深基坑智能化監測預警技術分析

【摘要】隨著城市化建設進程的不斷加快，高層建筑工程以及地下建設項目逐漸增多，深基坑工程越來越常見，并且施工難度較大。通過采用先進的深基坑監測預警技術，能夠準確采集深基坑施工相關信息，便于施工人員及時調整施工方案。對此，本文首先對深基坑工程進行介紹，然后對深基坑智能化監測預警要求進行分析，并對深基坑智能化監測預警技術要點進行詳細探究。

【關鍵詞】深基坑;智能化監測預警;要求

1、引言

在建筑工程施工中，基坑施工至關重要，部分施工區域地質地形條件復雜，基坑施工難度較大，為了保證基坑開挖施工安全，避免對周邊建筑造成不良影響，在基坑施工中，需采用科學有效的現場監測技術，合理利用監測成果，指導基坑開挖施工和支護施工，保證建筑工程深基坑施工的順利進行。因此，對深基坑智能化監測預警技術進行深入研究迫在眉睫。

2、深基坑智能化監測預警的要求

2.1時效性要求

在基坑監測中，要求與降水和開挖過程密切配合，具有時間性特征，深基坑監測為動態變化的，比如在當天施工中，不能以前一天的監測結果作為依據。在深基坑監測預警中，需注意實時監測，通常情況下可每日監測一次，如果測量對象的變化比較快，則可每日監測數次。為了保證深基坑監測預警時效性，要求智能化監測預警技術具有采集數據快、全天候工作的能力。

2.2高精度要求

通常情況下，常規建筑工程監測誤差為數毫米，但是，在深基坑監測中，對于環境變形速率應控制在2mm/d以內。因此，普通測量方法的適用性比較差，在深基坑監測預警中，需采用高精度監測儀器，保證監測結果的可靠性。

2.3具有分析區域性施工特性

在深基坑預警監測中，要求對周邊建筑工程地下管線埋設情況、圍護結構等進行詳細分析，明確監測對象的變形情況以及對于周邊環境的影響，及時掌握區域性施工特性，為基坑施工提供可靠依據。

3、深基坑智能化3D模型動態監測預警系統

3.1設定預警值

對深基坑施工不同階段設置預警值，同時系統還應支持根據施工進度設置不同施工階段預警控制值，進而滿足不同施工階段預警需要。另外，在設置預警控制值時，還應以設計方案為參考依據。

3.2預警流程管理

為了能夠及時處理預警信息，要求設計預警閉環處理流程，將預警處理責任落實到人，預警反饋閉環處理流程如圖1所示。對于預警管理流程，可分為項目部確認預警、專家確認及處理措施確認3個流程。

在預警系統實際應用中，如果連續3次采集到異常報警數據，則可進入報警流程。首先，系統產生1條報警記錄，同時發送通知短信給項目部，如果系統在發送短信15min內沒有收到項目部的回復信息，則再次發送通知短信。項目部負責人受到短信后，進行確認，并解決問題，填寫處理反饋，而如果無法解決，則應做好詳細描述，上傳施工現場圖片，系統自動發短信通知公司級別負責人，如果系統在發送短信15min內沒有收到公司的回復信息，則再次發送通知短信。公司負責人看到報警信息后，應及時提交修改意見，系統自動發送短信給項目部，如果不能解決，則可仔細填寫說明，然后由系統自動發短信通知局專家組，如果系統在發送短信15min內沒有收到局專家組的回復信息，則再次發送通知短信，局專家組收到短信后進行消息確認，并在系統中提交解決意見，系統自動發短信通知項目部的工作人員，即可完成報警處理流程。

3.3 3D可視化預警研究

在3D可視化預警模型中，所涉及的信息比較多，包括監測項目類型、監測位置、及監測值等，便于現場施工人員、管理人員詳細了解深基坑實際情況。

3.4基坑3D模型建立方式及模型

（1）通過3Dmax軟件創建深基坑模型，系統可加載深基坑模型圖，并得出三維可視化模型，在基本模型中可添加樁、建筑物等的構建模型，同時確定構件與斷面、監測點之間的對應關系，進而形成3D基坑監測基準模型。通過模型監測數據驅動模型，并利用Silverlight控件實現離散監測點數據的網格化，展示出深基坑三維全景。對于3D模型，可進行自由縮放和旋轉，監測項目的預警顯示與自動化監測及智能化預警系統中的監測數據進行關聯，并通過預警顯示顏色的改來實現對超預警值數據的預警。（2）模型中包括所有的監測斷面，每個監測斷面包含預警的監測項目，對于不需要報警的監測項目，比如溫濕度監測，無需顯示在3D預警模型中。（3）可視化3D模型能夠立體化體現所有監測斷面的相對位置及斷面預警情況，在各個監測斷面界面種，均能夠展示監測項目、每個監測項目的預警狀態等信息。因此，施工現場技術工程師能夠直觀、準確的把握深基坑施工安全狀態。比如，在地下水位預警中，對于局部預警、大范圍預警，均可通過該3D動態預警模型進行展示。（4）3D模型可作為施工現場基坑的示意模型，能夠展現出現場深基坑的實際情況。（5）在監測斷面示意圖中含有綠色的球體，可將其作為“預警指示燈”，其能夠與監測系統中的監測數據相關聯，在未預警狀態為綠色，當有預警發生，指示燈變為深色，并且不斷閃爍。（6）對于3D模型，可進行全方位的縮放和旋轉，并且在模型縮放后，清晰度保持不變。（7）當鼠標放置任意一個監測點上時，即可顯示出具體的監測數據以及監測點編號等信息。

3.5系統應用效果

深基坑智能化監測預警技術具有自動化采集、傳輸、處理、趨勢預測、預警等功能，在該系統的實際應用中，能夠及時、高效地對監測數據進行處理，并自動生成報表，對監測數據變化發展趨勢進行多種模型預測分析，對于超出預警值的數據，能夠以短信息的形式發出預警。另外，在該系統的實際應用中，能夠保證在惡劣氣候條件下，還可對監測數據進行不間斷穩定采集，進而保證深大基坑信息化施工效率，應用優勢明顯。

通過大力開發深大基坑可視化3D模型動態預警技術，通過創建可視化3D模型，能夠對深大基坑所有監測斷面的圍護和支撐結構、重要監測項目（包括樁體傾斜、支撐軸力、建筑物沉降、地表沉降、地下水位等）進行全方位的綜合展示。對于3D模型，可根據實際需要進行自由縮放和旋轉。在該技術中，監測項目的預警顯示與自動化監測及智能化預警系統中的監測數據進行關聯，并通過預警顏色及時對超預警值數據進行預警，立體化展示出所有的預警項目及所在的監測斷面，工程技術人員通過利用該系統，能夠直觀、全方位地對不同監測項目進行關聯分析，整體把握基坑的安全狀態，提高監測數據的處理水平。

結語：

綜上所述，本文主要對深基坑智能化監測預警技術進行了詳細探究。深基坑施工難度較大，地質地形條件復雜，在設計和施工過程中面臨很多影響因素，對此，在深基坑施工中，需加強預警監測，根據工程項目建設要求確定預警值，要求施工單位嚴格依據設計文件組織施工，采用3D動態可視化技術進行監測分析，有效提升深基坑預警監測智能化水平。

參考文獻：

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[2]郝雨琦，于建文.深基坑監測技術探討[J].山東工業技術，2018，03（022）：101-102，94.

作者簡介：

楊文彬（1985.11-），男，漢族，湖南益陽人，工程師，大專，主要從事工程測量，基坑監測方面研究。