基坑支护结构安全自动化监测预警方案+设备选型
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一、监测背景
我国城市化进程加速，高层建筑、地下轨道交通等工程大规模兴建，基坑工程数量激增且呈现 “深、大、近” 特点（深度超 20 米、紧邻既有建筑或管线）。基坑施工期间，受地质条件（如软土、砂层）、地下水变化、围护结构变形或周边荷载扰动等因素影响，易出现围护墙位移、坑底隆起、周边地表沉降、管线变形等安全隐患，可能引发基坑坍塌、周边建筑开裂、地下管线破裂等事故，严重威胁施工安全与城市公共设施正常运行。
当前传统监测依赖人工全站仪、测斜仪等设备，存在监测频次低（每天 2-3 次）、数据滞后（难以捕捉开挖瞬间变形）、受施工干扰大（如场地狭窄、土方作业遮挡）、精度不足（厘米级误差）及数据碎片化（分散记录难整合）等问题，难以满足基坑 “动态开挖、实时调控” 需求。为此，亟需引入自动化监测技术构建全周期安全感知体系，而安锐测控云平台凭借实时数据交互与智能预警能力，成为基坑安全管控的核心支撑。
二、基坑监测系统概述
智能基坑监测评估系统是由前端高精度传感器、中端数据采集传输设备与后端安锐云平台组成的自动化安全监测体系。该系统通过在基坑围护结构（排桩、地下连续墙）、周边土体、邻近建筑及管线等关键区域布设传感器，实时采集土体深层位移、支护桩倾斜、地表沉降、支护结构应力、地下水位及周边管线变形等核心参数，实现对基坑稳定性与周边环境影响的动态感知。
当系统监测到围护墙位移速率超限（如日位移＞3mm，具体按设计院要求！）、周边沉降达警戒值（如累计沉降＞30mm）、支护应力骤增或地下水位骤降时，安锐云平台自动触发多级基坑监测报警机制，通过短信、平台弹窗、现场声光报警等多渠道推送风险信息，同步生成加固建议（如增加锚杆预应力、加快垫层浇筑）与应急指令（如暂停开挖、疏散周边人员），为基坑开挖方案优化、周边环境防护及工程验收提供全链条数据支持，推动基坑安全管理从 “经验判断” 向 “数据驱动” 转型。
三、自动化监测的特点优势
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序号 |
特点优势 |
内容 |
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① |
基坑实时监测 |
实时采集围护墙变形、地表沉降、支护应力、地下水位等关键参数，连续追踪基坑开挖各阶段（如土方开挖、垫层施工）的安全状态，及时发现潜在风险。 |
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② |
精度高 |
采用高精度传感器（如0.003°测斜仪、0.02mm机器视觉），实现亚毫米级变形监测，精准捕捉围护墙微小位移、管线细微沉降等早期隐患。 |
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③ |
自动化程度高 |
传感器自动采集数据，边缘计算网关实时传输，减少人工进入危险区域（如基坑边缘）的频次；异常数据触发自动预警，响应速度提升 80% 以上。 |
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远程管理 |
通过安锐云平台，管理人员可远程查看实时数据、变形曲线及设备状态，实现对多区域基坑项目的集中化监管（如城市综合体多地块基坑）。 |
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⑤ |
智能数据分析 |
融合多维度数据，构建基坑变形预测模型，推演围护结构稳定性趋势，提前 1-2 天预警潜在坍塌或周边环境破坏风险。 |
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⑥ |
降低成本 |
减少人工巡检（尤其夜间或恶劣天气），降低安全风险与人力投入；数据集中管理满足工程归档与责任追溯需求，减少重复作业。 |
四、基坑监测内容及设备选型
基坑施工安全监测项目的主要监测指标及所用的基坑监测传感器：
① 表面位移：通过变焦视觉位移监测仪对基本的支护桩/地下连续墙进行表面的竖向+水平位移监测。
② 土体深层水平位移监测：使用节段式位移计、串联式固定测斜仪。对基坑土体内部的变形特征以及变形发展趋势进行在线监测。
③ 支护结构位移、倾斜监测：应用变焦视觉位移监测仪水平位移、沉降+倾斜测量，捕捉基坑支护的形变数据，为基坑安全预警提供第一手数据。
④ 地表及周边建筑沉降监测：采用静力水准仪对可能地表或易发生沉降变形处进行实时监测。
⑤ 应力应变监测：采用表贴式应变计对支撑梁应力应变进行监测。
⑥ 土压力监测：应用土压力传感器对基坑挡墙土体压力进行测量。
⑦ 孔隙水压监测：采用渗压计对基坑土体内部或岩石中的孔隙水压力进行实时监测。
⑧ 钢支撑轴力监测：应用轴力计对基坑支撑梁轴力进行实时监控量测。
⑨ 钢筋应力监测：采用钢筋计对支撑梁钢筋拉力、应力等数据进行测量。
⑩ 倾斜监测：采用无线倾角仪对支护桩或支撑梁倾斜角度进行实时监测。
⑪ 环境辅助监测：采用一体化监测站对环境地下水位、降雨量及温湿度等数据实时测量。
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监测项 |
监测设备 |
设备图片 |
产品参数 |
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土体深层位移监测 |
节段式位移计/ |
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测量轴：X / Y / Z 三轴 |
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支护结构 位移+倾斜 监测 |
变焦视觉位移监测仪 |
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测量方向：竖向与水平位移 50~200米：±1mm；200~400米：±1.5mm |
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地表及周边建筑沉降 监测 |
动力水准仪 |
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量程：1000mm/2000mm/4000mm可选，其它规格可定制 测量精度：±0.05%FS 动态采样频率：30Hz，需配套网关使用 内嵌传感器：加速度、温度传感器 |
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土压力监测 |
土压力计 |
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量程：0.2Mpa~ 6Mpa可选 |
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土体水压监测 |
孔隙水压计（渗压计） |
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量程：1MPa/1.6MPa /2.5MPa /4MPa |
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钢支撑轴力 |
轴力计 |
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测量量程：1000KN~6000KN可选 测量精度：1%FS 重复精度：＜1μm 输出信号：频率 测温精度：0.5℃ |
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钢筋应力 监测 |
钢筋计 |
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直径：Φ20、Φ25、Φ28、Φ32mm，其它可定制 线性精度：±0.05%FS 最大拉力：200Mpa 最大压力：100Mpa 测温精度：0.5℃ |
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支护结构应力监测 |
表贴式应变计 |
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量程：±1500µε 精度：0.1％FS 灵敏度：1µε 输出信号：频率 供电：DC5V |
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倾斜角度 监测 |
无线倾角仪 |
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测量轴：X / Y / Z 三轴 |
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环境辅助监测 |
环境监测站 |
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水位：量程：40米，精度：±0.05%FS 精度：＜±2% 输出信号：RS485 |
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采集传输 |
边缘计算网关 |
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支持4通道485型传感器接入 4G全网通联网模块，RJ45网口备用 支持边缘计算 支持本地备份存储数据 支持数据断网续传 支持远程在线升级 支持联动现场声光预警 |
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供电系统 |
太阳能供电 |
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含太阳能板 含锂电池 含数显控制器 含安装支架 |
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监测预警平台 |
安锐测控云平台 |
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远程管理各传感器的数据 远程管理采集设备/传感器设备 账号管理包括用户管理和角色管理 数据变化趋势分析曲线图 生成日报/周报/月报等报表并可导出 自定义企业LOGO、名称、域名等信息 |
安锐科技作为结构安全自动化监测源头厂家，依托自主研发的 “传感器 + 边缘计算 + 云平台” 全链条技术，将物联网（AIoT）技术与基坑工程深度融合。通过安锐测控云平台的智能分析与联动预警能力，为基坑施工安全及周边环境防护提供全周期数据支撑，践行 “结构更安全” 使命，助力城市地下工程数字化监测体系升级。
