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摘要：基坑自动化监测的应用主要是应对当前深基坑监测工作，避免基坑扰动、变形产生的不良影响，对此做好监测工作至关重要。下面文章对基坑自动化监测数据分析与预警系统应用展开探讨。
关键词：基坑监测；自动化；数据分析；预警系统
引言
施工监测很有必要。施工过程中如果出现异常，没有及时发现而任其发展，将会导致严重事故。基坑监测方法、监测仪器与通信技术的进步，使得自动化监测得以实现，自动化监测技术可以实现实时化、高效化及高精度反映基坑状态。深基坑开挖多在城市密集区进行，基坑开挖所引起的周围土体变形将直接影响周围建筑物和地下管线的正常状态。基坑破坏前，往往会表现侧向边线或变形速率超过警戒值。因此，在基坑施工过程中，借助自动化监测数据处理分析，并根据规范或经验提前设置预警值，使得基坑达到预警状态系统会自动报警，这已成为深基坑工程施工风险管理的重要内容。
1基坑检测的现状
基坑坍塌的原因有很多，包括地质勘察不严谨，开挖设计不合理，支撑围护不规范，防渗水手段欠缺、检测手段落后等，坍塌形式可分为基坑整体失稳、坑底隆起变形、围护结构失稳、支锚体系失稳、渗水导致的结构破坏等。具体坍塌的因素包含人为因素和环境因素两种，由此可见基坑安全的复杂性，也突出了基坑检测/监测的必要性。基坑开挖安全是工程界一个很大的难题，也成为国际工程界最为关注安全的领域之一。现在的基坑检测手段一般是人工参与为主的第三方检测，形式多为对结构位移、结构内力等几个关键因素进行现场人工观察及测量，再通过对所测数据进行分析，进而判断基坑的整体或者局部失稳的可能性，以及构件的安全储备度，这种检测方法存在如下缺点：第一，受空间限制较大，基坑施工面有限，空间有限，设备人员聚集，人工测量很难找到合适的观测点进行较长时间的观测，往往不停变换观测地点，由此带来测量误差，在复杂环境检测，同时也会有较大的安全隐患。第二，受时间因素影响，基坑一般是24h不间断施工，观测人员很难全天候精力完全集中，特别是夜间观测，受光线影响较大，主观误差也会较大。第三，检测目标有限，潜在危险因素如周边环境情况、地下水等因素的人工观测，多数是低频甚至滞后于实时的施工进程，导致不能第一时间做出应急反应。第四，检测数据分析不同步，检测一般是分工检测，检测完成后再汇总各方数据后进行分析，这样就会产生分析的严重的滞后性，不能第一时间发现潜在危险源并且迅速做出响应。
2基坑自动化监测的目标
自动化监测系统由现场监测硬件（沉降仪、水位计、测斜仪等）、无线采集终端、远程超级计算中心（工作站）和客服操作端组成。现场监测硬件进行监测，采集终端完成随监测硬件数据的采集并上传至远程超级计算中心，超算中心完成数据的存储与处理工作，客户端通过设计的软件来操作超算中心，并在客户端完成数据发布。自动化监测有以下目标：第一，代替传统的人工监测模式，系统性地全方位24小时不间断监测；第二，对于一些重要关键性的监测指标，可以加大监测力度，第一时间提供精准的监测数据，满足信息化施工要求；第三，实时对比，超报警值时第一时间发出报警，有效保证基坑施工的安全性；第四，监测效率高、数据精准，避免人工采集误差。
3基坑自动化监测数据分析及预警系统应用
3.1注重测点布置前的环境勘察
深基坑测点布置工作具有一定的复杂性和专业性，需要施工团队做好事前的勘察与准备工作，以提高测点布置效果。首先，工作人员需要对深基坑所在地周围的环境情况进行全方位勘察，如周围的建筑群是否对测点布置有影响，对存在的阻碍因素需要施工团队制定合理的方案，对其进行妥善处理，为深基坑施工提供有利条件。
其次，布置团队需要对深基坑的地质情况、地下水情况等进行充分掌握，对可能存在的安全隐患问题应进行科学处理与防控，避免影响深基坑施工的稳定进行。最后，施工团队需要根据实际勘察情况对深基坑测点布置方案进行准确规划，明确测点间的距离与测点位置，为后续施工的稳定开展提供保障。
3.2自动化马达全站仪技术
自动全站仪（也称测量机器人）是近年来发展起来的一种先进的自动化测量设备，在工程地质灾害方面的自动化变形监测方面具有很强的优势。自动全站仪通过马达驱动来代替人工进行自动搜索、跟踪、辨识和精确照准目标并获取观测对象的角度、距离、三维坐标等信息的智能型电子全站仪。自动全站仪通过相关的测量软件，能够通过事先制订的测量任务、到时到点的控制测量过程、采集后同步进行测量数据处理与分析的软件系统相结合，完全可以代替人完成许多测量任务。自动全站仪通过实时或定时自动瞄准布测在变形体上的目标棱镜、自动采集监测数据并通过有线光纤或无线通讯的方式传输到数据处理中心的系统软件进行分析处理。系统软件根据分析的结果做出预警处理。
3.3数据库设计
Mysql数据库简单易用，且具有完善的逻辑规则，SQL语言通俗易懂，速度较快，是现在主流的数据库选择。数据库结构设计的原则要结合深基坑监测工程的实际情况和原理，要有充足的基坑监测知识，对涉及的技术了如指掌，这样才能全方面覆盖所有监测分项，并能创建所有表单和字段名，不会使数据产生冗余或者缺失。数据库中共建立了45张表，所有表之间通过主键和外键进行相互关联。包括12个大的监测分项共15张表，分别存储各种监测方法的所有数据，以及工程信息管理、用户客户信息、系统设置、报警值设置、预测预警、基坑信息、监测仪器信息、输出结果设置、统计信息、视频管理、专家风控等30张表。这些表相互关联，每个表都建立了3个关联字段：工程名、场景名、设备名。个别表还建立了其他特定的字段用于关联表。这样做的好处是将所有表通过一定关系关联起来，可根据某张表的连接字段名通过SQL查询语言来查找另一张表里的相关数据。
3.4制定科学的监测网设置方案
通常，深基坑变形监测的内容会根据工程项目的具体需求和施工现场具体情况而发生改变，一般会包括施工现场的场地条件、深基坑自身强度、深基坑的安全等级、深基坑所处环境和风险等，如果深基坑挖掘过程中涉及到地下管路等，监测内容还包括深基坑变形对地下管路的影响。变为了进一步优化深基坑的监测与测点布置效果，保证监测数据的科学性与专业性，施工团队应对监测网的设置提高重视。首先，工作团队需要做好监测网设置前的准备工作，如对深基坑的空间布局情况进行有效掌握，对基准网点的位置、网点间的距离进行明确，为监测网的设置提供参考依据。其次，在设置平面监测网的过程中，工作人员需要对周围建筑的分布情况进行了解，还应判断深基坑的控制点，在设置监测网时，可进一步提高网点整体布局效果。最后，在设置高程监测网时，工作人员需要对深基坑周边建筑物的沉降情况进行准确监测，还应控制监测数据的误差，根据工程需要选择合适的监测方法，提高监测网设置方案的落实效果。
结语
综上所述，自动化监测尽管在很多方面优势突出，但弊端是系统受传感设备掣肘，设备必须要满足精度和稳定两方面的要求，对现场设备安装也有很高要求。另外自动化监测数据量巨大，对数据处理、分析等要求较高，对此还需要加强自动化监测大数据技术的引入，以提高自动化监测的整体水平。
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