智能化监测与控制技术在深基坑施工中的应用

智能化监测与控制技术在深基坑施工中的应用

肖庭

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摘要：随着城市化进程的加速，深基坑施工在各类建筑项目中占据了重要地位。然而，深基坑施工面临着地质条件复杂、施工难度大、安全风险高等问题。智能化监测与控制技术的应用为解决这些问题提供了新的思路。本文旨在研究智能化监测与控制技术在深基坑施工中的应用，首先分析了智能化监测与控制技术在深基坑施工中的关键技术，其次研究了智能化监测与控制技术在深基坑施工中的具体应用，以期为相关研究和应用提供参考。

关键词：智能化监测；控制技术；深基坑施工

在现代建筑工程中，深基坑施工是一项至关重要的工程环节。随着建筑高度的不断增加和地下空间的广泛利用，深基坑施工的安全性和稳定性成为了工程建设的重中之重。然而，由于地质条件的不确定性、施工环境的复杂性以及施工过程的动态性，深基坑施工面临着诸多挑战。传统的监测与控制方法已经难以满足现代施工的需求，因此，智能化监测与控制技术的应用成为了解决这些问题的重要手段。

一、智能化监测与控制技术在深基坑施工中的关键技术

（一）高精度监测技术

在深基坑施工中，高精度监测技术是保证施工安全和质量的基础。通过高精度的传感器和测量设备，可以实时、准确地获取基坑的变形、位移、应力等关键参数。这些传感器需要具备高度的稳定性和抗干扰能力，以确保在复杂的施工环境中仍能提供准确的数据。同时，高精度监测技术还需要结合先进的数据处理和分析方法，对监测数据进行实时处理和分析，及时发现异常情况并采取相应的措施。高精度监测技术的应用，不仅提高了施工的安全性，还有助于优化施工方案，提高施工效率。

（二）实时数据分析与预测技术

实时数据分析与预测技术是智能化监测与控制技术的核心之一。在深基坑施工中，大量的监测数据需要被实时处理和分析，以提取有用的信息并预测未来的施工状态。这要求采用高效的数据处理算法和预测模型，对监测数据进行快速、准确的处理和分析。通过实时数据分析，可以及时发现施工中的潜在问题，为施工决策提供科学依据。同时，预测技术的应用还可以预测未来的施工状态，提前制定应对措施，降低施工风险。实时数据分析与预测技术的应用，使深基坑施工更加智能化、精细化。

（三）自动化控制技术

自动化控制技术是智能化监测与控制技术的重要组成部分。在深基坑施工中，自动化控制技术可以实现对施工设备的远程监控和自动操作，提高施工效率并降低人工操作的风险。通过集成传感器、控制器和执行器等设备，可以构建完整的自动化控制系统，实现对施工设备的实时监控和自动控制，见图1。当监测数据出现异常时，自动化控制系统可以迅速响应并采取相应的措施，如调整施工参数、启动紧急停机等，确保施工的安全和稳定。自动化控制技术的应用，不仅提高了施工的自动化水平，还有助于降低施工成本和提高施工效率[1]。

图1 超大深基坑智能监控及预警系统

二、智能化监测与控制技术在深基坑施工中的具体应用

（一）地质条件监测

在深基坑施工过程中，地质条件监测是确保工程安全性的首要任务。智能化监测与控制技术通过高精度地质监测传感器网络，能够全面监测地下水位、土壤压力、地层岩性等多种地质参数。这些传感器能够实时捕捉地质条件的变化，并将数据传输至中央控制系统。借助先进的数据分析软件，工程师能够准确评估地质条件对施工的影响，并预测潜在的地质风险。例如，当地下水位突然上升时，系统能够迅速发出警报，并启动相应的排水措施，避免基坑积水引发的安全问题。此外，智能化监测与控制技术还能够结合历史数据和地质模型，为工程师提供更为准确的地质条件预测，从而指导施工方案的调整和优化。

（二）施工过程监测

智能化监测与控制技术在深基坑施工过程监测中发挥着至关重要的作用。通过安装位移计、应变计、加速度计等多种传感器，系统能够实时监测基坑的变形、位移、应力等关键参数。这些参数的变化能够直接反映基坑结构的稳定性和安全性。系统对监测数据进行实时分析，能够自动判断施工过程中的异常情况，并发出警报。例如，当基坑的变形速率超过预设阈值时，系统能够立即通知施工人员采取紧急措施，防止基坑失稳或坍塌。此外，智能化监测与控制技术还能够结合施工进度和施工计划，对施工过程进行动态管理，确保施工质量和进度符合要求。

（三）结构健康监测

在深基坑施工中，结构健康监测是确保结构安全性的重要手段。智能化监测与控制技术通过安装传感器和监测设备，能够实时监测结构的变形、裂缝、应力等参数，评估结构的健康状况。这些监测数据能够实时传输至中央控制系统，并通过专业软件进行处理和分析。系统能够自动判断结构是否存在异常，并发出相应的警报。一旦监测到结构存在裂缝扩展或应力集中等异常情况，系统能够立即通知相关人员进行维修和加固。此外，智能化监测与控制技术还能够结合历史数据和结构模型，对结构的健康状况进行长期跟踪和评估，为结构的安全运营提供有力保障。

（四）安全预警与风险控制

安全预警与风险控制是深基坑施工中不可或缺的一环。智能化监测与控制技术通过实时监测和分析监测数据，能够预测潜在的安全风险，并提前采取相应的措施进行预防。系统结合历史数据和经验模型，对安全风险进行定量评估，并制定相应的风险控制策略。一旦监测到安全风险达到预警阈值，系统能够立即发出警报，并通过自动化控制设备采取相应的风险控制措施。例如，当监测到基坑周边土体位移异常时，系统能够自动启动支护结构加固措施，防止土体滑坡或坍塌。此外，智能化监测与控制技术还能够对安全风险进行动态跟踪和评估，确保施工过程中的安全风险得到有效控制。通过安全预警与风险控制的应用，智能化监测与控制技术能够显著提高深基坑施工的安全性和可靠性[2]。

结束语：

综上所述，智能化监测与控制技术在深基坑施工中的应用已经取得了显著成效，不仅提高了施工效率，降低了施工成本，还极大地保障了施工安全。随着技术的不断发展和完善，智能化监测与控制技术将在未来深基坑施工中发挥更加重要的作用。然而，智能化监测与控制技术在实际应用中还面临着一些挑战，因此，未来需要进一步加强对该技术的研发和应用，推动其在深基坑施工中的广泛应用和深入发展。

参考文献：

[1] 郭勇. 建筑施工中的智能化监测与控制技术研究[J]. 城镇建设,2023(15):49-51.

[2] 赵久顺. 土木工程施工中的智能化监测与控制技术研究[J]. 百科论坛电子杂志,2022(19):70-72.