本文以和航家园项目深基坑自动化监测系统安装为例，结合深基坑专项施工方案作相应的介绍。

1.工程概况

“和航家园东园”工程位于成都市双流区西航港街道，该项目基坑开挖深度在场平标高下9.9m，基坑面积约为43275m2。

该工程基坑人工监测工作自2020 年5 月开始，考虑到基坑三面环河以及7、8 月雨季，项目方决定引入自动化基坑监测系统。因此时基坑支护结构已经浇筑完成，土方开挖工作已经进行，故如何将施工进度给监测设备安装带来的影响降到最低迫在眉睫。具体项目监测如表1所示。

2.变形监测设备安装条件

根据基坑工程的相关规范，基坑监测的主要内容分为四大块，地质监测、水文监测、周边环境监测、围护和支撑监测。不同工程下的基坑监测内容会有一些不同，但都会基于四大块内容进行监测。

2.1 静力水准仪[1]安装分析

静力水准系统基于连通器的原理，即互相连通的容器中的液面总是保持在同一水平面。多点系统中至少需要设置一个基准点，且该点的竖向位移是相对恒定或已知的。

（1）挑选基坑外围场地平整度较高区域作为基准点位，防止水箱过高致使超过压差量程；

表1 监测项目

（2）土方开挖深度不宜超过2m，避免高空作业穿戴安全带影响工作效率；

（3）基坑边坡未做硬化处理，便于后续喷锚时固定相关管线；

（4）施工现场三级配电箱应正式通电，便于后续信号箱取电。

2.2 倾角计安装

倾角计的理论基础就是牛顿第二定律，根据基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其加速度。如果初速度已知，就可以通过积分计算出线速度，进而可以计算出直线位移。

因倾角计安装点位及方式和固定方式同静力水准仪，故可参考3.1 静力水准仪相关安装分析。

2.3 水位计安装分析

水位计可用于测量水压力，推算水位。其特点是不需要建静水测井，通过将传感器固定在降水井，从而直接测得水位。

（1）降水井施工完毕，抽水泵已投入运行，便于监测抽水泵运行状态；

（2）施工现场三级配电箱应正式通电，便于后续信号箱取电。

2.4 拉线式位移计安装分析

拉绳拉线位移传感器由可拉伸的不锈钢绳绕在一个有螺纹的轮毂上，此轮毂与一个精密旋转感应器连接在一起，感应器可以是增量编码器，同步器或解析器。运动发生时，输出一个与拉绳移动距离成比例的电信号，测量输出信号可以得出运动物体的位移。

（1）监测点布置应最大限度上反映监测对象的实际状态及其变化趋势；

（2）监测点布置应不妨碍监测对象的正常工作，并尽量减少对施工作业的不利影响；

（3）在监测对象内力和变形变化大的代表性部位及周边重点监护部位，监测点应适度加密。

2.5 固定式测斜仪[2]安装分析

固定式测斜仪，使用双轴倾角传感器作为敏感元件，结合智能芯片技术生产的一种固定式测量倾角的仪器，适用于常规测量方式难以观测到的隐蔽部位的变形量。

（1）视项目情况基坑每一个面选取不少于一个点位作为测斜管预埋点；

（2）钻孔深度大于测斜管设计长度，约每10m 增加钻孔深度0.5m，以减少洞底沉淀带来的影响；

（3）孔径与测斜管相匹配，且略大于测斜管，便于引入。

3.变形监测设备安装步骤

本监测系统依据基坑支护设计说明及现场实际情况布设监测点位，其中涵盖60 个静力水准仪、46 个倾角计、20 个水位计、10 个拉线式位移计，5 个固定式测斜仪。

3.1 静力水准仪安装步骤

（1）在冠梁上待测点处放置一台带有安装底座的压差式静力水准仪，通过往冠梁上打膨胀螺栓的方式固定安装底座，底座应与冠梁表面找平；

（2）通液管，通气管的连接。按测点之间的管线路径长度顺序铺放通液管，用活动扳手或其他工具将管口扩大后依次接入静力水准仪和水箱的管嘴接口，随后用卡箍卡紧，防止漏液；

（3）系统充液。为防止后期产生水垢以及减少气温的影响，宜采用纯净水加防冻液的组合。从水箱处加液，加液时应不间断缓慢加入且最末端水准仪未封闭。当观察镜内发现上部存在气泡时，可通过按压仪器上部顶针排出气泡；

（4）系统接线。采集箱中放有已连好线路的断路器、变压器、数据采集模块、信号发送模块。根据静力水准仪间距确定线缆长度，将传感器的四芯电缆汇至总线引入采集箱中，两根连接电源，两根连接数据采集模块；

（5）成品保护。系统调试完毕，在仪器上加装防护罩，防止仪器本体损伤。

3.2 倾角计安装

因倾角计安装点位及方式和固定方式同静力水准仪，故可参考4.1 静力水准仪相关安装步骤。

3.3 水位计安装步骤

（1）水位计要投到管井底部但不要接触底部的泥沙或淤泥；

（2）水位计不能在超高温、超量程、强磁场环境，以免影响液位计的精度和使用寿命；

（3）水位计沉底后应记录线缆长度以及固定多余线缆；

（4）将水位计线缆接入监测系统总线。

3.4 拉线式位移计安装步骤

（1）在安装时，首先利用支架底部4 个固定螺丝孔，依现场及机器安装空间设施需要，直接安装或另加保护或其他机械使用；

（2）不锈钢索安装时，须注意水平角度，以确保量测精度及钢索寿命；

（3）钢丝绳本体是不锈钢加涂氟层，请勿让其受外力的割伤、烧损、撞击等不当之事发生；

（4）如果使用于环境恶劣或特殊场合，请自行加装保护机构或与精量电子厂家联系，以免造成损失；

（5）将拉线式位移计线缆接入监测系统总线。

3.5 固定式测斜仪安装步骤

（1）钻孔结束后开始洗孔，直至孔内水变为清浑水；

（2）引入测斜管，测斜管可提前拼接，也可在下管时拼接；

（3）钻孔壁回填，可采用沙子、膨胀土或注浆形式回填；

（4）将测斜管静置12h，待其稳定；

（5）将测斜仪下到测斜管中，仪器通过吊杆相连，布置于测斜管的不同深度；

（6）系统接线。将测斜管电缆汇总，通过PVC 管接至信号箱。

4.测斜仪安装逻辑优化

本监测系统静力水准仪、倾角计、水位计、拉线式位移计安装位置均能在第一时间反映基坑支护结构状况以及周边建筑情况，但固定式测斜仪的安装位置只能通过基坑周围土体间接反映灌注桩挠度变化。对此，项目方对该设备安装逻辑进行优化，确保下一个深基坑项目能避免类似问题。

4.1 安装分析

（1）灌注桩钻孔完毕，钢筋笼未引入，便于测斜管固定；

（2）测斜管底部应高于钢筋笼端面0.5m，以防止底部渣土挤压测斜管；

（3）混凝土浇筑前应先往测斜管内注入清水，以防止压力差使泥浆渗入测斜管。

4.2 安装步骤

（1）将测斜管绑扎在灌注桩钢筋笼主筋上并吊装入桩洞；

（2）根据测斜仪自带线缆长度不同先深后浅排列；

（3）将测斜仪下到测斜管中，仪器通过吊杆相连，布置于测斜管的不同深度；

（4）系统接线。将测斜管电缆汇总，通过PVC 管接至信号箱。

5.结语

自动化变形监测系统的引入在提升监测水平的同时节省人力和物力，更能做到全天全时段监测，充分做到了为建筑基坑安全工作保驾护航。