投入大量監(jiān)測費用。而應(yīng)用本工法，僅需在前期一次性投入軟硬件費

用。后期運行期間僅需要少量的維護費用，在保證基坑安全的同時節(jié)省了大量成本，經(jīng)濟效益顯著。

以地鐵標準車站深大基坑工程為例，運用深大基坑E動化監(jiān)測系統(tǒng)，以2年為計算周期，前期

一次性投入費用軟件部分為25萬元、硬件部分為83萬元，運營期間每年維護管理費用為10萬元/

年，合計128萬元。而應(yīng)用人工監(jiān)測對地鐵標準站深基坑進行基坑監(jiān)測，每年投入的監(jiān)測費用約為

95萬元，2年投入費用190萬元。具體費用明細及對比如下表所示：

表10.1.0-1應(yīng)用深大基坑自動化監(jiān)測系統(tǒng)費用投入統(tǒng)計表（2年周期）

序號費用種類費用項目金額（萬元）

1.1基坑位移監(jiān)測設(shè)備費48

設(shè)備材料

1.2基坑水位監(jiān)測設(shè)備費6

費

1.3硬件部分基坑支撐軸力監(jiān)測設(shè)備費12

費用

1.4基坑位移監(jiān)測設(shè)備安裝費10

設(shè)備安裝

1.5基坑水位監(jiān)測設(shè)備安裝費2

費

1.6基坑支撐軸力監(jiān)測設(shè)備安裝費5

硬件部分費用合計83

2.1軟件研發(fā)及調(diào)試費12

軟件部分費用

2.2云服務(wù)器租賃贄5

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序號費用種類費用項目金額（萬元）

2.3監(jiān)測項目配置費8

軟件部分費用合計25

3.1監(jiān)測系統(tǒng)維護費用系統(tǒng)運營管理及維護費（2年）20

總體合計128

表10.1.0-2應(yīng)用人工監(jiān)測費用投入統(tǒng)計表（2年周期）

序號每年投入監(jiān)測費用（萬元）監(jiān)測周期（年）費用合計（萬元）

1952190

根據(jù)上表數(shù)據(jù)對比可得出，若以深基坑監(jiān)測周期為2年計算，則運用深大基坑自動化監(jiān)測系統(tǒng)

可以節(jié)約監(jiān)測成本62萬元。因此對大型、復雜、多基坑且施工周期較長（2年及以上）的深大基

坑工程項目，使用自動化監(jiān)測系統(tǒng)的經(jīng)濟效果較為顯著。

在天津地鐵10號線金貿(mào)產(chǎn)業(yè)園站應(yīng)用期間，降低了地鐵車站深基坑預警頻率。針對出現(xiàn)的自動

預警信息及時進行了處理，杜絕了基坑風險，減少了施丁損失，保障基坑施丁順利完成，縮短丁期

35d,節(jié)約施工成本及管理成本共計約565萬元。

該項施工工法尤其適用于風險性較高、周邊環(huán)境復雜的深大基坑工程，能夠