近年来，基坑向大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，深基坑开挖与支护的难度也越来越大，基坑信息化施工越来越受到行业重视。为保证施工安全顺利进行，在基坑开挖及结构构筑期间开展严密的施工监测很有必要。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 ^[1]。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 ^[2]。

　　 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 ^[3]。

　　 齐红升等 ^[4]开发了深基坑智能联网监测与预警系统，实现自动采集基坑信息并进行数据分析预警，提升了监测效率和安全保障能力。徐杨青等 ^[5]开发了一套基坑监测数据处理与预警系统，能够提高监测的标准化和准确率。谢雄耀等 ^[6]通过数据库技术与Microsoft Visual Studio.Net编程技术实现了自动化监测数据在线发布，优化了盾构施工参数，有效保障了盾构掘进与周边环境的安全。

　　 工程实践中既有的自动化监测系统多采用仪器厂商生产的专用软件，这类软件由厂商根据需求专门定制，技术成熟，工作稳定，缺点是软件功能单一，很难实现数据的分析与实时发布，不能满足施工企业管理需求。

　　 本文介绍一套针对施工企业管理研发的自动监测数据分析与预警系统，该套系统能够实现数据的实时发布，并且能够根据采集数据判断基坑是否进入预警状态，如果进入预警状态，系统立即向客户发布预警消息。

　　 该套系统在武汉市某深基坑中得到应用，基坑局部坑中坑采用前排倾斜双排桩支护，本次监测具有试验性质，本套系统实时监测基坑状态，能反映出倾斜支护桩的应用效果。

　　 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。系统数据传输如图1所示，数据传输分类如表1所示。

　　 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。

　　 系统逻辑运行如图2所示，数据处理系统有以下几个部分组成，如表2所示。

　　 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。

　　 自动化测斜绳用于测量支护桩(墙)水平位移，将测斜绳下放到测斜管中，测斜管固定在钢筋笼上，测斜装置随钢筋笼预埋到支护桩中，桩顶测斜绳外接采集模块，作为采集终端将采集信息发送到远程超算中心，测斜绳及安装如图3所示。

　　 基坑工程内力监测包括水土压力、轴力、桩侧土压力。为满足规范要求的内力监测内容，分别开发出轴力计、钢筋应力计、土压力计和孔隙水压力计等自动化传感器。

　　 智能数据采集仪主要应用于监测过程中传感器数据的有线采集与无线传输，能够收集附近5～6个传感器发送的信息，采集终端将收集到的信息初步整理后采用4G传输方式将数据传输到远程超算中心。可采集模拟信号、电压信号、电流信号、振玄信号、以及串口信号等，采集终端可以通过连接太阳能板进行供电。

　　 系统前端采用Vue.js脚本框架进行开发，后端采用My SQL,SQL数据库技术进行数据处理，同时结合基坑工程专业知识，开发了一套服务于施工企业的自动化监测数据分析及预警系统，该套系统还具备数据移动发布能力。客户端操作软件有PC端和手机移动端两种，PC端两级功能菜单描述如表3所示，移动端没有“统计分析”功能，其他功能同PC端，PC端与移动端软件界面如图4所示。

　　 报警值是预警系统的关键指标 ^[7]，基坑的报警值取值需要考虑很多因素，如现场地质条件，周边环境，支护结构类型等 ^[8]。目前对于基坑报警值的确定还缺乏系统研究，大多数依赖经验，从各地规范 ^[9,10,11,12]来看，报警值差别很大，确定的方式也有很大差别。为此本套系统报警值开发为用户手动设置报警值。

　　 报警值可以设置预警与报警两个状态，考虑到湖北省地方规范 ^[12]对于报警值有变形值与变形速率两种要求，软件也相应做了设置。当某一硬件测值达到报警值时软件会根据设置的客户邮箱进行消息推送，可以使基坑参建各方及时了解基坑状态。

　　 武汉某基坑工程位于长江I级阶地与II级阶地过渡区域，场地地貌属于河流冲击平面类型，场地沉积有厚度达20m以上的黏性土层。局部基坑开挖深度9.05～16.1m，开挖面积39 000m²，倾斜桩支护段平面布置如图5所示。

　　 局部塔楼区域坑中坑先施工，从地面设计了倾斜双排桩，如图6所示，基坑开挖从地面标高22.000m，施工至基坑井处基底标高为12.050m，桩长30m，桩径1m，桩间距1.5m。

　　 施工前制定了监测方案，具体监测点位如图7所示。水平位移监测沿桩身每米布置1个测斜点位，同时在桩顶连梁区域4个角布设了桩顶沉降监测点。本次监测同时也是试验过程，用于验证倾斜双排桩支护效果。

　　 本次倾斜桩支护段基坑开挖从2020年5月16日—6月20日，基坑开挖过程中对倾斜桩变形与桩顶沉降进行实时监测，选取12号桩位前排斜桩监测结果，软件设置报警值参考湖北省地方规范 ^[12]，一级基坑取40mm。

　　 开挖10m之后支护桩桩顶位移基本稳定在30mm左右，为研究支护桩最大支护深度。项目部对桩顶进行堆载，当堆载高度达到3.5m时，监测系统开始报警，同时桩顶冠梁有细小裂缝出现，现场及时进行桩顶卸载。通过本套自动监测与预警系统得到的监测数据，可以反映倾斜双排支护桩效果，得到当前地质条件下最大支护深度可达13.5m。

　　 采用Vue.js脚本进行前端软件开发，并结合My SQL,SQL数据库后端数据处理技术开发了基坑自动化监测及数据移动发布系统。系统能方便地实现数据录入和编辑，能满足大部分数据分析需要，同时能够实现监测数据的自动发布与分析，并能对工程信息、用户、客户等复杂的信息收集保存备用，数据输出的结果规范简单明了，易于查看调用。系统能够实现对基坑状态的预警功能，客户能够根据规范和现场情况灵活设置报警值，实现对基坑施工的动态管理。

　　 该套系统应用在武汉某深基坑工程前排倾斜双排桩支护段，自动化监测系统能够及时反映支护结构状态，根据湖北省地方规范，设置支护桩测斜数据的报警值，可以检验支护桩的最大无支撑支护深度。