基坑監測數據分析處理及預測預警系統初探

摘要：30年前的中國就給人一種到處都在建設的發展印象，到今天，我們雖然已經有了許多高度發展、良好規劃的大型城市，它們在國際上都占有著重要經濟城市的地位，但我們的建設仍然沒有停止。并且建筑工程還越來越多，這就無以避免地使土地資源得到更多地規劃。與此同時人們開始更加重視地下資源的開發。地鐵、地下商場這些都已經成了走進我們生活，業已實現的工程。但是我們在進行基坑工程的施工時仍然存在著很多隱患，也發生過很多事故，這就是使得對基坑監測數據的分析以及對其預測預警系統的探討變得更加重要。

關鍵詞：基坑；地下工程；監測數據分析；預測預警系統

本文將分兩部分探討，就如題目所示，探討基坑監測數據分析處理出現的問題，以及基本方法、解決措施。再來探討基坑預測預警系統的建立，其可能性，目前已經實現的技術設備、優勢分析等。

1、基坑監測數據處理分析

1.1基坑監測數據中存在的問題隱患

基坑工程大多是在地下展開的，這是它的特點也是它的特殊值得注意的地方。地下環境相比于地表上面來說根本不確定，地質情況、巖石結構、土層位置變化，甚至在一些特殊的地方還存在在比較淺的地下就有地下水的情況，這些都使得測量工作有著隨時發生變化的不確定性，存在著不好控制的風險。另一方面還有外因影響著基坑數據的監測。比如專業人員是否謹小慎微，是否精通技術，懂得在不同情況下使用不同測量方法轉換得以減小誤差。再比如，測量儀器的精確度，這既可控又不可控，施工單位首先要為工程購買精密的先進的測量儀器。但是精密儀器也不排除受到環境的制約而出現誤差，比如氣溫的變化，地形不利于測量等。在有誤差的數據上進行工程的計算，只會導致出現更多的誤差。

1.2基坑監測數據分析處理的措施

第一，要求專業施工監測人員與時俱進，了解精通各種監測手段和技術方法，能充分應用并且隨機應變。目前我國學者在基坑數據監測方面已經提出了一些行之有效的措施，在此稍作提及，不再贅述。比如，有效避免測量誤差的方法有VBA技術、小波分解技術、異常檢測技術；各種監測數據處理所采取的方法有沉降監測、變形監測、水平位移監測、基坑監測數據反饋等。

第二，在數據監測過程中，要盡力做到全方位的監測，不是著眼于某一部分需要使用的數據而進行監測，而是針對整個環境、整個工程的基礎而進行監測。所以不光要監測地下情況，地上的建筑情況，地質情況也在檢測范圍內。另外還包括，基坑周邊的環境監測。曾經就發生過因為對基坑周邊環境以及圍護結構監測不到位而發生的工程事故，不僅傷害了工人的人身安全，也極大地不利于工程實施，企業受到很大影響。

第三，信息反饋要做好。信息反饋不僅屬于數據監測還是一個決不可忽視的組成部分。良好的信息反饋是發現問題解決問題的途徑，在要求著工程現代化、信息化的今天，反饋系統正是走向信息控制的體現。地下水位的問題也要在信息反饋之中解決好。地下水的沉降問題差不多是一個只要提到基坑工程就免不了也提到的問題，已經是老生常談了，但仍然有發生問題的空隙存在。對地下水位的監測講究時效性，一旦發現出現沉降或者下降過快，就要及時反饋并查看問題所在。一旦處理不好地下水下降的問題就可能導致出周邊建筑地基損害、地下管道線路損害等一系列的并發癥。

最后，有關部門加強行業規范，出臺具體有效的法律規定。政府的相關部門要肩負起責任。出臺的規定不僅可以使企業在數據監測方面有了一個實踐的方向標，而且也可以起到監督的作用，讓施工企業重視數據監測的問題，提高工程的安全質量。有助于使整個行業更加規范，走上標準化之路。

2、淺議基坑預測預警系統

預測預警系統和上面我們淺議過的監測是一體兩面的。實現精確有效的監測，及時的信息反饋，一旦發現問題及時尋找解決辦法，在這幾個步驟之間形成一個動態的機制聯系，也就是基本上形成了一個基坑監測的預測預警系統。幫助提高工程的安全以及效率，是施工人員對整體環境有一個把握。

第一，構建一個專業的基坑預測預警系統不是屬于某一個工程的任務，從宏觀來看，這是屬于一個行業的任務探索。一個較為完善的預測預警系統，顧名思義，應該具有完備的預測以及預警兩方面功能。預測方面，要做到對于數據的自動化精確收集、歸類和整理，自動生成監測數據報表、變形曲線圖、變形速率圖等。在預警方面，信息反饋要及時，形成全程自動的機制，自動監控，自動對出現的問題進行分析，選取合適的解決方案，必要時發出警示。這兩方面的要求同時在像我們顯示著計算機化已經不是高要求的配置，而變成了現代企業的基本需要。

第二，具體闡述基坑預測預警系統的功能分布。首先系統預先設置出一個完備的項目檔案，其中要包括方便及時建立修改的空間，同時預先輸入預測模式和相關預定參數。隨后進行初始值的采集，這可以有高級的經驗豐富的技師完成，技術先進的企業還可以使用比人工更方便精確的機器人測量。初始值錄入之后，監測工作就正式開始了。一是正常情況下進行周期式監測，采取普遍數據；另一是非常監測，對變量進行監測，在監測器采集數據的過程中，動態地顯示點位略圖、監測數據和變量曲線。在其后進入預警階段的分析，明確那種情況是安全，那種情況值得注意，哪種情況要緊急警報。并且講這些信息進行整理，形成報表，有利于工程后期的再規劃和結算整理。

3、結語

基坑工程是施工的第一步，作為一個臨時工程卻尤為重要。而基坑的監測恰好也是基坑工程的第一步。我們中國自古就有欲蓋高樓，先打好地基的說法。而形成一個高效的系統對于推進現代工程的自動化、信息化是一個很有意義的進步。工程不再只是一個靠著傳統技藝和經驗就能完美的行業，它越來越要求著精妙的儀器和與時俱進的系統策略。所以專業從業者在理論形成一定基礎，具備了一定的意識之后，務必要在專業預測預警系統上做更深一步的探討，實現我們的終極目標，爭取達到國際先進的一流水平。

參考資料：

[1]張開偉，VBA技術在基坑監測數據分析處理方面的應用[J]，山西建筑， 2011年

[2]趙燕容，小波分解技術在深基坑監測數據處理中的應用[J]，江蘇建筑，2007年

[3]劉星 青舟，深基坑監測預警系統的研究與實現[J]，重慶大學土木工程學院論文，地下空間與工程學報，2013年