深基坑智能化监测预警技术分析

【摘要】随着城市化建设进程的不断加快，高层建筑工程以及地下建设项目逐渐增多，深基坑工程越来越常见，并且施工难度较大。通过采用先进的深基坑监测预警技术，能够准确采集深基坑施工相关信息，便于施工人员及时调整施工方案。对此，本文首先对深基坑工程进行介绍，然后对深基坑智能化监测预警要求进行分析，并对深基坑智能化监测预警技术要点进行详细探究。

【关键词】深基坑;智能化监测预警;要求

1、引言

在建筑工程施工中，基坑施工至关重要，部分施工区域地质地形条件复杂，基坑施工难度较大，为了保证基坑开挖施工安全，避免对周边建筑造成不良影响，在基坑施工中，需采用科学有效的现场监测技术，合理利用监测成果，指导基坑开挖施工和支护施工，保证建筑工程深基坑施工的顺利进行。因此，对深基坑智能化监测预警技术进行深入研究迫在眉睫。

2、深基坑智能化监测预警的要求

2.1时效性要求

在基坑监测中，要求与降水和开挖过程密切配合，具有时间性特征，深基坑监测为动态变化的，比如在当天施工中，不能以前一天的监测结果作为依据。在深基坑监测预警中，需注意实时监测，通常情况下可每日监测一次，如果测量对象的变化比较快，则可每日监测数次。为了保证深基坑监测预警时效性，要求智能化监测预警技术具有采集数据快、全天候工作的能力。

2.2高精度要求

通常情况下，常规建筑工程监测误差为数毫米，但是，在深基坑监测中，对于环境变形速率应控制在2mm/d以内。因此，普通测量方法的适用性比较差，在深基坑监测预警中，需采用高精度监测仪器，保证监测结果的可靠性。

2.3具有分析区域性施工特性

在深基坑预警监测中，要求对周边建筑工程地下管线埋设情况、围护结构等进行详细分析，明确监测对象的变形情况以及对于周边环境的影响，及时掌握区域性施工特性，为基坑施工提供可靠依据。

3、深基坑智能化3D模型动态监测预警系统

3.1设定预警值

对深基坑施工不同阶段设置预警值，同时系统还应支持根据施工进度设置不同施工阶段预警控制值，进而满足不同施工阶段预警需要。另外，在设置预警控制值时，还应以设计方案为参考依据。

3.2预警流程管理

为了能够及时处理预警信息，要求设计预警闭环处理流程，将预警处理责任落实到人，预警反馈闭环处理流程如图1所示。对于预警管理流程，可分为项目部确认预警、专家确认及处理措施确认3个流程。

在预警系统实际应用中，如果连续3次采集到异常报警数据，则可进入报警流程。首先，系统产生1条报警记录，同时发送通知短信给项目部，如果系统在发送短信15min内没有收到项目部的回复信息，则再次发送通知短信。项目部负责人受到短信后，进行确认，并解决问题，填写处理反馈，而如果无法解决，则应做好详细描述，上传施工现场图片，系统自动发短信通知公司级别负责人，如果系统在发送短信15min内没有收到公司的回复信息，则再次发送通知短信。公司负责人看到报警信息后，应及时提交修改意见，系统自动发送短信给项目部，如果不能解决，则可仔细填写说明，然后由系统自动发短信通知局专家组，如果系统在发送短信15min内没有收到局专家组的回复信息，则再次发送通知短信，局专家组收到短信后进行消息确认，并在系统中提交解决意见，系统自动发短信通知项目部的工作人员，即可完成报警处理流程。

3.3 3D可视化预警研究

在3D可视化预警模型中，所涉及的信息比较多，包括监测项目类型、监测位置、及监测值等，便于现场施工人员、管理人员详细了解深基坑实际情况。

3.4基坑3D模型建立方式及模型

（1）通过3Dmax软件创建深基坑模型，系统可加载深基坑模型图，并得出三维可视化模型，在基本模型中可添加桩、建筑物等的构建模型，同时确定构件与断面、监测点之间的对应关系，进而形成3D基坑监测基准模型。通过模型监测数据驱动模型，并利用Silverlight控件实现离散监测点数据的网格化，展示出深基坑三维全景。对于3D模型，可进行自由缩放和旋转，监测项目的预警显示与自动化监测及智能化预警系统中的监测数据进行关联，并通过预警显示颜色的改来实现对超预警值數据的预警。（2）模型中包括所有的监测断面，每个监测断面包含预警的监测项目，对于不需要报警的监测项目，比如温湿度监测，无需显示在3D预警模型中。（3）可视化3D模型能够立体化体现所有监测断面的相对位置及断面预警情况，在各个监测断面界面种，均能够展示监测项目、每个监测项目的预警状态等信息。因此，施工现场技术工程师能够直观、准确的把握深基坑施工安全状态。比如，在地下水位预警中，对于局部预警、大范围预警，均可通过该3D动态预警模型进行展示。（4）3D模型可作为施工现场基坑的示意模型，能够展现出现场深基坑的实际情况。（5）在监测断面示意图中含有绿色的球体，可将其作为“预警指示灯”，其能够与监测系统中的监测数据相关联，在未预警状态为绿色，当有预警发生，指示灯变为深色，并且不断闪烁。（6）对于3D模型，可进行全方位的缩放和旋转，并且在模型缩放后，清晰度保持不变。（7）当鼠标放置任意一个监测点上时，即可显示出具体的监测数据以及监测点编号等信息。

3.5系统应用效果

深基坑智能化监测预警技术具有自动化采集、传输、处理、趋势预测、预警等功能，在该系统的实际应用中，能够及时、高效地对监测数据进行处理，并自动生成报表，对监测数据变化发展趋势进行多种模型预测分析，对于超出预警值的数据，能够以短信息的形式发出预警。另外，在该系统的实际应用中，能够保证在恶劣气候条件下，还可对监测数据进行不间断稳定采集，进而保证深大基坑信息化施工效率，应用优势明显。

通过大力开发深大基坑可视化3D模型动态预警技术，通过创建可视化3D模型，能够对深大基坑所有监测断面的围护和支撑结构、重要监测项目（包括桩体倾斜、支撑轴力、建筑物沉降、地表沉降、地下水位等）进行全方位的综合展示。对于3D模型，可根据实际需要进行自由缩放和旋转。在该技术中，监测项目的预警显示与自动化监测及智能化预警系统中的监测数据进行关联，并通过预警颜色及时对超预警值数据进行预警，立体化展示出所有的预警项目及所在的监测断面，工程技术人员通过利用该系统，能够直观、全方位地对不同监测项目进行关联分析，整体把握基坑的安全状态，提高监测数据的处理水平。

结语：

综上所述，本文主要对深基坑智能化监测预警技术进行了详细探究。深基坑施工难度较大，地质地形条件复杂，在设计和施工过程中面临很多影响因素，对此，在深基坑施工中，需加强预警监测，根据工程项目建设要求确定预警值，要求施工单位严格依据设计文件组织施工，采用3D动态可视化技术进行监测分析，有效提升深基坑预警监测智能化水平。

参考文献：

[1]单夫中.自动化监测系统在深基坑工程中的应用[J].技术与市场，2019，026（005）：111，113.

[2]郝雨琦，于建文.深基坑监测技术探讨[J].山东工业技术，2018，03（022）：101-102，94.

作者简介：

杨文彬（1985.11-），男，汉族，湖南益阳人，工程师，大专，主要从事工程测量，基坑监测方面研究。