包永成

江蘇東印智慧工程技術(shù)研究院有限公司/南京地下空間高技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院有限公司 江蘇 南京 210000

1 基坑工程安全監(jiān)測主要問題

我國的基坑工程監(jiān)測，由于技術(shù)不完善，在以下方面還存在問題，如表1。

表1 基坑工程安全監(jiān)測存在的主要問題

2 深基坑的安全監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建及應(yīng)用

2.1 項目簡介

以“南京世茂 NO.2016G11”項目進(jìn)行開發(fā)、應(yīng)用。該項目地上5棟超高層，地下4層，基坑開挖約21米深，分4個子基坑。采用的安全監(jiān)測系統(tǒng)，如下圖示。

圖1 基坑安全監(jiān)測系統(tǒng)

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)，主要由：①傳感器與數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、②數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、③數(shù)據(jù)存儲與處理子系統(tǒng)、④數(shù)據(jù)分析與預(yù)警子系統(tǒng)、⑤可視化模型子系統(tǒng) 構(gòu)成。

（1）傳感器與數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)：使用水準(zhǔn)儀、鋼筋計、全站儀、測斜儀、水位計等一系列的半/全自動設(shè)備，以及無線DTU等采集系統(tǒng)，獲取周邊沉降、支撐軸力應(yīng)力、坑外水位等數(shù)據(jù)或文件。

（2）數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)：結(jié)合數(shù)據(jù)的發(fā)送頻率、體量，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，因地制宜地使用人?有線/無線/混合方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；同時應(yīng)符合時效原則，按期數(shù)收集，未及時處理的數(shù)據(jù)視為異常。

（3）數(shù)據(jù)存儲與處理子系統(tǒng)：解讀自動/手動上傳的文件、傳感器報文，剔除無效信息，同時融入一些基本概念（如：監(jiān)測點位、期數(shù)），后臺按統(tǒng)一格式、規(guī)則入庫，并進(jìn)行簡單清洗、分時段統(tǒng)計。

（4）數(shù)據(jù)分析與預(yù)警子系統(tǒng)：深度融合規(guī)范細(xì)則，針對不同級別基坑的不同監(jiān)測項目，進(jìn)行超限預(yù)警的自判定與對應(yīng)條文提示；制定各類型、各測點的預(yù)警規(guī)則，設(shè)定多級閾值，以多種方式通知相關(guān)部門。

（5）可視化模型子系統(tǒng)：構(gòu)件級別的三維展示，使用Revit/SketchUp建立初始BIM模型，再以O(shè)BJ/GLB格式進(jìn)行網(wǎng)頁加載，基于Three.js框架進(jìn)行三維交互、動畫生成。更進(jìn)一步，讓甘特圖發(fā)揮“時間”功效：甘特圖的每個工序，可播放施工動畫；甘特圖的時間軸，可切換模型任意時刻的狀態(tài)，進(jìn)行全方面數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)、對比。

2.3 系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，支持?jǐn)?shù)據(jù)的高并發(fā)，在云端、實體服務(wù)器端均可快速化部署，對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)化存儲與定時備份。其主要模塊功能及設(shè)計，列舉如下：

（1）統(tǒng)計項目當(dāng)前的總體、安全概況，查看危險數(shù)據(jù)和預(yù)警；

（2）建立基坑項目檔案，包括項目信息、文件匯總；

（3）工程進(jìn)度甘特圖的編輯，監(jiān)測項目、監(jiān)測點的管理；

（4）BIM三維模型的構(gòu)件級查看，點選顯示各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)曲線；

（5）甘特圖的“BIM-4D”效果與所處工序的動畫展示；

（6）借助儀器設(shè)備、微信小程序等，采集、上傳監(jiān)測、巡查數(shù)據(jù)；

（7）數(shù)據(jù)的處理，避免了人工復(fù)制粘貼、使用Excel表格計算的冗長過程，按模板自動生成全部報告，且支持流程業(yè)務(wù)的審核；

（8）預(yù)警規(guī)則、閾值的設(shè)定，規(guī)范條文的融入，超限值判斷；

（9）按角色制定權(quán)限，分級化管理，按記錄的人員操作落實責(zé)任主體。

3 結(jié)束語

借助于上述系統(tǒng)，基坑施工全面采用信息化存儲管理，能方便地進(jìn)行歷史對比與即時預(yù)警，極大提升了安全管理時效性，且便于檢索、回溯、追責(zé)；同時大大減少人工重復(fù)的計算、表格生成過程，實現(xiàn)安全模式的創(chuàng)新與工作效率的提升。