深基坑自动化监测项目技术方案

                                                             自动化感知 · 物联网传输 · 云平台智能预警

一、项目概述与技术目标

1.1 背景

深基坑工程属危大工程（开挖深度>5m，住建部令第 37 号），围护变形、支撑内力、地下水位波动若不能被及时发现，易引发支护失稳、周边沉降甚至坍塌。传统人工监测存在频次低   时效滞后    夜间/雨天空窗   三大短板。本方案以“ 自动化感知 + 物联网传输 + 云平台分析预警”为核心，构建基坑安全状态的实时监测能力。

1.2 技术目标

Δ 参数说明：本方案按“开挖深度约 20m、安全等级一级、坑边 12m 内有既有建筑”的参考工程编制，文中监测项、设备台套、预警控制值均为示例，实际须按勘察报告、支护设计图与专项监测方案逐项核定，不构成对具体项目的承诺。

二、技术路线

采用“端—边—云”一体化技术路线：

① 端（感知）：依据监测方案在基坑本体与周边环境布设各类传感器与监测仪器，毫米级感知围护变形、内力、水位、沉降等物理量。

② 边（采集与传输）：采集终端按设定频次自动激励、转换并读取传感器信号，本地边缘缓存应对通信中断；通过 4G/5G 无线（或现场有线）回传至云平台，支持远程调整采集间隔与单点即时召测。

③ 云（分析与预警）：云平台完成数据解析、清洗、入库与历时分析，按双阈值（累计值 +变化速率）自动比对，触发黄/橙/红三级预警并多通道推送，生成处置单与各类报表。现场供电采用太阳能 + 蓄电池独立供电，适应野外无市电、无网线环境；设备具备 IP66 防护、防雷与宽温工作能力。

三、系统总体架构

系统采用“感知层—传输层—平台层”物联网分层架构，各层职责清晰、可独立扩展。

感知层 · 毫米级感知

图注： 图 1：系统三层架构——感知层负责毫米级感知，传输层负责自动采集、边缘缓存与无线供电上云，平台层负责分析、预警与可视化。

四、监测项目与监测指标

依据 GB 50497-2019 与设计要求，覆盖基坑本体与周边环境全要素，典型监测项与示例控制值如下（参考工程，约 110 个测点）：

图注： 图 2：深基坑监测点平面布置示意——基坑内布设测斜孔、水位孔、支撑轴力点，周边布设建筑沉降点、倾斜与裂缝监测，坑边为既有建筑、管线与道路。

监测孔成孔 / 开挖现场                                                                                测斜管埋设（蓝色测斜管）                            现场监测点布设              

图注：监测点现场安装实景——监测孔成孔、测斜管埋设与现场监测点布设

监测点在平面图上以图例区分类型（如水位监测、土压力水位监测、位移监测），并以“深层水平位移监测”“竖向位移监测”“水位监测”等标签标注，便于现场与平台一一对应。

五、设备选型与配置

设备选型遵循“ 匹配监测项、满足精度、适应野外、便于维护”原则，典型配置如下：

  GNSS 监测站（含太阳能供电）                                          ROCKETECH 有线数据采集器                                                      传感器电缆与探头安装

图注：现场设备实景——GNSS 监测站（杆体太阳能板供电）、 ROCKETECH 有线数据采集器、传感器电缆与探头安装，均为野外无人值守配置。

现场实景 · 深基坑自动化监测项目（用户供图）

六、数据采集与处理

6.1 采集策略

采集终端按监测项设定频次自动测量（常规 1～4h，开挖等关键工况加密至 30min），支持远程修改采集间隔与单点即时召测，无需到场。振弦类经激励—A/D 转换读取；数字类经 485 总线或无线终端接入；测斜由机器人自动循环测量全孔。

6.2 边缘缓存与传输

通信中断期间终端按原频次继续采集并本地缓存(≥7 天），恢复后按时间戳自动补传，保证序列完整、无断点。数据经 4G/5G 无线回传，单次链路时延控制在 5 分钟以内（示例实测：测量 09:55 → 接收 09:58，约 3 分钟）。

6.3 云平台数据处理

平台对回传数据执行：① 解析与入库（按标段、设备、元器件、深度、X/Y 轴测值、电压、测量/接收时间等字段结构化存储）；② 数据清洗（剔除异常跳变与毛刺，标记待复核）；③ 校准比对（定期与人工测量同步观测，消除漂移）；④ 历时分析（任意时段曲线、多测点同图对比、特征值统计）。

图注：测斜监测数据明细（平台台账）  ——含标段、设备/元器件编号、深度、 X/Y 轴测值、电压及测量/接收时间，示例

测量 09:55 →接收 09:58（约 3 分钟时延），与 6.3 节数据字段表一一对应。

6.4 报表与导出

支持日报、周报、月报及阶段性报告一键导出（Excel/PDF），数据不可篡改、全程留痕。

七、预警机制

7.1 双阈值判定

同时设置累计变形量与变化速率两类阈值，任一超限即触发预警，避免“累计未超但速率突增”的漏判。

7.2 三级预警

图注： 图 3：三级预警判定与闭环——黄(控制值80%)、橙(90%)、红(100%或突变)对应不同通知范围与响应时限，形成“预警 →处置单 →核查 →复核关闭”闭环。

7.3 闭环处置

预警自动生成处置单，责任人填报现场核查与处置措施，监理复核后关闭，全过程留痕归档。预警期内监测频次自动加密，处置完成后恢复正常频次。

八、监测平台功能与可视化

平台为统一的物联网监测平台，除基坑监测外还覆盖桥梁、航道、船闸、锚固力、钻孔灌注

桩、大体积混凝土、高支模等多类工程监测，支持“基坑监测（第三方）”与“基坑监测（施工自测）”双模式。

图注：监测平台“深基坑图纸展示”界面——以基坑平面图叠加测点，图例区分水位监测、土压力监测、钢（轴）力监测等类型，点击测点可查看实时值与曲线，支撑“图纸展示”功能。

九、供电、防雷与现场防护

      立杆设备箱 + 防护围栏                                                                                  太阳能供电装置

图注：现场供电与防护实景——立杆设备箱与黑黄防护围栏、太阳能供电装置（光伏板 + 控制箱），体现野外独立供电与防盗防潮防护。

十、标准规范与精度保障

10.1 编制与验收依据

《建筑基坑工程监测技术标准》GB 50497-2019、《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012、 《工程测量标准》GB 50026-2020、《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部令第 37 号），及本工程勘察报告、支护设计图与专项监测方案。

10.3 质量保障

全部传感器进场前完成率定并出具证书；测斜管安装前做垂直度检查、回填密实；平台侧准备云/本地服务器、公网 IP/域名与推送通道；系统上线前进行连续 72h 后台日志核查、断网 24h补传测试与模拟超限预警测试。

Δ 参数声明：本方案中的监测项、设备台套、预警控制值、精度指标均为参考工程示例，用于说明技术方案与配置逻辑，不构成对具体项目的承诺；实际以勘察报告、设计图与经审批的专项监测方案为准。