大数据时代深基坑信息化监测系统初探.docVIP

精品论文 参考文献 大数据时代深基坑信息化监测系统初探 刘正梁 　　（湖南省有色地质勘查研究院，湖南，长沙，410007） 　　【摘 要】在深基坑施工深度不断加深、技术难度日益增加的今天，传统的监测模式已难以满足数据快速储存、有效分析、及时反馈的要求。本文针对深基坑施工特点，初步构建信息共享平台和监测系统的理论框架，为深基坑工程实现“动态设计和信息化施工”的目标奠定了基础。 　　【关键词】大数据；深基坑；施工特点；监测系统 　　1．引言 　　我国国民经济增长迅速，国内深基坑工程数量随之不断增加，与此同时，各种工程问题也不断涌现。据近年来建设部备案的重大施工坍塌事故调查显示，基坑坍塌约占坍塌事故总量的50%。深基坑监测理论发展相对滞后，施工单位监测理念缺失，是国内深基坑工程事故频发的主要原因。故作为岩土工程的重要组成部分，深基坑施工在日益规模化的发展态势下，对其建设质量要求、安全监管应更为系统、规范。大数据时代的来临与信息化技术的兴起，带动了传感器技术、监测技术和设备的蓬勃发展，进而提高了对深基坑工程监测数据的分析和施工控制能力，为深基坑施工监测发展提供了良好契机。 　　本文在分析现阶段深基坑施工特点及技术要点的基础上，结合当前深基坑工程监测实践，探寻如何利用信息化技术实现对深基坑工程施工的有效监测；通过探究深基坑监测信息平台及功能需求，最终形成完整的深基坑信息化监测系统理论框架，以期提升深基坑工程质量，减少质量安全事故，保证工程项目的经济和社会效益。 　　2．深基坑工程施工 　　国家建设部相关文件将深基坑定义为在土方开挖、支护、降水工程施工中，深度不小于5米的基坑（槽），或者开挖深度虽未达5m，但由于地质条件、周围环境和地下管线复杂，土方开挖、支护、降水工程施工会影响毗邻建筑（构筑）物安全的基坑（槽）。当前，深基坑施工主要呈现以下几个特点： 　　（1）施工环境复杂。深基坑施工过程中面临诸多不确定性因素，较易引发周边环境效应。例如，地质埋藏条件、水文地质条件的复杂性与不均匀性使得施工过程控制难度加大，并且无法及时感知开挖环境周边地基的地下水位和应力场的变化，对相邻建筑产生不利影响0。 　　（2）安全隐患大。深基坑工程具有建设周期长，技术复杂的特点，故施工过程面临的安全隐患不容小觑。如，深基坑地质情况复杂，勘探资料难以保证准确无误，设计人员对土层掌握的准确性受限，由此给深基坑工程施工带来了不小的隐患。 　　（3）质量要求高。深基坑工程质量是建筑物地下及上部结构稳定的前提，其质量优劣将直接影响工程整体质量，故应严格把控其建筑质量。 　　据此，为切实保障深基坑工程质量，应从以下三个方面予以改进。一，实施严格的施工全过程控制管理0；二，转变以“结构荷载法”为准的深基坑工程传统施工设计理念，应逐步构筑“动态设计，信息化施工”理念，不断优化深基坑工程施工设计；三，通过观测基坑变形情况可了解基坑土体和地下管线的变形状况、土方开挖的沉降情况等，提前采取措施应对风险。 　　3．深基坑信息化监测系统构建 　　深基坑工程地质条件复杂、受力形式特殊，不可控因素较多。因而，深基坑工程质量安全不但依赖于合理的设计，更取决于施工全过程的有效监测。工程界从20世纪50年代开始认识到基坑监测的重要性，早在60年代，国外就开始使用仪器进行软黏土深基坑监测，90年代便出现了电脑数据采集系统。相较而言，国内深基坑工程信息化监测起步较晚，发展程度落后于国外0。 　　近年来，信息化技术、三维可视化技术持续发展，数据分析、安全预警等系统不断完善，监测工作正逐步实现连续性、动态性，但在数据分析、及时反馈及预测预报的自动化研究方面相较国外略逊一筹。故本文力图构建完整的深基坑信息化监测系统理论框架，以及时、准确、可靠地实现深基坑信息化监测及险情预报功能，最终实现“动态设计，信息化施工”的目的。 　　3.1 监测系统信息平台 　　目前，由于监测人员自身水平受限与有效信息交流平台缺失，深基坑设计、施工与监测存在一定的脱节。本文通过科学设计、精心施工、强化监理三大举措，构建以监测为桥梁，设计、施工为基础的信息共享平台，实现“安全监测——快速回馈——施工控制——在线管理”链条式的动态管理，基坑信息平台构建如下图1所示： 　　 　　图1 基坑信息共享平台 　　3.2 监测系统功能分析 　　为真正实现深基坑信息化监测目的，发挥信息平台作用，达到数据采集迅速、系统分析可靠、信息反馈到位、风险规避合理的效果，该系统应具备以下五大功能0： 　　（1）数据采集功能。作为开展基坑监测工作的基础，数据采集需包括：地质调查或测绘所获得的地质及环境条件信息（如地下水位、基坑土层参数）、现场实时监测获取的动态数据（如层顶埋深、平均厚度）和相关勘察设备、仪器数据。 　　（2）数据管理和查询功能。监测数据