浅析静力水准自动化监测系统于工程监测中的运用
静力水准自动化监测系统作为一种精密的水准测量方法，具有精度高、自动化性能好等特点，下面是小编搜集整理的一篇探究静力水准自动化监测系统应用的论文范文，供大家阅读参考。
摘 要：对于大部分工程而言，在其施工过程之中，垂直位移是相当重要的监测项目。由于异常垂直位移往往是工程事故的前兆，所以，对于某些重要建筑设施的垂直沉降测量须具有高精度、实时性的特性。自动化监测系统由于其优越的特性必然将引入工程监测工作中，成为工程监测的有效手段。本文介绍了静力水准自动化监测系统测量原理，通过工程监测中应用实例，充分体现了静力水准自动化监测系统的优越性，并且总结了其在工程中的运用经验。
关键词：静力水准 自动化监测 实时性系统
当前对于工程监测项目，人工采集数据的传统方法被普遍运用，但是其不仅监测范围小、工作量大、效率低，而且无法实现实时、在线监测，因此不能及时发现问题、消除隐患。静力水准自动化监测系统作为一种精密的水准测量方法，具有精度高、自动化性能好等特点，完全可以弥补传统方法的漏洞，同时可以更好地运用于人工无法长时间作业的某些特殊环境，可以实现实时、在线监测，使得在工程进展过程中能够及时发现问题，消除隐患。
1、静力水准自动化监测系统测量原理
静力水准系统在使用过程中，一系列的传感器容器使用通液管连接，其中注入一定量的液体，保证所有容器中的液体可以自由流动，利用连通液的原理，多支通过连通管连接在一起的储液罐的液面总是在同一水平面，即保持相同的高度，但是各个容器中的液体深度并不相同，这也就反映了各个容器所在的各个参考点的高度的不同。当容器液位发生变化时即被传感器感应，通过测量不通储液罐的`液面高度，经过计算可以得出各个静力水准仪的相对差异沉降。
在多点系统中，所有传感器的垂直位移均是相对于其中任意一点(基准点或参照点)的变化，该点的垂直位移应是相对稳定的或者是可用其它人工观测手段来确定，并在整个观测过程中对基准点高程进行修正，以便能精确计算静力水准系统各测点的沉降变化。
静力水准系统中第j个观测点相对于基准点i的相对沉降量计算公式如下：
测点相对沉降量=测点容器水位变化量-参照点容器水位变化量
即：
Hji=(h0j-hkj)-(h0i-hki)
式中，Hji表示静力水准系统中第j只测点在测试时刻相对于基点i的垂直位移值;h0j表示静力水准系统中第j只测点在初始时刻水准仪容器液面高度;hkj表示静力水准系统中第j只测点在测试时刻水准仪容器液面高度;h0i表示静力水准系统中基准测点i在初始时刻水准仪容器液面高度;hki表示静力水准系统中基准测点在测试时刻水准仪容器液面高度。
2、工程案例
上海市某地下空间工程项目，基坑总面积约38000 m2，基坑延长米约为791米。基坑周边环境情况复杂，其中基坑东侧地下存在一条共同管沟，共同管沟为钢筋混凝土箱涵，走向基本与地下室红线一致，地下室与共同沟的距离较小，在施工过程中保护难度相对较高。
共同管沟管径3300 mm×3800 mm，埋深2.2 m(顶)，到围护结构外边线距离3.0～5.0 m。
2.1 静力水准自动化监测系统的布设
为了监控基坑开挖过程中对于共同管沟的变形，为了确保顺利实现下一施工进度控制，有效控制基坑施工对共同沟的影响。对共同管沟的垂直位移结合人工普通光学水准观测，使用了静力水准自动化监测系统进行实时监控。测点间距15 m，总共布置7个测点：JS1～JS7，其中以JS2为静力水准自动化监测系统的基准点，其高程采用光学水准进行修正，系统采集频率6次/天。
2.2 监测成果分析
通过观察2013年6月12日至2013年6月13日，工程现场清障及拔桩施工中，静力水准自动化监测点的垂直位移变化图，从图中可以看出，地下共同管沟的变形受到清障拔桩施工影响十分明显，特别是在拔桩过程中(即2013年6月12日12：00左右)，几乎所有监测点都出现了明显的沉降，JS5垂直位移下降到最大值-19.8 mm，然后随着拔桩施工的完成，监测点位移出现回弹，趋于平稳。
图1为2013年6月12日9：00至2013年6月13日15：00间现场拔桩过程中，根据人工光学水准测量结果绘制的共同管沟监测点垂直位移变化曲线图(图中GN为人工观测点编号，GN58与JS1相对应，GN61与J1S2相对应，依次类推)。因为监测方案以及现场施工情况，人工观测频率已增加至2次/1d，由于需要各方单位的相互协助以及工作强度限制等原因，人工观测的工作量到达饱和，从6月12日9：00至6月13日15：00观测四次，观测结果无法准确表现共同管沟变化情况，也无法准确体现沉降最大值以及最大值出现的时间点，对于工程项目的整体把握以及实时监控力度不足，人工观测结果漏检的弊端暴露无遗。显示了静力水准自动化监测系统的实时监控优越性。
3、结语
(1)静力水准自动化监测系统可以有效避免传统人工光学水准观测的漏检的情况的发生。
(2)静力水准自动化监测系统的精度高、自动化性能好、实时测量功能的特点能够很好地运用在工程中，准确而及时地反应建筑物的变形情况。
(3)静力水准自动化监测系统在安装过程中，接受系统的线路安排有一定的局限性，同时对于其数据传输信号会受到天气以及距离的多种因素影响，需要在设计中综合考虑，提高静力水准系统使用效率。
(4)静力水准自动化监测系统基准点的修正需靠人工作业来完成，制约了静力水准系统的直接测试，实时成果有一定的制约。但是能够直接并及时地对于差异沉降进行测试。
参考文献
[1] 何晓业.静力水准系统在大科学工程中的应用及发展趋势[J].核科学与工程，2006，4(26).
[2] 戴加东，王艳玲，褚伟洪.静力水准自动化监测系统在某工程中的应用[J].工程勘察，2009.
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