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BIM技术在深基坑监测数据处理中的应用王芳

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：王芳

[导读] 摘要：社会经济的发展使得城市化进程不断加快，而科技的进步让人们对城市的地下空间进行了开发利用，再加上高层建筑和地铁、地下商场等建筑物的兴建，以至于出现了较多深基坑工程。

        连云港市建院工程勘察检测有限公司
        摘要：社会经济的发展使得城市化进程不断加快，而科技的进步让人们对城市的地下空间进行了开发利用，再加上高层建筑和地铁、地下商场等建筑物的兴建，以至于出现了较多深基坑工程。一般情况下，在基坑工程中所用到的围护结构都是临时的，缺乏足够的安全性，实际建设过程中围护结构事故不占少数，这让现场施工人员的生命安全遭受了较大损失。为了降低深基坑工作的安全风险，文章针对BIM技术在深基坑监测数据处理中的应用进行了分析。
        关键词：BIM技术；深基坑；监测数据；处理；应用
        引言
        BIM 技术（Building Information Modeling）使用一套计算机模型整合整个建设项目的相关信息，使得建设项目从设计施工到运营维修等都有可以依据的基础和平台。随着近年来科学技术的发展，BIM 技术不断推广，在建筑行业中受到了较为广泛的应用，如今其在深基坑工程方面的应用有了一定的造诣，但同时也存在一些问题需要解决。不可否认的是，BIM 技术在深基坑工程各个阶段的应用，有利于工程项目的顺利进行，提高了其安全性。在建筑工程领域，BIM 技术已经广泛应用于各个阶段。但在深基坑工程领域，BIM 技术主要用于方案展示和土方挖运过程的模拟，利用 BIM 生成基坑支护模型方面的探索少之又少。正处于初步发展阶段，深基坑工程中应用 BIM 的较少。深基坑工程属于集地质工程、岩土工程、结构工程于一体的综合性工程，受地域及环境条件的影响较大。
        1深基坑工程监测技术介绍
        1.1 深基坑工程监测的特点
        1）单位取得资质，且人员设备等接入系统，监测方案经审批后方可进行监测工作。2）高精度。在监测时，必须使用监测要求的测量仪器，才能获得准确稳定的测量数据，真实反映监测数据的变化情况。3）时效性。得到监测结果的动态变化，如果数据整体出现较大的波动，则应该适时调整监测时间间隔，保证监测数据的准确性[1]。
        1.2 深基坑工程监测的内容
        在进行工程监测管理时应该严格遵守《广州市建设工程质量检测管理办法》的相关规定，对监测内容以及质量提出更高的要求，保障工程的工期和安全性。
        1.3 深基坑工程监测的要点
        1.3.1 在开挖前布设基准点及监测点布设
        在进行深基坑监测工作时，对位移及沉降监测，就是要设置基准点，再依具体情况以及设计要求进行监测点布设，需要在方案设计批准之后、开挖前进行。
        1.3.2 控制监测频率
        监测频率的控制以规范和设计要求为准。在一段时间内的监测数据趋于稳定，则可适当降低监测频率[2]。
        1.3.3 处理监测数据
        在监测数据核实后，技术人员在相应监管系统对其进行处理，并判断工程施工的稳定性。如果数据出现较大的变化，则需要技术人员引起重视，对工程进行再次监测复核，确保数据真实准确。
        2我国的深坑基监测实际状况
        随着我国经济发展的不断提升，越来越注重对于高层地下室的建设以及地下基础设备的建设。在实际的工作当中，我国多年以来结合在监测技术的理论研究以及实际发展，新技术、新设备得到很好的应用，并且在深坑基监测质量以及手段方面都已经有了很大程度的提升。国家住房和城乡建设部相继出台了《建筑基坑工程监测技术规范》，《建筑变形测量规范》等有关规范，明确规定在建设过程中强制性地在深坑基工程建设当中应委托具备相应资质的第三方进行现场的监测。

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通过对施工现场的监测，能够及时掌握和了解基坑施工过程中基坑支护结构变位和周围环境条件的变化，通过周期性的监测，对各种监测数据进行综合的分析，及时提供监测数据的控制值以及报警值，对基坑潜在的安全隐患进行科学的预判，并将监测结果及时反馈给施工方。但就现阶段的发展情况来看，基坑监测工作技术人员的工作素质和技术水平都有待提升，在监测系统当中存在管理不够完善，技术手段和信息分析等多种问题，导致在监测的数据缺乏真实性、实时性和合理性。较多的基坑监测单位，只重视监测仪器设备的投入、监测数据的精度和质量，往往忽略了对采集数据进行综合性的归纳和分析。基坑监测的全过程，是一项较为复杂的综合性的数据分析工程，它包括地质、水文及气象多项学科。监测数据分析工作仅仅对表面的数据成果进行归纳及汇总，对于引发及促成变化数据背后的原因分析程度不足。不少监测技术人员在工作的过程当中仅仅机械的预报数据，将报警值作为主要的控制对象，难以根据施工场地的实际工作的状况，结合地质、水文条件以及监测的数据和内容进行充分的分析。在坑基监测的过程中，由于监测方法不当，监测点布设不到位，导致基坑施工过程中基坑的形变得不到有效的、动态的监测，对施工建设以及周围的构筑物造成较大的影响，给基坑开挖和施工造成极大的安全隐患，更不利于后期工程的顺利开展，使基坑监测工作起不到更有效的监测作用，难以根据实际的状况进行有效的动态化监测与指导。在进行基坑监测的过程当中，应当更加重视监测方法的科学性、工程质量设备的先进性以及工程建设的监测质量，加强工程建设当中的理论研究分析，落实基坑监测质量控制管理工作，紧抓监测项目的关键环节，切实做好实地信息的采集、整理、分析与处理，依据规范技术要求及监测项目的具体情况，制定科学周密的监测计划，系统化的规范监测的整个流程，减少基坑施工过程中因监测精度质量等因素产生的不利影响，进一步提升工程监测的实际质量，为基坑施工安全提        供有利的保障。
        3 BIM技术在深基坑监测数据处理中的应用
        3.1数据传输及平差计算
        观测采用全站仪，并将观测结果直接记录于PDA控制网程序中，在观测时可直接计算各项限差是否超限，并在观测结束时直接通过平差软件进行计算，得出坐标数据。在进行平差计算时特别要注意以下几点：①平差前需对基准点进行检查，确保其稳定可靠性，对观测的数据进行检查，防止出现粗差；②平差软件需采用严密平差的方法进行计算；③确保平差精度，数据精确到 0.1 mm。通过观测点的平面坐标位移量，计算投影到基坑方向的矢量位移，计算各期阶段变形量、累计变形量、阶段变形速率等数据，生成表格，绘制曲线。
        3.2变形数据分析
        观测点的数据分析是在基准点稳定的前提基础上开展的，因此需确保观测时基准点的稳定。对数据进行分析应遵循以下原则：①对于相邻两期的观测数据，应比较最大变形量与两倍的最大测量误差，若变形量小于两倍的观测误差，则视为该点无位移；②当多期数据进行比较时，虽相邻两期变形小，但多期连续数据出现明显的变化趋势时，则判定为有位移产生。对监测点的数据分析预警应将阶段性的变形速率和累计变化量分别与预警值、报警值、控制值进行比较：①若变化量小于预警值，则属于正常状态；②若超出预警值而未超出报警值，则需要进入预警状态；③若超出报警值而未到控制值，则为报警状态；④若超出控制值，则为控制状态。当数据出现预警状态时，需对基坑加强巡视，并结合施工工艺、地质条件等进行综合分析，找到形变原因，及时做好防护和报告。
        结束语
        建设工程的整体质量安全离不开深基坑的安全，而将 BIM 技术科学合理地应用在深基坑工程施工中，可以降低安全风险，使工程质量和效率都能得到有效提高，同时还能良好地控制建设成本和施工进度。可见，BIM 技术的应用对深基坑工程的顺利实施有非常重要的促进意义，值得广泛应用。
        参考文献：
        [1]黄辉.市政工程深基坑支护技术及施工要点分析[J].江西建材，2019（12）：191-192.
        [2]杨傲，李锡银，向绍棚，翟博渊，文家刚，姚双，王浩.自动化远程监测预警系统在深基坑中的用[J].河北交通教育，2019，16（04）：33-36.
        [3]刘素军，李强，杨猛，薛伟，乔稳超.BIM技术在深基坑监测数据处理中的应用[J].建筑技术，2018，49（10）：1049-1051.
        [4]赵燕容，袁宝远.小波分解技术在深基坑监测数据处理中的应用[J].江苏建筑，2007（03）：50-53.