一、项目背景与行业痛点
深基坑工程广泛存在于城市地下空间、地下车库、地铁车站、商业综合体、高层建筑基础、市政地下工程、医院、轨道交通及大型公共建筑建设过程中。随着基坑开挖深度增加和城市建筑密度提高，基坑工程对围护结构、地下水、周边道路、管线和既有建筑的影响越来越受到重视。深基坑属于典型的施工阶段动态工程。随着土方逐层开挖，坑内外土压力不断重新分布；随着钢支撑、混凝土支撑或锚索逐级施工，围护体系受力状态持续发生改变；降水、暴雨、堆载、车辆荷载、支撑拆换及地下结构施工也会不断改变基坑工作状态。
因此，深基坑监测不能只回答“围护墙现在倾斜多少度”，而需要回答：围护结构是否发生持续转动，深层墙体是否向坑内变形，坑顶是否同步位移或沉降，支撑轴力是否出现异常，地下水位是否发生变化，周边地面和建筑物是否受到影响，以及这些变化究竟发生在哪一个施工阶段。深基坑支护倾角监测可以在传统水平位移、深层测斜、沉降和支撑轴力监测之外增加一个连续的结构姿态维度。通过在冠梁、围护桩顶部、地下连续墙顶部、支护结构节点或专用监测构件上设置倾角终端，可以长期记录局部支护结构的转动趋势，并将其与开挖深度、支撑施工、降水、降雨和其他监测参数进行综合分析。
1. 基坑开挖是连续变化的施工过程
围护结构受力不是从开挖开始后一次性形成，而是随着每一层土方开挖逐步变化。因此，同一个监测点在不同开挖深度下可能具有不同的正常响应。
2. 围护结构往往以弯曲变形为主
地下连续墙、排桩和钢板桩等支护结构可能沿深度形成不同的水平变形曲线，其墙顶转角与墙体最大水平位移之间不存在简单固定比例。
因此，安装在墙顶或者冠梁上的倾角传感器不能直接代替测斜管获取整个围护墙深度方向的水平位移。
3. 坑顶变化和深层变化可能不同步
某些情况下墙顶位移较小，但墙体中部可能出现较明显的向坑内变形；另一些情况下，围护顶部可能发生明显转动，但深部嵌固段仍保持相对稳定。
所以深基坑监测应同时考虑顶部和深部。
4. 支撑施工会改变围护结构受力状态
内支撑架设、预加轴力、锚索张拉以及支撑拆除都会改变围护结构约束条件。
倾角数据如果脱离这些施工事件，很容易把正常工况转换产生的变化误认为结构异常。
5. 降水与地下水变化可能引起周边沉降
深基坑降水可能影响坑外地下水条件，进而造成土体固结、地面沉降以及邻近建构筑物变形。因此，仅监测围护结构姿态无法完整反映基坑工程影响。
6. 暴雨可能快速改变基坑现场条件
强降雨可能造成坑外积水、坡顶荷载变化、土体含水状态变化及坑内排水压力增加。
雨季基坑宜将雨量、地下水和结构变形放在统一时间轴分析。
7. 周边施工荷载变化明显
大型机械、材料堆放、施工车辆和临时设施可能形成基坑周边附加荷载，尤其当堆载位置发生变化时，需要与监测数据同步记录。
8. 监测设备本身容易受到施工干扰
基坑现场吊装、土方运输、钢筋施工和支撑安装频繁。设备被碰撞、支架松动或者测点迁移都可能产生假异常，因此测点保护和参数留痕是深基坑自动化监测的重要环节。
二、建设目标与监测目标
1. 建设目标
- 连续掌握深基坑围护结构姿态变化。
- 识别不同开挖阶段围护墙顶部转动趋势。
- 分析冠梁、围护桩顶部和地下连续墙顶部的空间差异。
- 结合深层水平位移判断围护结构真实变形模式。
- 监测坑顶水平位移和竖向沉降。
- 监测支撑轴力或锚索受力变化。
- 监测地下水位、孔隙水压力及降水运行状态。
- 监测周边道路、建筑物和地下管线变形。
- 将土方开挖、支撑施工、降水和拆撑等工况与监测数据关联。
- 识别累计变化、变化速率和多参数同步异常。
- 实现异常发现、人工复核、加密监测和施工处置闭环。
2. 倾角监测目标
围护结构顶部倾角：观察地下连续墙、排桩、钢板桩等支护结构顶部是否发生持续转动。
冠梁姿态：监测重点位置冠梁相对于初始基准的姿态变化。
支护结构空间差异：比较基坑不同边、阳角、长边中部及特殊位置的倾角变化。
施工阶段响应：记录每层土方开挖以及每道支撑形成前后的结构姿态变化。
异常事件：利用三轴加速度辅助识别明显碰撞、振动或施工扰动。
三、深基坑主要监测对象
1. 围护墙顶部水平位移
围护墙顶部水平位移是评价支护结构整体工作状态的重要监测项目，宜采用全站仪、GNSS或者其他满足项目精度要求的方法直接测量。
2. 围护墙顶部竖向位移
用于观察冠梁、围护桩顶部或地下连续墙顶部是否存在明显沉降或隆起。
3. 围护墙深层水平位移
通常采用测斜管和深部测斜仪获得围护结构沿深度方向的水平位移曲线。
这是判断围护墙最大变形位置、变形模式和变化发展的重要监测参数。
4. 围护结构倾角
无线倾角终端主要用于监测特定刚性位置的结构姿态和转动变化。
其优势在于可持续获得趋势信息，但不能代替深层水平位移监测。
5. 支撑轴力
内支撑体系应根据监测设计采用轴力计、应变计等技术监测支撑受力变化。
6. 锚索或锚杆受力
锚拉式支护结构根据工程设计监测锚索拉力及变化。
7. 立柱竖向位移
采用内支撑体系的基坑应根据项目要求监测立柱沉降或隆起。
8. 地下水位
监测坑内、坑外地下水位变化及降水系统运行效果。
9. 周边地表沉降
沿基坑周边布置地表沉降点，观察支护结构变形和降水是否对坑外土体产生影响。
10. 周边建筑物变形
邻近既有建筑时，应根据风险监测建筑沉降、倾斜和裂缝。
11. 地下管线变形
燃气、给水、污水、电力及其他重要地下管线应根据项目风险开展沉降和水平位移监测。
四、总体解决方案
系统采用“倾角姿态监测＋墙顶位移＋深层测斜＋沉降监测＋支撑受力＋地下水＋周边环境＋施工工况”的综合技术路线。
根据基坑支护形式，在地下连续墙顶部、排桩冠梁、钢板桩重点位置、内支撑关键节点或专用刚性监测基座上设置S-CGTS无线倾角监测终端。
倾角终端周期获取X、Y、Z三轴姿态、三轴加速度、温度、电量和通信状态，并通过4G网络或者项目通信系统上传监测平台。
与此同时，采用全站仪或其他专业设备获取围护墙顶部水平和竖向位移，利用测斜系统获取围护墙深层水平位移，并接入支撑轴力、锚索受力、地下水位以及周边环境监测数据。
平台按照每一个施工阶段记录土方开挖深度、支撑架设、锚索张拉、降水、底板施工、支撑拆除和回筑时间。
数据分析不直接使用一个绝对倾角判断基坑安全，而是建立：
施工阶段 → 支护结构受力变化 → 墙顶姿态变化 → 深层水平位移 → 支撑轴力 → 坑外沉降 → 地下水变化 → 多参数综合判断。
五、不同支护形式的倾角监测重点
1. 地下连续墙
可在墙顶冠梁或与墙体具有可靠刚性关系的位置布设倾角监测点。
重点分析墙顶转动与墙体深层水平位移之间的关系。
2. 排桩支护
倾角终端宜设置在冠梁、重点支护桩顶部或专用刚性构件上。
长边中部、阳角、支护形式变化位置和预测变形较大区域可优先布设。
3. 钢板桩支护
可在钢板桩顶部刚性连接区域设置代表性姿态监测点。
由于钢板桩柔性较大，顶部倾角更不能直接代表深部最大水平位移，应同步配置深层或其他适用位移监测。
4. SMW工法桩
可以在围檩、冠梁或能够代表支护体系顶部姿态的刚性位置设置监测点。
5. 土钉墙和复合土钉墙
应根据支护设计选择墙面位移、坡顶沉降和深部变形等监测方法。
喷射混凝土面层局部倾角可以作为辅助信息，但不能直接代表整个土体支护体系的深部稳定状态。
6. 内支撑基坑
除围护墙倾角外，应重点监测支撑轴力、立柱竖向位移和节点状态。
7. 锚拉式基坑
倾角数据宜与锚索拉力、墙顶位移和深层水平位移联合分析。
六、监测点布设原则
1. 基坑长边中部
基坑长边中部通常是围护结构变形较有代表性的位置，可作为重点倾角和位移监测区域。
2. 基坑阳角
阳角区域空间受力特点与普通直线段不同，应按照监测设计布置代表性测点。
3. 支护形式变化位置
地下连续墙与排桩、排桩与土钉墙等不同支护形式转换位置，应重点关注。
4. 地质条件变化位置
软弱土层、填土厚度变化、地下障碍物及不良地质区域可适当增加监测。
5. 深度变化区域
基坑开挖深度发生明显变化的位置宜设置监测断面。
6. 周边建筑邻近区域
当基坑某侧紧邻重要建筑、道路、轨道交通或地下管线时，应提高该侧监测密度。
7. 历史异常位置
已经出现裂缝、渗水、局部位移或支撑异常的位置应增加监测频率和测点。
8. 不宜仅采用均匀间距
监测点应按照结构受力、环境风险和预计最大变形位置布设，而不是为了形式整齐简单采用相同距离机械布点。
七、技术原理与算法模型
1. 支护结构倾角监测原理
S-CGTS内部MEMS三轴测量单元感知重力方向与设备坐标系之间的关系，获得安装位置三轴姿态。
当终端与冠梁、围护墙顶部或者专用刚性监测基座可靠连接后，支护结构局部发生转动时，终端同步记录角度变化。
2. 基坑坐标方向
每一个测点应明确坐标方向。
其中一个主要测量方向宜垂直基坑边线，用于观察围护结构向坑内或坑外的姿态变化。
另一水平方向沿基坑边线，用于观察纵向差异变化。
不同边的传感器应在平台中转换成统一的工程方向，避免由于设备安装朝向不同造成数据解释混乱。
3. 初始倾角基准
设备牢固安装并经过稳定观察后建立：
θx0、θy0、θz0。
任意时刻：
Δθx(t) = θx(t) - θx0
Δθy(t) = θy(t) - θy0
Δθz(t) = θz(t) - θz0
基坑监测更关注相对变化，不应简单要求设备安装完成后的绝对角度必须为零。
4. 倾角变化速率
可计算：
Vθ = [Δθ(t2) - Δθ(t1)] / (t2 - t1)
相同的累计角度如果在一个月内缓慢形成和在数小时内快速形成，其工程意义不同，因此变化速率是重要辅助指标。
5. 相邻测点差异
同一基坑边相邻两个测点A和B可以计算：
ΔθAB = ΔθA - ΔθB
如果整个支护段同步缓慢变化，与其中一个短区段出现明显差异变化，所对应的工程问题可能不同。
6. 墙顶倾角与水平位移的区别
如果假设一个高度为H的刚体围绕固定底端旋转，则几何上可以得到：
u ≈ H × tan(Δθ)
小角度时：
u ≈ H × Δθ(rad)
但是深基坑围护墙通常属于受弯结构，其沿深度的变形不是刚体转动，因此上述公式不适合直接把墙顶倾角换算成围护墙真实水平位移。
围护墙水平位移应以全站仪、测斜等直接监测结果为主。
7. 深层水平位移
测斜系统沿围护墙深度获得水平位移曲线：
u = f(z)
其中z为深度。
通过该曲线可以识别最大水平位移所在深度以及墙体变形模式。
8. 倾角与深层位移联合分析
当墙顶倾角持续向坑内发展，同时深层测斜也显示对应方向位移增加时，两类数据具有较好的相互验证价值。
如果倾角异常但深层位移、墙顶位移及相邻测点均保持稳定，应首先检查监测终端、安装支架及局部施工干扰。
9. 施工阶段增量分析
将第k个施工阶段开始时角度定义为θk0，阶段结束时为θk1，则：
Δθk = θk1 - θk0
通过比较不同开挖阶段的Δθk，可以判断哪一层开挖对该位置结构响应最明显。
10. 变化速率加速分析
如果连续多个监测周期的Vθ逐渐增加，即使累计倾角尚未达到项目控制值，也应结合其他监测参数提高关注程度。
八、分阶段施工监测逻辑
1. 开挖前
在基坑正式开挖前完成监测设备安装、初始测量和周边环境调查。
应采集足够稳定期数据建立初始基线。
2. 第一层土方开挖
记录围护结构首次明显卸荷后的响应，并与初始状态比较。
3. 第一道支撑施工
记录支撑形成、预加轴力等施工事件及其前后围护姿态变化。
4. 下层继续开挖
随着开挖深度增加，重点分析墙顶倾角、深层位移和支撑轴力是否同步发展。
5. 多道支撑施工
对每一道支撑分别建立施工事件时间，避免把支撑安装引起的结构重新分配解释为未知异常。
6. 开挖至坑底
坑底形成前后通常属于重要监测阶段，应关注围护墙、支撑、立柱和地下水状态。
7. 底板及地下结构施工
地下结构逐步形成后，基坑支护体系工作状态发生变化，应持续监测。
8. 支撑拆除或换撑
拆撑和换撑会再次改变围护结构约束条件，是深基坑监测的重要工况。
9. 回筑完成
当支护体系退出主要工作状态后，应按照监测方案持续观察一定时间，确认结构和周边环境进入稳定状态。
九、深基坑多参数联合监测
1. 倾角＋墙顶水平位移
用于判断围护结构顶部是否同时发生转动和整体平移。
2. 倾角＋深层测斜
用于区分墙顶姿态变化和墙体深部弯曲变形。
3. 倾角＋支撑轴力
围护结构姿态快速变化同时伴随支撑轴力明显变化时，应重点复核支撑体系工作状态。
4. 倾角＋地下水
地下水异常变化和围护结构姿态同步变化时，应检查止水、降水和土体状态。
5. 倾角＋坑顶沉降
围护墙向坑内转动，同时坑外地表持续沉降时，需要分析坑外土体变形影响。
6. 倾角＋周边建筑沉降
如果基坑临近建筑物，应将围护结构状态和建筑基础沉降放在统一时间轴。
7. 倾角＋施工事件
土方开挖、支撑架设、锚索张拉、降水和材料堆载等事件必须准确记录，才能解释结构响应原因。
8. 倾角＋降雨
暴雨后出现围护结构、坑外沉降和地下水同步异常时，应及时加强现场巡查。
十、支撑体系专项监测
1. 混凝土内支撑
主要监测支撑轴力、裂缝以及关键节点状态。
倾角终端可根据专项需要安装于重要刚性节点观察局部姿态，但不能代替轴力监测。
2. 钢支撑
钢支撑应关注轴力、连接节点、活络端和预加轴力状态。
如果监测支撑整体姿态，应避免把支撑自身振动或安装偏差误认为受力异常。
3. 临时立柱
可根据项目需要监测立柱竖向位移和姿态。
立柱倾斜与沉降属于不同物理量，应分别监测。
4. 锚索体系
应重点获取锚索拉力以及对应围护墙位移。
锚索张拉完成后可以建立新的施工阶段参考状态。
十一、周边环境监测
1. 地表沉降
沿基坑周边设置多个沉降断面，分析沉降随距坑边距离的空间分布。
2. 邻近建筑物
监测建筑物基础沉降、差异沉降、倾斜及已有裂缝变化。
3. 城市道路
监测道路沉降、裂缝以及重要路面变形。
4. 地下管线
重要刚性管线和高风险管线应根据产权单位和设计要求实施专项监测。
5. 轨道交通设施
邻近地铁、铁路或其他轨道交通结构时，应按照相应保护标准和运营单位要求执行更严格的监测控制。
十二、地下水与降水系统监测
1. 坑内水位
用于判断降水系统是否达到施工需要。
2. 坑外水位
用于判断降水是否明显影响坑外地下水环境。
3. 水位变化速率
地下水突然下降或快速回升都应结合施工和天气进行分析。
4. 止水体系异常
如果局部水位、渗水量和围护结构变形同步出现异常，应检查止水帷幕和支护结构。
5. 停泵和恢复事件
降水井停电、故障、停泵和重新启动均应记录到监测平台。
十三、S-CGTS无线倾角监测终端参数
测量轴：X、Y、Z三轴。
倾角量程：±10°、±30°、±60°、±90°可选。
倾角准确度：0.1°。
倾角分辨率：0.01°。
长期稳定性：小于0.1°，参考条件25℃。
内部检测频率：100 Hz。
零点温度系数：±0.01°/℃。
加速度量程：±1 g。
通信方式：4G蜂窝网络。
传输协议：TCP。
数据格式：JSON或项目约定格式。
默认上报周期：2小时一次，可配置。
唤醒方式：定时唤醒、运动唤醒。
待机电流：约24 μA。
上传电流：约80 mA。
内置电池：19 Ah锂亚硫酰氯电池，并配合顶部小型太阳能板补能。
防护等级：IP67。
工作温度：-30℃至+60℃。
外形尺寸：约115 × 64 × 52 mm，不含天线及项目安装附件。
重量：约250 g，不含项目安装支架。
深基坑属于施工期变化较快的工程。设备默认2小时上报周期只能作为产品标准配置参考，正式基坑项目应按照监测设计、基坑风险等级和当前施工阶段重新确定数据周期。
土方快速开挖、支撑拆换、降水异常或者已经出现变形发展时，应根据项目要求缩短监测周期。高频上报会增加通信和电池消耗，应同步进行供电和续航设计。
十四、设备安装专项要求
1. 监测对象必须刚性可靠
设备应固定在冠梁、围护墙顶部、支护结构主体或专用刚性监测基座。
不得安装在松动模板、临时栏杆、薄钢板、防护网、脚手架等不能代表支护结构真实姿态的位置。
2. 安装支架必须足够刚
安装支架自身发生弯曲或松动，会直接形成虚假倾角变化。
3. 避开吊装和车辆碰撞区域
基坑现场施工频繁，倾角终端应尽可能避开吊车回转、钢筋吊装、土方车辆和材料运输路线。
4. 安装方向统一
每个测点必须明确坑内方向、坑外方向以及沿基坑边方向，并保存现场方向标识照片。
5. 测点迁移必须留痕
如果由于施工需要拆除或迁移设备，应保存迁移前最后数据、迁移时间、新安装位置和新基准，不能直接将迁移前后数据拼接为一条连续结构曲线。
6. 4G通信环境
深基坑内大型混凝土墙体、钢支撑及地下空间可能明显衰减移动通信信号。
正式安装前应在实际位置测试通信质量。必要时调整天线位置、采用坑顶通信节点或者接入项目专用网络。
7. 太阳能补能限制
随着基坑加深，坑内设备可能长期处于建筑遮挡或无直射日照环境，小型太阳能板补能能力可能明显下降。
施工期需要提高上报频率的项目，应重新评估电池续航，必要时采用外部供电或其他项目级电源方案。
8. 防水不等于长期浸泡
IP67设备仍应避开低洼积水、泥浆长期覆盖和持续浸水环境。
十五、软件平台与数据展示
1. 基坑平面图管理
按照基坑不同边、冠梁、支撑、测斜孔及周边环境位置展示所有测点。
2. 基坑剖面管理
按土层、开挖深度、支撑标高和地下水位显示典型监测断面。
3. 实时倾角
显示原始三轴角度、相对基准变化量、变化速率及设备状态。
4. 墙顶水平位移
显示不同位置围护顶部水平位移及变化速度。
5. 深层测斜曲线
以深度为纵轴展示围护墙水平位移曲线，并保存不同施工日期曲线进行对比。
6. 支撑轴力趋势
显示不同支撑和不同施工阶段的轴力变化。
7. 地下水趋势
同步显示坑内、坑外地下水位及降水井运行状态。
8. 周边沉降
按照距坑边距离和监测断面显示地表及周边建筑沉降。
9. 施工工况时间轴
在所有趋势曲线中统一标记：
土方开挖、支撑安装、锚索张拉、降水启动、暴雨、坑底封闭、底板浇筑、换撑和拆撑等事件。
10. 数据完整性管理
平台应区分设备采集时间和服务器接收时间，识别离线缓存和补传数据。
11. 参数修改记录
上报周期、零点、告警值等关键参数发生修改时，应记录修改时间、修改内容和责任人员。
十六、深基坑数据分析与智能应用
1. 阶段性基线分析
除了开挖前初始基准，还可以在每道支撑形成后建立施工阶段参考状态。
这样能够分析后续开挖相对于当前支撑体系新状态产生了多少新增变形。
2. 墙顶转动—深层位移模式识别
通过倾角与深层测斜联合，可以识别不同围护墙变形特征。
例如墙顶转角明显但深层变化相对有限，与墙中部深层位移显著但墙顶角度较小，属于不同的结构响应模式。
3. 长边空间一致性分析
将同一长边多个倾角、墙顶位移和测斜点进行比较，筛选局部异常段。
4. 阳角与直线段比较
不同空间约束条件下围护结构响应存在差异，应分别建立正常变化范围。
5. 支撑形成前后分析
比较支撑安装前后围护姿态和轴力数据，评价当前支护阶段是否进入新的稳定状态。
6. 降水影响分析
将坑外地下水位下降与地表沉降、建筑沉降进行关联，识别可能的降水影响。
7. 雨后异常筛选
暴雨后自动比较倾角、地下水和坑外沉降，筛选需要现场巡查的位置。
8. 多源数据一致性分析
倾角、测斜、墙顶位移和沉降多个独立参数同时指向同一位置异常时，工程关注度高于单点单参数异常。
9. 变形速率分析
对于基坑工程，变化速度往往比单个累计值更有信息量。
平台应持续观察变形是否稳定、线性发展还是出现明显加速。
10. 周边影响范围分析
通过不同距坑边位置的沉降曲线，可以观察基坑施工影响在空间上的分布。
十七、预警机制与决策支撑
深基坑监测预警必须以项目监测方案、设计控制值和现行基坑监测标准为依据，不宜由设备厂家自行给出一个适用于所有基坑的统一倾角报警值。
1. 单点数据异常
倾角单次突变时，首先检查设备固定、现场碰撞、通信、温度和施工活动。
2. 连续变化关注
倾角连续多个周期向坑内或同一方向发展时，即使单次变化不大，也应结合其他参数观察。
3. 变化速率异常
同一监测点变形速度明显高于自身前一阶段时，提高监测频率。
4. 多点相关异常
同一支护段多个倾角点或者墙顶位移点同步发生方向相关变化时，提高关注等级。
5. 多参数异常
倾角、深层水平位移、支撑轴力、坑顶沉降或地下水两个以上参数同时出现异常时，应及时组织专业复核。
6. 施工阶段异常
每层土方开挖后变形未趋于稳定，而仍持续较快发展时，应按照项目监测和施工管理制度进行处理。
7. 周边环境异常
基坑监测数据变化同时伴随地面裂缝、道路沉降、邻近建筑裂缝或管线异常时，应提高处置等级。
8. 推荐处置流程
自动监测异常 → 检查数据有效性 → 检查设备和基准 → 核对当前施工工况 → 对比相邻测点 → 对比深层测斜 → 对比支撑轴力和地下水 → 现场巡视 → 人工复测 → 加密监测 → 设计和监测单位研判 → 调整施工或采取加固措施 → 持续跟踪。
十八、施工期间监测频率策略
1. 开挖前稳定期
主要建立初始基线并了解昼夜温度、施工振动等正常波动。
2. 正常开挖期
按照项目监测等级和施工进度执行规定频率。
3. 每层开挖完成后
重点观察一段时间内变形是否逐渐趋稳。
4. 支撑安装和拆除阶段
属于受力体系转换阶段，宜提高监测关注度。
5. 暴雨及地下水异常
根据项目要求提高监测频率。
6. 出现异常趋势后
不能继续沿用普通监测周期，应根据监测和设计要求实施加密观测。
S-CGTS上报频率可配置，但频率越高功耗和通信流量越大，因此真正需要分钟级甚至更高连续数据的重点基坑，应在系统设计阶段同步解决稳定供电和通信问题。
十九、项目实施方案
1. 基坑资料收集
收集岩土勘察、基坑支护设计、地下水、周边建筑、地下管线和施工组织资料。
2. 风险调查
明确基坑设计安全等级、开挖深度、支护形式、周边环境风险和重点保护对象。
3. 监测方案设计
按照基坑设计及GB 50497等相关标准确定必测和选测项目、测点数量、精度、频率及报警控制值。
4. 倾角辅助监测设计
明确倾角数据在项目中的定位，是用于冠梁转动、围护墙顶部姿态、支撑节点状态还是特定区域趋势跟踪。
5. 设备安装
在支护结构形成并具备安全施工条件后完成倾角设备刚性安装。
6. 坐标和点位记录
记录测点编号、基坑边、里程位置、标高、坑内方向、安装基材、设备编号及现场照片。
7. 基准建立
连续获取多组稳定数据，并与同期传统位移监测结果进行核对。
8. 平台工况配置
把开挖层次、支撑编号、降水状态等施工信息录入平台。
9. 告警链路测试
验证设备变化、平台提示、短信或其他项目报警链路是否正常。
10. 试运行
通过一个或多个开挖阶段确认倾角变化与传统监测结果之间的工程关系。
11. 监测期间动态优化
根据实际变形趋势调整重点测点、监测频率和平台分析规则。
二十、运维与现场管理
1. 每次工况转换检查设备
重要土方开挖、支撑安装或拆除后应检查设备固定状态。
2. 施工碰撞检查
设备附近发生吊装、材料运输或明显碰撞后，应核对倾角基准。
3. 监测点保护
设置清晰点位标识，并向现场施工人员说明不得擅自拆卸或移动。
4. 电量和通信检查
平台持续管理终端电量、在线状态和数据完整率。
5. 离线数据管理
设备离线恢复后应区分历史缓存数据和实时数据，避免时间错位影响施工判断。
6. 人工复测
自动化监测应定期与全站仪、测斜、水准等独立监测结果交叉验证。
7. 基坑结束后资料归档
倾角原始数据、开挖工况、告警、人工复测和处置记录应与其他基坑监测资料共同归档。
二十一、方案优势与工程价值
1. 增加围护结构转动监测维度
在墙顶位移和深层水平位移之外增加局部姿态变化数据，使支护结构状态描述更加完整。
2. 适合施工阶段连续趋势观察
能够连续记录两次人工测量之间支护结构是否发生短时变化。
3. 与施工工况关联性强
通过标记每一次开挖、支撑和降水事件，可以观察不同施工操作对支护结构的实际影响。
4. 可帮助筛选局部异常段
多点倾角比较可以发现某个支护区段是否偏离相邻结构的总体变化趋势。
5. 降低部分现场布线工作量
无线终端独立通信，适合在部分难以敷设长距离通信线的临时施工环境中增加辅助测点。
6. 支持多源数据交叉验证
倾角与测斜、沉降、支撑轴力和地下水联合分析，可以降低单传感器误报风险。
7. 支持信息化施工
监测结果能够及时反馈设计和施工单位，用于判断下一阶段施工前结构是否已经进入相对稳定状态。
8. 建立完整施工变形档案
基坑从开挖前到地下结构完成全过程均可形成具有时间和工况信息的数据记录。
二十二、应用场景
高层建筑地下室深基坑：用于地下连续墙、排桩及冠梁姿态辅助监测。
大型商业综合体基坑：用于大面积、多道支撑深基坑施工过程状态监测。
地铁车站基坑：用于围护结构及重点节点姿态辅助监测，并与轨道交通专项监测体系联合应用。
医院和公共建筑地下工程：适用于周边环境复杂区域的深基坑监测。
城市中心超深基坑：用于邻近建筑、道路和管线保护性监测。
软土地区深基坑：适用于围护结构深层水平位移、地下水和周边沉降联合监测。
邻近既有建筑基坑：用于围护变形与周边建筑沉降、倾斜联合分析。
邻近轨道交通基坑：用于施工影响监测，但应同时执行轨道交通运营单位专项保护要求。
深基坑内支撑工程：用于围护姿态、支撑轴力及立柱状态综合监测。
临近河道或地下水丰富基坑：用于支护结构变形与地下水变化联合监测。
二十三、标准规范与技术依据
深基坑支护倾角监测属于建筑基坑工程监测体系的一部分，具体监测项目、精度、频率、报警值和测点布置应按照基坑支护设计、监测专项方案和现行工程建设标准执行。
- GB 50497-2019《建筑基坑工程监测技术标准》。
- GB 55003-2021《建筑与市政地基基础通用规范》。
- JGJ 120-2012《建筑基坑支护技术规程》。
- JGJ 311-2013《建筑深基坑工程施工安全技术规范》。
- GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》。
- GB 50026-2020《工程测量标准》。
- GB 55018-2021《工程测量通用规范》。
- GB/T 4208《外壳防护等级（IP代码）》。
- GB/T 17626系列《电磁兼容 试验和测量技术》。
- 项目所在地现行基坑工程地方标准及管理规定。
- 基坑支护设计文件、岩土勘察报告、监测专项方案和施工组织设计。
其中GB 50497-2019是当前建筑基坑工程监测的重要国家标准。正式工程应根据基坑设计安全等级、开挖深度、岩土条件和周边环境确定具体监测项目。
JGJ 120-2012目前仍在使用，但其中与GB 55003-2021强制性工程建设规范不一致的内容应执行现行强制性规范要求。
任何倾角报警指标均不应脱离项目自身设计控制值。无线倾角监测增加的是支护结构姿态信息，不应另行建立一套与设计和监测专项方案脱节的“厂家安全值”。
二十四、典型应用案例（示例）
案例一：某商业综合体地下连续墙倾角与深层位移联合监测
某城市商业综合体设置多层地下室，基坑采用地下连续墙加多道内支撑体系，周边邻近城市道路和既有建筑。
项目在传统墙顶位移、测斜和支撑轴力监测基础上，在部分代表性冠梁位置增加无线倾角终端。
随着第一层和第二层土方逐步开挖，倾角数据表现出连续向坑内发展的趋势，深层测斜数据也同步增加。
第二道内支撑形成后，两类监测数据的发展速度逐渐降低。
通过把倾角、测斜和支撑施工时间放在统一时间轴，项目能够直观看到支护结构从开挖卸荷到支撑约束形成的全过程响应。
案例二：某软土地区深基坑局部异常段识别
某软土地区深基坑长边长度较大，采用钻孔灌注桩及混凝土内支撑。
项目在长边多个代表位置设置冠梁倾角监测点，并同步设置深层测斜。
某次下层土方开挖后，大部分测点变化基本一致，但其中一个局部区段倾角变化速率明显高于相邻区域。
进一步对比该区域测斜数据后发现，同一位置深层水平位移也较周边区段增长明显。
现场随后对该支护段、土方开挖状态和支撑节点进行重点检查，并按照监测结果调整后续施工管理。
案例三：某基坑降水影响与周边沉降联合监测
某深基坑临近既有建筑，地下水位较高，需要持续降水。
项目同步监测围护墙倾角、墙顶位移、坑内外地下水位和周边建筑沉降。
运行初期围护结构数据相对稳定，但随着某阶段坑外地下水位下降，邻近区域地表和建筑沉降出现一定发展。
由于围护墙姿态并未同步出现明显异常，工程人员将分析重点转向降水影响和坑外土体变形，而不是简单判断支护墙失稳。
多参数监测帮助项目区分了“围护结构变形问题”和“地下水引起的周边环境影响”。
案例四：某深基坑暴雨后自动监测
某城市深基坑在雨季施工，现场配置围护结构、地下水和周边地表自动监测。
一次强降雨后，某个倾角监测点出现明显突变。
平台首先检查相邻倾角点、测斜、地下水和坑顶沉降，发现其他参数均保持正常。
现场复核后确认该传感器附近刚完成材料吊装，安装支架受到机械碰撞。
重新检查设备和恢复监测基准后数据恢复正常。
该项目体现出基坑监测不能根据单传感器一次异常直接形成结构安全结论。
案例五：某基坑拆撑阶段围护姿态监测
某大型地下工程主体底板和部分地下结构完成后进入支撑拆除阶段。
为观察受力体系转换过程，项目在拆撑前提高重点倾角、墙顶位移和支撑轴力数据查看频率。
拆除一部分临时支撑后，部分围护位置姿态发生新的变化，但随后逐步进入稳定状态。
监测平台将拆撑时间准确标记在趋势曲线中，使后续技术人员能够区分施工主动调整引起的结构响应与无工况原因的异常变形。
案例六：某邻近既有建筑深基坑多参数保护监测
某基坑距离既有老建筑较近，项目重点关注基坑施工对周边基础的影响。
围护结构设置墙顶水平位移、测斜和倾角监测，既有建筑设置沉降和裂缝监测，同时监测坑外地下水。
某一开挖阶段围护墙向坑内位移有所增加，但既有建筑沉降和裂缝数据暂时保持稳定。
项目因此继续加强监测，而没有简单把围护结构变化直接等同于建筑已经受到明显损伤。
随着后续支撑形成，围护结构变化逐步趋于稳定，周边建筑数据也维持原有范围。
二十五、常见问题
1. 倾角传感器能不能代替基坑测斜仪？
不能。
倾角终端直接测量安装位置姿态，而基坑测斜主要用于获得围护墙或土体沿深度方向的水平位移。两者属于不同监测量，可以联合使用，但不能互相替代。
2. 在冠梁安装一个传感器能不能知道整根围护桩变形？
不能。
冠梁倾角只能反映顶部局部姿态。围护桩可能发生弯曲，其最大水平位移甚至可能位于地下某一深度。
3. 倾角可以直接换算成墙顶位移吗？
对于深基坑围护墙通常不建议这样做。
只有近似刚体绕已知固定点旋转时，角度和位移才存在简单几何关系。围护墙通常是弯曲变形结构，应直接测量墙顶水平位移。
4. 为什么还要安装无线倾角终端？
它可以增加一个连续的结构转动数据维度，特别适合观察冠梁、围护墙顶部和重点结构在不同施工阶段的姿态趋势，并与传统测斜和位移数据相互验证。
5. 为什么基坑不能长期使用默认2小时上报？
因为施工期结构状态可能变化较快。具体周期应按照基坑设计安全等级、开挖阶段和监测专项方案确定，发生异常时还需要进一步加密。
6. 传感器应该装在坑内还是坑顶？
应根据具体监测对象确定。对于冠梁和围护墙顶部姿态，一般优先选择能够代表结构且便于保护、通信和维护的位置。不能仅为了通信方便选择与结构无关的位置。
7. 深基坑里面4G信号会不会不好？
有可能。深坑、地下连续墙、钢支撑和地下结构都会造成无线信号遮挡，因此项目实施前需要现场测试。
8. 基坑倾角达到多少度必须停工？
不能给所有基坑统一一个角度。
具体预警和控制指标必须依据基坑支护设计、监测专项方案、现行标准、基坑等级以及其他监测参数综合确定。
二十六、参考文献
- S-CGTS无线倾角监测终端产品技术资料及出厂检验资料。
- GB 50497-2019《建筑基坑工程监测技术标准》。
- GB 55003-2021《建筑与市政地基基础通用规范》。
- JGJ 120-2012《建筑基坑支护技术规程》。
- JGJ 311-2013《建筑深基坑工程施工安全技术规范》。
- GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》。
- GB 50026-2020《工程测量标准》。
- GB 55018-2021《工程测量通用规范》。
- 项目岩土工程勘察报告、基坑支护设计文件、施工组织设计及监测专项方案。
本方案适用于地下连续墙、钻孔灌注排桩、钢板桩、SMW工法桩、内支撑、锚拉式支护及类似建筑深基坑工程的支护结构姿态辅助监测。
S-CGTS无线倾角监测终端直接测量的是安装位置的三轴姿态和加速度，适合用于冠梁、围护墙顶部、重点支护节点及专用刚性监测位置的长期趋势监测。其工程价值在于增加“支护结构是否正在发生转动以及转动趋势如何”的监测信息。
深基坑围护结构通常存在弯曲变形，因此单点倾角不能代表墙体深层水平位移，也不能单独评价基坑安全。正式工程应将倾角与墙顶水平位移、深层测斜、沉降、支撑轴力、地下水以及周边环境监测共同纳入基坑监测体系。
对于达到设计预警值、变形持续加速、多参数同步异常或者现场出现裂缝、渗漏、支撑异常等情况，应依据项目监测方案和应急预案及时组织设计、施工、监测和建设相关责任单位进行专业研判和处置。