浅谈项目群深基坑智能监测与管理技术

马德忠　姜明飞

【摘 要】文章依托成都高新区共服务配套PPP项目针对项目群深基坑的智能监测和管理进行了主要介绍，为类似工程提供借鉴。

【关键词】项目群; 深基坑; 智能; 监测技术

【中图分类号】TU94+3.9【文献标志码】B

1 工程概况

成都高新区共服务配套PPP项目位于成都高新西区和南部园区。本项目包括14个子项目，44个分项目，主要建设内容地下室1～2层，地上建筑1～6层钢筋混凝土框架结构（部分钢结构）多层建筑。其中涉及超过5 m深度的基坑项目有43个，基坑深度为5～14 m，单个基坑面积为1 000～10 000 m2。

本工程项目周围是正在通行的市政、道路、商业小区等，存在点多面广、位置分散、管理难度大，安全隐患突出、内外环境复杂。基坑监测从基坑开挖到建筑主体结构封顶，监测时间长、监测数据庞大，整合、分析工作量大。

2 智能监测技术

2.1 监测内容

根据基坑工程安全等级，基坑监测工作的常规内容有：①围护体（内部）水平位移监测（测斜）;②围护墙顶部水平位移监测;③围护墙顶部垂直位移（沉降）监测;④支撑轴力监测;⑤地下水位监测;⑥基坑周围地表沉降监测;⑦周围建筑物沉降监测。

2.2 监测目的

通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，切实实现信息化施工。及时发现围护施工过程中的环境变形发展趋势，及时反馈信息，达到有效控制施工对建（构）筑物、道路、管线影响的目的。通过监测及时调整支护系统的受力均衡问题，使得整个基坑开挖过程能始终处于安全、可控的范畴内。通过监测及早发现基坑安全稳定的问题，并提请施工单位进行及时、有效的预防措施工作，防止施工中发生失稳现象。将现场监测结果反馈设计单位，使设计能根据现场工况发展，进一步优化方案，达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。

2.3 监测措施

传统基坑监测手段需要投入的人力多，工作强度大、效率低下，同时存在同一个监测项目变换多个监测人员，导致数据及时性和准确性不足，在遇到特殊情况不能实时连续监测。

针对上述传统的基坑监测手段的不足，本工程采用互联网、传感器、云平台等相结合，实现数据自动采集，数据动态自动上传云服务器，通过APP和短信实时报警及可视化多站点监控等功能，使深基坑监测流程更高效，更智能。通过该智能系统的运用，达到24 h监控、数据精准、提前预警的效果，实现了分散工程集中管理。

2.4 信息采集系统

信息化采集系统包括采集芯片、传感器、发射器组成。采集芯片负责收集施工现场的监测数据，采样时间间隔根据实际需要设置，可以同时采集现场图像、支撑轴力、应变、土压力和孔压等数据;再由传感器对测量数据进行换算，直接输出监测物理量利用GPRS无线网络发射器进行数据传输，完成对传感器数据的采集和监控。发射器通过GPRS接入信息化监测云平台，软件可设置上线报警命令，手机短信报警能够时时掌控。用户可以在电脑端和手机等移动端实时看到基坑现场施工和变形情况。通过该系统可以收集连续的基坑监测数据，通过数据分析，可以研究基坑支护结构的变形规律，预测可能发生的变形，减少基坑事故的发生。采集箱内装配12 V锂电电池满足长期监测使用，电池使用寿命2 a。

2.5 远程信息化监测云平台

深基坑在开挖施工过程中会引起支护结构及周边环境的变形。借助于远程监控可以实时进行监控，在第一时间就可在深基坑监测云平台获取开挖施工过程中的变形数据。从而实现项目群深基坑“安全監测—快速反馈—施工控制—在线管理”的生产、运营情况随时掌握。

该平台包括了工程数据、信息采集和查询、信息标准化的存储功能、数据挖掘与智能决策分析、监测报表自动生成功能、信息展示、发布功能、重点监测数据项目跟踪、现场监测工作的管理。

（1）后台数据分析计算软件，可以对当天工地现场实测数据进行处理、分析，并结合基坑围护结构设计参数、地质条件、周围环境以及当天施工工况等因素进行预警、报警、提出风险预案等。

（2）基于网络的预警发布平台，它基于WEBGIS开发，可以将后台的分析结果以多种形式发布，并通过网络电脑或手机短信的方式将预警信息发送给相关责任人，达到施工全过程信息化监控，将工程隐患消灭在萌芽状态。比如28#分项目在2020年8月16日特大暴雨的过程中，系统自动监测到靠近钢筋加工厂侧的支护桩竖向变形达到预警值，并发出预警信息至管理人员手机，项目部立即启动应急预案，将基坑周围堆存材料进行转移，并及时组织基坑回填，直至预警消除。

通过深基坑远程信息化监测云平台，能够同时把正在施工的所有深基坑工地信息联系在一起，从而方便了工程管理单位的统筹管理，实现了分散工程集中管理和单位部门之间的信息、人力、物力资源的共享，真正改变了传统工程管理中出现的人力物力的重复投入，在节约成本的同时，提高了工程管理的水平。

2.6 智能降水系统

该系统包括水泵、电源及电源自动控制系统、井内水位数据采集系统和计算机，电源通过电源自动控制系统连接于基坑井内的水泵上，井内水位数据采集系统包括位于井内检测点的水位传感器、数据自动采集仪和连接二者的频变信号线，水位传感器采集检测点水位的压力参数通过频变信号线传输至数据自动采集仪，数据自动采集仪连接至计算机并由其屏幕显示，并反馈至电源自动控制系统的中央智能控制器，中央智能控制器连接并控制所述的水泵。实现了基坑水位的实时监控、即时报警、迅速反应，大大提高了基坑工程作业的安全性，且能保证系统在无人值守的情况下正常运行。

3 结束语

随着各种监测技术和软件系统的发展，基坑监测系统有了飞速的发展，智能监测技术已经开始发挥重要的指导作用。成都高新区共服务配套PPP项目作为典型的深基坑多且分散的项目，采用了智能监测系统进行基坑监测，时时监测、及时预警，大大提高了基坑工程作业的安全性，解决了分散项目集中管理的难点。

参考文献

[1]张营.深基坑监测方法与精度要求研究及其工程应用[D].济南：山东大学，2012.

[2]刘瑢，李维滨，梁培新.深基坑工程信息化施工中的监测技术应用[J]. 建筑技术开发，2005， 32（11）：114-116.

[3]陈岩，孙文涛.浅谈深基坑工程监测技术[J]. 四川建材，2013，39（2）：101-102.

[定稿日期]2021-06-07

[作者简介]马德忠（1983～），男，硕士，高级工程师，从事工程管理工作;姜明飞（1993～），男，本科，助理工程师，从事道路桥梁、房建施工技术管理工作。