基坑开挖施工作业是一项高、大、危的工程,是受到国内外关注的安全工程之一。造成基坑坍塌的因素包括环境因素和人为因素,例如,地质勘察不到位、施工方案不合理、防渗水措施不完善、支撑维护不科学等都可能造成基坑坍塌。基坑坍塌的形式也很多,坑底隆起变形、渗水、基坑整体和围护体系失稳都会导致基坑的结构受到破坏,引发基坑坍塌。
现代基坑监测采用自动化手段,基于物联网、5G通信和大数据等技术的自动化监测系统,通过在基坑作业现场安装传感器等,并将传感器现场采集到的数据回传至计算中心,检测技术人员可以通过计算机后台操作实现对基坑作业过程中基坑结构和受力情况的实时监测和判断。相比传统人工检测,自动化监测系统降低了人工劳动量,同时保证了检测人员的安全和检测数据的精确。自动化监测系统对基坑进行不间断地数据采集和分析,排除了传统检测方法受制于时间和空间的限制,使检测数据精准,能够及时发现基坑安全隐患和破坏趋势,便于及时执行相应对策。
基坑开挖过程中任一环节的失误都会影响基坑的安全,基坑施工的复杂性也决定了基坑检测的必要性。现阶段,工程项目中一般采用第三方机构进行基坑检测,检测多采用人工现场观察和测量为主,主要对结构内力和结构位移进行检测,通过对一些参数进行分析和计算,可以判断出基坑局部或者整体失稳的概率,以及构件的安全度。然而,这种基坑检测方案还有一些缺点。
1)空间限制
由于基坑施工作业面积有限,人工检测时受制于设备及人员占据较大空间,无法找到合适的检测点,需要不停地改变方位或者角度,甚至变换方案进行检测。因此,除了增大误差以外,还会造成复杂作业环境下的安全隐患。
2)时间限制
基坑开挖作为一项重大危险工程,其作业量和难度都较大,需要昼夜不间断施工。此外,检测人员全过程进行测量观察难于集中精力,特别是光线较差的夜间施工,会造成检测人员的主观误差。
3)对象限制
人工现场检测主要是人工观察和测量,及时发现周边环境危险情况或者潜在的隐患等,这些现象往往滞后于施工进度,当发生肉眼可见的异常情况时已经为时已晚。
4)数据限制
现场人工检测往往是多组人员分工行动,并在检测结束后对数据进行汇总分析,检测结果滞后于施工进度,无法第一时间计算和分析出现场存在的隐患和及时做出响应。
基坑开挖是建筑施工中一项重要的工程,涉及地质学、结构工程和岩土工程等多个学科。基坑开挖就是在建筑地面向下挖出空间进行基础和地下建筑建设,是建筑工程中最常见的一种结构形式。建筑施工的第一道工序就是基坑开挖,基坑施工过程受到土壤、地质和水文以及施工环境和工艺等多个方面的影响,同时基坑开挖后还需要进行回填,属于隐蔽工程,施工质量监测比较困难,基坑施工以及其安全性对整个建筑物至关重要,因此必须进行基坑质量检测。