深基坑智能化監(jiān)測預(yù)警技術(shù)分析

【摘要】隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，高層建筑工程以及地下建設(shè)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(jìn)的深基坑監(jiān)測預(yù)警技術(shù)，能夠準(zhǔn)確采集深基坑施工相關(guān)信息，便于施工人員及時調(diào)整施工方案。對此，本文首先對深基坑工程進(jìn)行介紹，然后對深基坑智能化監(jiān)測預(yù)警要求進(jìn)行分析，并對深基坑智能化監(jiān)測預(yù)警技術(shù)要點進(jìn)行詳細(xì)探究。

【關(guān)鍵詞】深基坑;智能化監(jiān)測預(yù)警;要求

1、引言

在建筑工程施工中，基坑施工至關(guān)重要，部分施工區(qū)域地質(zhì)地形條件復(fù)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(xué)有效的現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)，合理利用監(jiān)測成果，指導(dǎo)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(jìn)行。因此，對深基坑智能化監(jiān)測預(yù)警技術(shù)進(jìn)行深入研究迫在眉睫。

2、深基坑智能化監(jiān)測預(yù)警的要求

2.1時效性要求

在基坑監(jiān)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(jiān)測為動態(tài)變化的，比如在當(dāng)天施工中，不能以前一天的監(jiān)測結(jié)果作為依據(jù)。在深基坑監(jiān)測預(yù)警中，需注意實時監(jiān)測，通常情況下可每日監(jiān)測一次，如果測量對象的變化比較快，則可每日監(jiān)測數(shù)次。為了保證深基坑監(jiān)測預(yù)警時效性，要求智能化監(jiān)測預(yù)警技術(shù)具有采集數(shù)據(jù)快、全天候工作的能力。

2.2高精度要求

通常情況下，常規(guī)建筑工程監(jiān)測誤差為數(shù)毫米，但是，在深基坑監(jiān)測中，對于環(huán)境變形速率應(yīng)控制在2mm/d以內(nèi)。因此，普通測量方法的適用性比較差，在深基坑監(jiān)測預(yù)警中，需采用高精度監(jiān)測儀器，保證監(jiān)測結(jié)果的可靠性。

2.3具有分析區(qū)域性施工特性

在深基坑預(yù)警監(jiān)測中，要求對周邊建筑工程地下管線埋設(shè)情況、圍護結(jié)構(gòu)等進(jìn)行詳細(xì)分析，明確監(jiān)測對象的變形情況以及對于周邊環(huán)境的影響，及時掌握區(qū)域性施工特性，為基坑施工提供可靠依據(jù)。

3、深基坑智能化3D模型動態(tài)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

3.1設(shè)定預(yù)警值

對深基坑施工不同階段設(shè)置預(yù)警值，同時系統(tǒng)還應(yīng)支持根據(jù)施工進(jìn)度設(shè)置不同施工階段預(yù)警控制值，進(jìn)而滿足不同施工階段預(yù)警需要。另外，在設(shè)置預(yù)警控制值時，還應(yīng)以設(shè)計方案為參考依據(jù)。

3.2預(yù)警流程管理

為了能夠及時處理預(yù)警信息，要求設(shè)計預(yù)警閉環(huán)處理流程，將預(yù)警處理責(zé)任落實到人，預(yù)警反饋閉環(huán)處理流程如圖1所示。對于預(yù)警管理流程，可分為項目部確認(rèn)預(yù)警、專家確認(rèn)及處理措施確認(rèn)3個流程。

在預(yù)警系統(tǒng)實際應(yīng)用中，如果連續(xù)3次采集到異常報警數(shù)據(jù)，則可進(jìn)入報警流程。首先，系統(tǒng)產(chǎn)生1條報警記錄，同時發(fā)送通知短信給項目部，如果系統(tǒng)在發(fā)送短信15min內(nèi)沒有收到項目部的回復(fù)信息，則再次發(fā)送通知短信。項目部負(fù)責(zé)人受到短信后，進(jìn)行確認(rèn)，并解決問題，填寫處理反饋，而如果無法解決，則應(yīng)做好詳細(xì)描述，上傳施工現(xiàn)場圖片，系統(tǒng)自動發(fā)短信通知公司級別負(fù)責(zé)人，如果系統(tǒng)在發(fā)送短信15min內(nèi)沒有收到公司的回復(fù)信息，則再次發(fā)送通知短信。公司負(fù)責(zé)人看到報警信息后，應(yīng)及時提交修改意見，系統(tǒng)自動發(fā)送短信給項目部，如果不能解決，則可仔細(xì)填寫說明，然后由系統(tǒng)自動發(fā)短信通知局專家組，如果系統(tǒng)在發(fā)送短信15min內(nèi)沒有收到局專家組的回復(fù)信息，則再次發(fā)送通知短信，局專家組收到短信后進(jìn)行消息確認(rèn)，并在系統(tǒng)中提交解決意見，系統(tǒng)自動發(fā)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(yù)警研究

在3D可視化預(yù)警模型中，所涉及的信息比較多，包括監(jiān)測項目類型、監(jiān)測位置、及監(jiān)測值等，便于現(xiàn)場施工人員、管理人員詳細(xì)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(chuàng)建深基坑模型，系統(tǒng)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(gòu)建模型，同時確定構(gòu)件與斷面、監(jiān)測點之間的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而形成3D基坑監(jiān)測基準(zhǔn)模型。通過模型監(jiān)測數(shù)據(jù)驅(qū)動模型，并利用Silverlight控件實現(xiàn)離散監(jiān)測點數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化，展示出深基坑三維全景。對于3D模型，可進(jìn)行自由縮放和旋轉(zhuǎn)，監(jiān)測項目的預(yù)警顯示與自動化監(jiān)測及智能化預(yù)警系統(tǒng)中的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并通過預(yù)警顯示顏色的改來實現(xiàn)對超預(yù)警值數(shù)據(jù)的預(yù)警。（2）模型中包括所有的監(jiān)測斷面，每個監(jiān)測斷面包含預(yù)警的監(jiān)測項目，對于不需要報警的監(jiān)測項目，比如溫濕度監(jiān)測，無需顯示在3D預(yù)警模型中。（3）可視化3D模型能夠立體化體現(xiàn)所有監(jiān)測斷面的相對位置及斷面預(yù)警情況，在各個監(jiān)測斷面界面種，均能夠展示監(jiān)測項目、每個監(jiān)測項目的預(yù)警狀態(tài)等信息。因此，施工現(xiàn)場技術(shù)工程師能夠直觀、準(zhǔn)確的把握深基坑施工安全狀態(tài)。比如，在地下水位預(yù)警中，對于局部預(yù)警、大范圍預(yù)警，均可通過該3D動態(tài)預(yù)警模型進(jìn)行展示。（4）3D模型可作為施工現(xiàn)場基坑的示意模型，能夠展現(xiàn)出現(xiàn)場深基坑的實際情況。（5）在監(jiān)測斷面示意圖中含有綠色的球體，可將其作為“預(yù)警指示燈”，其能夠與監(jiān)測系統(tǒng)中的監(jiān)測數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，在未預(yù)警狀態(tài)為綠色，當(dāng)有預(yù)警發(fā)生，指示燈變?yōu)樯钌?，并且不斷閃爍。（6）對于3D模型，可進(jìn)行全方位的縮放和旋轉(zhuǎn)，并且在模型縮放后，清晰度保持不變。（7）當(dāng)鼠標(biāo)放置任意一個監(jiān)測點上時，即可顯示出具體的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及監(jiān)測點編號等信息。

3.5系統(tǒng)應(yīng)用效果

深基坑智能化監(jiān)測預(yù)警技術(shù)具有自動化采集、傳輸、處理、趨勢預(yù)測、預(yù)警等功能，在該系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，能夠及時、高效地對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并自動生成報表，對監(jiān)測數(shù)據(jù)變化發(fā)展趨勢進(jìn)行多種模型預(yù)測分析，對于超出預(yù)警值的數(shù)據(jù)，能夠以短信息的形式發(fā)出預(yù)警。另外，在該系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，能夠保證在惡劣氣候條件下，還可對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行不間斷穩(wěn)定采集，進(jìn)而保證深大基坑信息化施工效率，應(yīng)用優(yōu)勢明顯。

通過大力開發(fā)深大基坑可視化3D模型動態(tài)預(yù)警技術(shù)，通過創(chuàng)建可視化3D模型，能夠?qū)ι畲蠡铀斜O(jiān)測斷面的圍護和支撐結(jié)構(gòu)、重要監(jiān)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(jìn)行全方位的綜合展示。對于3D模型，可根據(jù)實際需要進(jìn)行自由縮放和旋轉(zhuǎn)。在該技術(shù)中，監(jiān)測項目的預(yù)警顯示與自動化監(jiān)測及智能化預(yù)警系統(tǒng)中的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并通過預(yù)警顏色及時對超預(yù)警值數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警，立體化展示出所有的預(yù)警項目及所在的監(jiān)測斷面，工程技術(shù)人員通過利用該系統(tǒng)，能夠直觀、全方位地對不同監(jiān)測項目進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，整體把握基坑的安全狀態(tài)，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理水平。

結(jié)語：

綜上所述，本文主要對深基坑智能化監(jiān)測預(yù)警技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探究。深基坑施工難度較大，地質(zhì)地形條件復(fù)雜，在設(shè)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(yù)警監(jiān)測，根據(jù)工程項目建設(shè)要求確定預(yù)警值，要求施工單位嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計文件組織施工，采用3D動態(tài)可視化技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測分析，有效提升深基坑預(yù)警監(jiān)測智能化水平。

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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(jiān)測方面研究。