馬德忠　姜明飛

【摘 要】文章依托成都高新區(qū)共服務(wù)配套PPP項(xiàng)目針對(duì)項(xiàng)目群深基坑的智能監(jiān)測(cè)和管理進(jìn)行了主要介紹，為類似工程提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目群; 深基坑; 智能; 監(jiān)測(cè)技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TU94+3.9【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

1 工程概況

成都高新區(qū)共服務(wù)配套PPP項(xiàng)目位于成都高新西區(qū)和南部園區(qū)。本項(xiàng)目包括14個(gè)子項(xiàng)目，44個(gè)分項(xiàng)目，主要建設(shè)內(nèi)容地下室1～2層，地上建筑1～6層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（部分鋼結(jié)構(gòu)）多層建筑。其中涉及超過5 m深度的基坑項(xiàng)目有43個(gè)，基坑深度為5～14 m，單個(gè)基坑面積為1 000～10 000 m2。

本工程項(xiàng)目周圍是正在通行的市政、道路、商業(yè)小區(qū)等，存在點(diǎn)多面廣、位置分散、管理難度大，安全隱患突出、內(nèi)外環(huán)境復(fù)雜?；颖O(jiān)測(cè)從基坑開挖到建筑主體結(jié)構(gòu)封頂，監(jiān)測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)龐大，整合、分析工作量大。

2 智能監(jiān)測(cè)技術(shù)

2.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

根據(jù)基坑工程安全等級(jí)，基坑監(jiān)測(cè)工作的常規(guī)內(nèi)容有：①圍護(hù)體（內(nèi)部）水平位移監(jiān)測(cè)（測(cè)斜）;②圍護(hù)墻頂部水平位移監(jiān)測(cè);③圍護(hù)墻頂部垂直位移（沉降）監(jiān)測(cè);④支撐軸力監(jiān)測(cè);⑤地下水位監(jiān)測(cè);⑥基坑周圍地表沉降監(jiān)測(cè);⑦周圍建筑物沉降監(jiān)測(cè)。

2.2 監(jiān)測(cè)目的

通過將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)值作比較，判斷上一步施工工藝和施工參數(shù)是否符合或達(dá)到預(yù)期要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)下一步的施工工藝和施工進(jìn)度控制，切實(shí)實(shí)現(xiàn)信息化施工。及時(shí)發(fā)現(xiàn)圍護(hù)施工過程中的環(huán)境變形發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)反饋信息，達(dá)到有效控制施工對(duì)建（構(gòu)）筑物、道路、管線影響的目的。通過監(jiān)測(cè)及時(shí)調(diào)整支護(hù)系統(tǒng)的受力均衡問題，使得整個(gè)基坑開挖過程能始終處于安全、可控的范疇內(nèi)。通過監(jiān)測(cè)及早發(fā)現(xiàn)基坑安全穩(wěn)定的問題，并提請(qǐng)施工單位進(jìn)行及時(shí)、有效的預(yù)防措施工作，防止施工中發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋設(shè)計(jì)單位，使設(shè)計(jì)能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況發(fā)展，進(jìn)一步優(yōu)化方案，達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的目的。

2.3 監(jiān)測(cè)措施

傳統(tǒng)基坑監(jiān)測(cè)手段需要投入的人力多，工作強(qiáng)度大、效率低下，同時(shí)存在同一個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目變換多個(gè)監(jiān)測(cè)人員，導(dǎo)致數(shù)據(jù)及時(shí)性和準(zhǔn)確性不足，在遇到特殊情況不能實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)。

針對(duì)上述傳統(tǒng)的基坑監(jiān)測(cè)手段的不足，本工程采用互聯(lián)網(wǎng)、傳感器、云平臺(tái)等相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)自動(dòng)上傳云服務(wù)器，通過APP和短信實(shí)時(shí)報(bào)警及可視化多站點(diǎn)監(jiān)控等功能，使深基坑監(jiān)測(cè)流程更高效，更智能。通過該智能系統(tǒng)的運(yùn)用，達(dá)到24 h監(jiān)控、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)、提前預(yù)警的效果，實(shí)現(xiàn)了分散工程集中管理。

2.4 信息采集系統(tǒng)

信息化采集系統(tǒng)包括采集芯片、傳感器、發(fā)射器組成。采集芯片負(fù)責(zé)收集施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采樣時(shí)間間隔根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，可以同時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)圖像、支撐軸力、應(yīng)變、土壓力和孔壓等數(shù)據(jù);再由傳感器對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，直接輸出監(jiān)測(cè)物理量利用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，完成對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。發(fā)射器通過GPRS接入信息化監(jiān)測(cè)云平臺(tái)，軟件可設(shè)置上線報(bào)警命令，手機(jī)短信報(bào)警能夠時(shí)時(shí)掌控。用戶可以在電腦端和手機(jī)等移動(dòng)端實(shí)時(shí)看到基坑現(xiàn)場(chǎng)施工和變形情況。通過該系統(tǒng)可以收集連續(xù)的基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，可以研究基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律，預(yù)測(cè)可能發(fā)生的變形，減少基坑事故的發(fā)生。采集箱內(nèi)裝配12 V鋰電電池滿足長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)使用，電池使用壽命2 a。

2.5 遠(yuǎn)程信息化監(jiān)測(cè)云平臺(tái)

深基坑在開挖施工過程中會(huì)引起支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的變形。借助于遠(yuǎn)程監(jiān)控可以實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，在第一時(shí)間就可在深基坑監(jiān)測(cè)云平臺(tái)獲取開挖施工過程中的變形數(shù)據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目群深基坑“安全監(jiān)測(cè)—快速反饋—施工控制—在線管理”的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)情況隨時(shí)掌握。

該平臺(tái)包括了工程數(shù)據(jù)、信息采集和查詢、信息標(biāo)準(zhǔn)化的存儲(chǔ)功能、數(shù)據(jù)挖掘與智能決策分析、監(jiān)測(cè)報(bào)表自動(dòng)生成功能、信息展示、發(fā)布功能、重點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目跟蹤、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作的管理。

（1）后臺(tái)數(shù)據(jù)分析計(jì)算軟件，可以對(duì)當(dāng)天工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，并結(jié)合基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)、地質(zhì)條件、周圍環(huán)境以及當(dāng)天施工工況等因素進(jìn)行預(yù)警、報(bào)警、提出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案等。

（2）基于網(wǎng)絡(luò)的預(yù)警發(fā)布平臺(tái)，它基于WEBGIS開發(fā)，可以將后臺(tái)的分析結(jié)果以多種形式發(fā)布，并通過網(wǎng)絡(luò)電腦或手機(jī)短信的方式將預(yù)警信息發(fā)送給相關(guān)責(zé)任人，達(dá)到施工全過程信息化監(jiān)控，將工程隱患消滅在萌芽狀態(tài)。比如28#分項(xiàng)目在2020年8月16日特大暴雨的過程中，系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)到靠近鋼筋加工廠側(cè)的支護(hù)樁豎向變形達(dá)到預(yù)警值，并發(fā)出預(yù)警信息至管理人員手機(jī)，項(xiàng)目部立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，將基坑周圍堆存材料進(jìn)行轉(zhuǎn)移，并及時(shí)組織基坑回填，直至預(yù)警消除。

通過深基坑遠(yuǎn)程信息化監(jiān)測(cè)云平臺(tái)，能夠同時(shí)把正在施工的所有深基坑工地信息聯(lián)系在一起，從而方便了工程管理單位的統(tǒng)籌管理，實(shí)現(xiàn)了分散工程集中管理和單位部門之間的信息、人力、物力資源的共享，真正改變了傳統(tǒng)工程管理中出現(xiàn)的人力物力的重復(fù)投入，在節(jié)約成本的同時(shí)，提高了工程管理的水平。

2.6 智能降水系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括水泵、電源及電源自動(dòng)控制系統(tǒng)、井內(nèi)水位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)，電源通過電源自動(dòng)控制系統(tǒng)連接于基坑井內(nèi)的水泵上，井內(nèi)水位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括位于井內(nèi)檢測(cè)點(diǎn)的水位傳感器、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集儀和連接二者的頻變信號(hào)線，水位傳感器采集檢測(cè)點(diǎn)水位的壓力參數(shù)通過頻變信號(hào)線傳輸至數(shù)據(jù)自動(dòng)采集儀，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集儀連接至計(jì)算機(jī)并由其屏幕顯示，并反饋至電源自動(dòng)控制系統(tǒng)的中央智能控制器，中央智能控制器連接并控制所述的水泵。實(shí)現(xiàn)了基坑水位的實(shí)時(shí)監(jiān)控、即時(shí)報(bào)警、迅速反應(yīng)，大大提高了基坑工程作業(yè)的安全性，且能保證系統(tǒng)在無人值守的情況下正常運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著各種監(jiān)測(cè)技術(shù)和軟件系統(tǒng)的發(fā)展，基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有了飛速的發(fā)展，智能監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)開始發(fā)揮重要的指導(dǎo)作用。成都高新區(qū)共服務(wù)配套PPP項(xiàng)目作為典型的深基坑多且分散的項(xiàng)目，采用了智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)預(yù)警，大大提高了基坑工程作業(yè)的安全性，解決了分散項(xiàng)目集中管理的難點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張營(yíng).深基坑監(jiān)測(cè)方法與精度要求研究及其工程應(yīng)用[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2012.

[2]劉瑢，李維濱，梁培新.深基坑工程信息化施工中的監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用[J]. 建筑技術(shù)開發(fā)，2005， 32（11）：114-116.

[3]陳巖，孫文濤.淺談深基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)[J]. 四川建材，2013，39（2）：101-102.

[定稿日期]2021-06-07

[作者簡(jiǎn)介]馬德忠（1983～），男，碩士，高級(jí)工程師，從事工程管理工作;姜明飛（1993～），男，本科，助理工程師，從事道路橋梁、房建施工技術(shù)管理工作。