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基于智能傳感技術的基坑自動化監測系統

基坑自動化監測的必要性

隨著城市建設的發展，高層建筑、地鐵建設越來越多，為了解決人防工程及車庫的需要，地下室的建設越來越多，隨之而來的基坑工程施工也越來越多。

在基坑開挖過程中，因施工振動、地下水位下降及基坑支護結構位移等原因導致周邊開裂、沉降、下陷等問題。周邊環境的變形與基坑支護結構的安全狀態緊密相關，對周邊環境實施監測，可以提前預知支護結構的安全狀態，有利于在出現事故前采取措施，避免基坑事故發生。但目前國內基坑工程監測大多采用人工測量的方法，耗費人力資源且數據時效差，而采用自動化監測技術，能實現自動且實時的采集、傳輸、計算、報警，更好地進行風險防范，保障安全。

基坑自動化監測系統的選擇原則

選擇基坑自動化監測系統需要遵循以下原則，以保障信息化監測的可靠性。

?監測系統需具有*性、運行應穩定、可靠、簡便、實用。

?采用故障率低、可靠性好、能耗低，經過長期現場考驗的硬件設備。

?可充分發揮監測云平臺的功能，科學、針對性的展示監測成果，實現基坑安全監測自動化和安全管理現代化。

基坑自動化監測系統示意圖及設備清單

基坑自動化監測系統

監測項目及設備

監測元器件

（1）測量機器人

Trimble S9全站儀集成了好的外業技術、高等級精度和專業工程特性，具有良好的性能和精度。可以把掃描、影像和測量組合到單一解決方案中，或者通過長測程精細鎖定FineLock™和Trimble DR高精(HP) EDM等選項，專注于高精度等級的測量，用于高精度要求的工程應用中，內業數據處理時可以信靠強大的Trimble Business Center和Trimble 4D辦公軟件，幫助處理和分析數據。

（2）激光位移計

HT-2213智能激光位移計采用激光測距技術，實現精確、非接觸式和不間斷的位移測量。具備時鐘授時功能，可同步觸發采集。具有體積小巧、安裝方便、測量精度高、數據穩定等特點，可廣泛的應用于土木工程的變形測量與安全監測。

該位移計專為巖土工程檢測設計，在設備防護上充分考慮到基坑中的惡劣環境，并集成了姿態傳感器用于評估激光位移計自身的穩定性，非常適合施工期監測。

（3）靜力水準儀

HT-MSG200型磁致伸縮式靜力水準儀是由一個高精度的磁致伸縮液位計，加上儲液罐、液位浮子、保護罩、調平支架、通聯氣、水管等部件組成。基于連通器原理，通過測量若干個相互聯通的安裝于被測量點儲液罐液面高度與測量基點（不動點）液罐液面高度的相對變化，反推出各個儲液罐安裝位置相對位置沉降變化量的一種精密儀器。

（4）柔性測斜儀

ADMX型柔性測斜儀主要由柔性測斜儀傳感器、數據傳輸系統、監測預警云平臺組成，柔性測斜儀實現對深層形變位移、表面形變位移、傾斜角度等要素進行實時監測，通過有線或無線的方式將監測數據實時送給監測預警云平臺來處理、分析、存儲、展示和發布數據，并對危險區域提前預警，可通過系統主頁、手機短信、郵件等多元化預警提醒，實現系統互聯互動。

（5）振弦式鋼筋計

HT-VWR型振弦式鋼筋計適用于長期埋設在混凝土結構物中，測量結構物內的鋼筋應力，并可同步測量埋設點的溫度。

（6）振弦式荷重計

HT-VWL型振弦式荷重計適用于長期監測結構物鋼支撐所承受的荷載力，是了解被測結構物載荷變化的有效監測設備，并可同步測量埋設點的溫度。

（7）埋入式應變計

HT-VWS型埋入式應變計適合長期埋設在混凝土結構物內，測量結構物內部的應變量，并同步測量埋設點溫度。

應變計加裝配套附件可組成多向應變計組、無應力計、巖石應變計等測量應變的儀器。大彈模應變計主要用于高倉位混凝土連續澆筑，如地下連續墻，防滲墻，灌注樁等工程場合。

（8）表面應變計

HT-VWS-10B&F型振弦式表面應變計( 智能) 適用于長期布設在混凝土結構物或鋼結構物的表面，測量結構物表面的應變量，并可同步測量布設點的溫度。振弦式表面應變計彈性模量小，與被測結構物的隨動性好，測量中不會干擾原應力場，包含式設計，全不銹鋼結構，安裝簡單使用可靠，可回收重復使用。

（9）振弦式滲壓計

HT-VWP型振弦式滲壓計適用于長期埋設在混凝土結構物及土體內，測量結構物或土體內部的孔隙水壓力，并可同步測量埋設點的溫度。

（10）無線傾角計

華思測控SDM單點傾角振動計使用簡單方便，無線信號傳輸方式消除了場電纜傳輸帶來的噪聲干擾，而且極大地節約了布設有線數據采集設備而消耗的人力和物力，整個測量系統具有*的測量精度和抗*力。無線傳感器結構緊湊，體積小巧，由電源模塊、采集處理和計算模塊及無線通訊模塊組成，封裝在堅固防水外殼內，產品超低功耗設計，內置電池可用數年。內置三軸加速度和溫度傳感器，可以監測三個方向的變形，同時具備監測振動功能。監測盒子見通過華思自組網技術傳輸數據，采用云監測平臺管理數據。

（11）振弦式裂縫計

HT-VWD-J型振弦式測縫計適合于長期布設在混凝土或其它材料結構內及表面、混凝土結構物與地基之間，測量結構物伸縮縫或周邊縫的開合度（位移），并可同步測量埋設點的溫度。

（12）振弦式土壓力盒

HT-VWE型振弦式土壓力盒適用于長期測量混凝土結構物內部的壓應力，以及土石壩、土堤、邊坡、路基等內部土壓力，是了解被測結構物內部壓應力變化量的有效監測設備，并可同步測量埋設點的溫度。

（13）振弦式多點位移計

HT-VWM型振弦式多點位移計適用于長期埋設在土體中，測量土體內深層多部位的位移、沉降、應變、滑移等，并可同步測量埋設點的溫度。

（14）綜合數據采集器

華思測控D200綜合數據采集器具備數據采集、轉換、存儲、上傳功能。采用低功耗設計，在供電條件受限的環境下，能有效的延長監測周期，提高自動化監測效率。

（15） 數據智能采集器

華思測控HAD型數據智能采集器支持混采，支持多種傳感器樣式；內置高容量電池，即裝即用，方便快捷；內置充電電路，外接太陽能板即接即用，無需額外太陽鞥控制器；云平臺管理分析，專業數據管理分析。

云平臺

基坑自動化監測云平臺是一個以提供大規模傳感器接入為基礎服務的云計算系統，也是工程監測相關的集成發布平臺，涵蓋了工程監測成果、施工相關信息、空間位置分布等相關內容，具有數據處理、數值報警功能，融合大數據技術進行深度數據分析及數據預警等功能。用戶可通過本系統了解監測對象的地理位置、項目信息、監測頻率、變形大小、現場圖片等信息，同時提供監測數據的上傳、更新、發布和下載等服務。平臺提供用戶管理，并進行嚴格的權限檢查，確保數據安全。平臺采用了的互聯網技術，界面清新美觀。

主要功能

No.1 結構物管理

對結構物、現場采集終端和傳感器的參數進行設置；結構物的監測配置；設備管理。

No.2 數據儲存

接收從現場采集終端采集到的數據進行儲存；按照報表設置進行報表的儲存；儲存歷史告警信息，數據丟失。

No.3 賬號管理

用戶可對賬號權限，監測目標關聯進行多人管理和告警管理