本文介绍了基坑监测的背景、优势对比分析、设计依据、系统组成与工作原理、系统特点和优势、监测解决方案和实际应用案例分析。其中，变焦视觉位移监测仪具有非接触式、高精度、高效率、低成本等优势，可实时监测基坑变形情况，为工程安全决策提供科学依据。实际应用案例表明，该监测系统能够有效保障基坑开挖过程中的稳定安全，评价基坑的稳定性能并为后续工程措施提供设计依据。
基坑监测的背景
随着城市建设的发展，基坑深度和规模也在不断扩大。基坑工程易受到土体性质、邻近建筑物、地下水位、周边交通等环境，以及设计合理性和施工工序的影响；可能引发不可预测的安全事故。
然而，传统的基坑监测方法往往依赖于人工测量和定期巡查的低效手段，普通的自动化监测设备存在精度不够、施工布线成本高等问题，已经不能满足现代化高精度、实时性、高效率、低成本的监测需求；因此，变焦视觉位移监测仪应运而生。
系统组成与工作原理
变焦视觉位移计监测系统集光学、机械、电子、边缘计算、AI识别、云平台软件等技术为一体的自动化系统。系统由编码靶标、变焦视觉位移监测仪、安锐云及多终端组成。基于变焦机器视觉原理，采用特殊波段成像识别技术和无源靶标，将监测数据实时传输至安锐测控云平台，实现非接触式大空间、多断面、多测点的高精度水平、竖向位移的自动化监测。
系统特点和优势
非接触式二维位移监测：无需在每个测点上都安装仪器设备，只需安装或贴装一个靶标即可实现二维位移监测。
多断面，多靶标自动扫描测量：基于变焦自动控制镜头，远近的靶标均可清晰成像，实现多个断面，多个靶标测点的自动化监测。
无需额外照明补光：新一代夜视技术，采用特殊波段成像，无需外加补光灯及照明设备，简化了系统的组成。
④微米级高精度测量：采用高分辨率图像传感器及亚像素技术，精度可达微米级。
无源靶标，无需供电排线：采用无源靶标，可以是定制的靶标、一块金属片、打印的纸张甚至是喷涂的靶标均可清晰成像识别，无需排线供电。
本解决方案围绕变焦视觉位移监测仪在基坑项目的应用进行设计，主要对基坑结构的表面位移进行监测，包括水平位移监测、竖向位移监测和裂缝监测等。同时，系统还可以间接进行地下水位、降雨量、温湿度等，全面反映基坑表面的变形状态，为工程安全决策提供科学依据。
监测点位布置
测点布设需按照设计院的基坑设计文件、地质勘察文件、抗震防护等级、支护桩直径以及结构受力计算来得到结构性能指标，进而将测点布设在基坑的关键位置，同时在基坑高差较大等薄弱部位增加测点数量，以保证结构的安全。
监测点的布置应满足监控要求：监测点应布置在内力及变形关键特征点上，确保能够程度地反映该区域的实际状态及其变化趋势。
监测点数量与间距的确定：开挖深度不同的基坑，其监测点间距也有所不同。例如，开挖深度不超过7m的三级基坑，监测点间距不大于20m；而开挖深度超过7m的一、二级基坑，监测点间距不大于10m。此外，每一典型坡段应至少设置3个监测点。
特殊位置的监测点布置：对于支撑内力较大或在整个支撑系统中起控制作用的杆件上，应设置监测点。同时，基坑每边中部、阳角处和地质条件复杂的区段也应布置监测点。
④ 便于监测与减少干扰：监测点的位置应避开障碍物，便于监测。同时，监测点的布置应不妨碍监测对象的正常工作，并应减少对施工作业的不利影响。
考虑现场具体情况：监测点的位置，包括间距，以及距基坑边坡边缘的距离，应根据现场具体情况而定，可减少支护桩的监测距离，来获取更完整的基坑形变趋势。
监测设备安装
首先需要对监测仪安装点进行科学合理的选址和布局，务必确保仪器和所有测点靶标之间能够通视，全面覆盖基坑的重要区域和关键设施。变焦视觉位移监测仪一般在基坑的四角稳固的位置（安装位置如图）各安装一台，（若无硬化的路面，需浇筑边长为600mm立方体混凝土基础，预埋钢支架，保证监测仪的墩台的稳固，因为变焦视觉为高精密仪器，墩台稍微的热胀冷缩都将会影响监测精度）。
同时需调整变焦视觉位移监测仪位置，使靶标在视野的正中间，但靶标不能与主机完全处于同一直线，避免视野中的靶标相互有所遮挡。
根据项目特点，基坑安装好一定数量的靶标后，接上电源，无需现场进行复杂的靶标框选和调试，即可实现基坑水平位移、沉降、桩身倾斜（倾斜监测方向与监测仪法线方向垂直）的二维位移自动化监测，机器自动识别视野范围内的靶标，非接触式测量，无需拉线布线安装传感器，节省劳动力、成本，方便快捷，巡回扫描监测。通过编码靶标对围护结构变形情况的监测，可以实时了解基坑施工的整体稳定性和安全性。
若基坑的边宽度较小的长条形深基坑，则只需在一侧安装一台即可实现两端围护结构水平位移、沉降、桩身倾斜的自动化监测，实测测点可达1000个，理论还可增加测点数量，且靶标大小一致，监测长度可达400米，测点只需要安装靶标即可，无需拉线布线安装传感器，方便快捷，巡回扫描监测，测点数量越多，相对的监测频率会降低。
在可能发生地表沉降的地方安装测点靶标，将监测仪安装在远离沉降区域的稳定地域，且能看见所有地表沉降区域靶标的地方，然后再插上电源，手动框选靶标或监测仪智能识别视野范围内的靶标，即可实现基坑地表沉降监测，还可实现沉降区域测点的振动频率高频采集。通过编码靶标对基坑地表沉降情况的监测，可以实时了解基坑的整体稳定性和安全性。
变焦视觉位移监测仪可间接完成其他影响基坑的稳定性因素（降雨量、温湿度、土壤含水率、土体内部测斜、土压力等），仅需在仪器接口接入环境监测传感器（或其他监测项的传感器）即可，无需外加网关采集器、重新拉线，实现环境监测和位移监测数据综合分析，以不同的角度剖析基坑稳定性，更准确地评估基坑的稳定性，从而采取有效的措施来预防地质灾害的发生。
