深基坑施工安全监控及风险预警系统探究

2022-12-30陕西建工第三建设集团有限公司工程师

中国建筑装饰装修 2022年3期

靳隆陕西建工第三建设集团有限公司工程师

在信息化技术发展与创新的影响下，新型监控设备以及监测技术等广泛应用于建筑工程中，在一定程度上提高了深基坑施工安全监控的有效性和全面性，为保证建筑工程质量与安全打下了坚实的基础。深基坑施工作为建筑工程项目建设中的关键环节，需要明确其重点和难点，并将施工安全监控工作全面落实到位，加强对风险的预防和处理能力，进而保证建筑工程的建设与发展。

1 深基坑施工概述及特点

1.1 深基坑施工概述

在建筑工程中，基坑主要是将建筑物基础埋入到地下，并根据建筑工程项目建设要求和标准明确埋入深度。一般情况下，深基坑是指开挖深度超过5 m（含5 m）或深度虽然没有超过5 m，但是其工程建设过程中的地质条件和周围环境以及地下管线非常复杂的建筑工程。建筑工程深基坑施工过程容易受到多方面因素的影响，整体的施工过程具备一定的专业性和复杂性[1]。同时，其施工技术相对专业，且施工范围较为广泛。

在实际的深基坑施工过程中，水和土是直接影响其施工安全与质量的关键内容，由于岩土的性质较为多变，不仅会使施工受到地质、水文等条件的影响，而且会对施工带来一定的难度。除此之外，随着建筑工程建设规模和建设高度的逐渐增加，深基坑的深度也越来越深。在开展深基坑施工的过程中，应当把握好施工的重点和难点，强化施工安全管理力度，确保施工质量。

1.2 深基坑施工的特点

1.2.1 基坑深度大

近年来，高层建筑以及超高层建筑项目逐渐增多，商场、写字楼等建筑逐渐朝向高层和地下拓展。因此，在很多深基坑施工中基坑深度越来越大，为实际的工程施工带来了一定的难度和压力。深度的增加对建筑工程部分结构的安全性和可靠性提出了更高的要求与标准，为深基坑施工作业的开展带来了很大的考验。

1.2.2 安全隐患问题相对较多

对于建筑工程而言，如果深基坑的开挖深度高于5 m 或者超过10 m，深基坑周边的土层和建筑工程基底的土层被破坏的程度就会不断增加。同理，在建筑工程中，由于深基坑的开挖深度相对较深，对建筑工程周边地下水、管道等的威胁程度也会加剧。因此，在开展建筑工程深基坑施工的过程中，会受到各类因素的影响和干扰，导致整个建筑工程的安全隐患问题相对较多。

为了能够提高建筑工程深基坑施工质量与安全，并且有效防范建筑工程周围土层塌方，合理规避建筑工程中地下水下渗等情况，需要做好相关的安全防护措施[2]。比如可以对边坡采用支护措施进行保护，合理降低施工风险问题。除此之外，在建筑工程深基坑施工中，随着基坑开挖面积的增加，对建筑工程预先埋设的地下电缆以及通信缆线造成影响的可能性也会增加。所以，在进行深基坑施工的过程中需要切实注意建筑工程周边的具体情况，并预防、处理好其中的安全风险问题，提高其安全性和可靠性。

1.2.3 基坑地下工程质量要求高

与以往建筑工程深基坑施工相比，深基坑地下区域将在地基施工后进行回填和夯实。随着深基坑地下空间的利用率逐渐提升，对整个建筑工程基坑地下工程建设与施工质量的要求逐渐提高。在此背景下，需要基于建筑工程支护结构做好相关的设计与分析工作。同时，要结合建筑工程项目建设要求和标准，制定出专业化、现代化以及标准化的施工设计方案，逐步提升建筑工程基坑地下工程的建设质量。

2 深基坑施工安全管理现状分析

2.1 深基坑设计不合理

对于建筑工程深基坑施工而言，施工安全管理至关重要。在进行深基坑施工的过程中，应当及时把握好可能影响其安全管理的各类因素，最大程度上提高建筑工程深基坑施工安全与施工质量。目前，很多建筑工程中深基坑设计不合理是较为常见的问题。对此，应当分析和研究建筑工程的实际情况，并按照实际的勘察结果和分析结果做好对应的设计工作[3]。但是，受一些因素的影响和制约，建筑工程深基坑施工设计的合理性和可行性降低，为后续施工带来了一些风险问题。

2.2 对临时基坑辅助工程关注度不高

在一些建筑深基坑工程施工过程中，辅助工程多为临时工程。在完成工程施工与建设后，需要对其进行拆除处理。由于辅助工程的临时性特点，工程的关注度和重视度不足，且在实际的施工过程中整体工程投入量相对较小，使辅助工程无法充分发挥出自身的价值和作用，也无法对建筑工程深基坑施工质量的提升起到辅助作用。

2.3 深基坑施工规模及危险性不断提升

随着国民经济的不断提升，高层建筑甚至是超高层建筑工程数量逐渐增多，为深基坑施工带来了一定的难度和挑战。在一些高层建筑中，由于建设规模相对较大且楼层较多，深基坑施工危险性也在逐步提升。因此，在开展深基坑施工的过程中需要及时把握好施工过程中的重点及难点，并制定对应的施工方案，保证深基坑施工的专业性，在提升高层建筑质量的基础上，合理降低施工风险率。

2.4 施工中的其他不稳定因素

现阶段，建筑工程深基坑施工问题相对较多，且影响因素较多。在建筑工程深基坑施工中，还存在其他一些不确定因素会对深基坑施工安全造成影响。例如，建筑工程深基坑施工中的水文因素和地质因素等都会对其施工质量和施工安全造成影响。一旦没有及时把握好这些不确定因素，不仅会对整个工程施工进度和施工质量造成影响，还会损害建筑工程建设效益。因此，在开展深基坑施工中需要对各类因素进行分析和研究，并制定出科学有效的施工方案，合理降低不确定因素对施工安全的影响，确保其施工质量与施工安全符合工程建设标准。

3 深基坑施工安全监控及风险预警系统分析

3.1 工作流程及设计思路

为了能够提高深基坑施工的安全性和稳定性，需要结合建筑工程项目的实际情况和建设要求，构建专业化、科学化以及标准化的深基坑施工安全监控及风险预警系统，在最大程度上降低外界因素对深基坑施工造成的影响。

在深基坑施工安全监控及风险预警系统中，工作流程主要是针对深基坑施工中基坑本体以及周边环境进行监测，收集相关数据，做好以数据为基础的安全评价与风险预测工作，采用现代化技术和手段对其进行分析，并对深基坑施工状态进行评估，一旦发现异常情况，能够及时对其进行预警，降低施工风险。

在开展深基坑施工工作过程中，应对其安全监控以及风险预警系统的内容进行分析，并结合实际情况对现场层级、专业层级以及专家层级等3 个不同方面的内容进行优化和设计。首先，对于深基坑施工安全监控及风险预警系统的现场层级，主要是做好建筑工程深基坑监测数据与建筑工程施工状况信息的采集工作以及安全风险预警信息的执行和反馈工作，并就建筑工程的日常巡视信息进行上传与分析。其次，对于深基坑施工安全监控及风险预警系统的专业层级，需要做好深基坑施工中数据的实施处理与分析工作，根据建筑工程深基坑施工的要求，做好数值模拟计算，并出具对应的安全评估报告。在此过程中，应当对深基坑施工中的风险点预警级别进行审核和复核，并制定出对应的安全风险处置预案[4]。最后，对于深基坑施工安全监控及风险预警系统的专家层级，要定期做好深基坑施工工程安全信息的分析工作和阶段性的评估工作，并就实际情况作出专家评估意见，进一步提高施工效率。

3.2 基本功能

在不断明确深基坑施工安全监控水平的同时，对预警系统中的内容进行优化，将其功能更好地展现出来，进一步提升深基坑施工过程中的安全等级。深基坑施工安全监控及风险预警系统主要包括深基坑施工信息的录入、数据采集、分析、安全评估、风险智能预警以及现场响应等功能，并且要围绕深基坑施工内容形成闭环式的安全管控平台。深基坑施工信息的录入和监测数据采集工作需要全面保证各项数据的完整性和真实性。在做好数据采集工作后，应当及时完成监测数据自动化分析工作，并不断强化深基坑施工安全监控管理力度，做好专家分析、预案分析以及视频分析工作，为安全风险评估提供可参考依据。此外，要不断完善风险智能预警，做好预案编制工作，进一步加强深基坑施工现场的主动响应能力，及时完善和升级安全监控及风险预警系统的基本功能，提高深基坑施工质量与施工安全，促进整个建筑工程顺利建设。

3.3 实施路径

3.3.1 监测数据采集与自动化分析

对深基坑进行监测数据采集，多是以深基坑施工单位和第三方基坑监测单位为主。在实际的数据采集中，应该采用自动化采集形式开展采集工作，并做好人工录入工作。在完成深基坑监测数据采集后，应当对录入情况进行检查和复核，从源头上减小深基坑监测数据误差。此外，需要利用深基坑施工安全监控及风险预警系统中的数据分析后台，对当前采集数据进行自动化分析，结合实际的分析结果，以报表形式向上级部分进行反馈，为深基坑施工安全提供关键的依据。

3.3.2 安全性分析

在对深基坑数据进行分析的过程中，应结合实际情况对深基坑施工过程中的安全性进行分析。通过对深基坑的安全数据进行模拟设计，根据建筑工程自身建设情况以及施工安全等级等多方面因素，对自动报警结果进行评估与分析，按照专业的参数标准，及时避免单一性数据报警带来的问题和不足，并将深基坑施工中关联报警以及施工状况等多个因素融入进去。通常情况下，深基坑施工安全中的关联报警需要通过多个监测报警项目之间关联性，对深基坑原始监测报警数据进行细分[5]。在实际的施工过程中，需要按照安全风险级别选择对应的风险处理方式，在最大程度上合理规避施工安全风险，从而提高深基坑施工的安全性和稳定性。

3.3.3 多层级安全管控

深基坑施工安全管理本身的工作内容主要涉及到深基坑的施工、信息技术管理等方面。在开展安全监管及风险控制工作的过程中，其工作内容主要涉及到深基坑施工的特点以及组织构架。为了更好地提升深基坑施工过程中的安全等级和风险预警过程中的重要作用，在对其进行施工的过程中应更好地强化信息流闭环管理水平，主要涉及到深基坑施工的相关流程、各种安全监测设备以及对应的数据分析等内容。在对其进行施工的过程中，应主要围绕监控以及对风险预警系统的管理工作，比如通过实时查询深基坑的相关数据，及时诊断施工过程中的风险因素[6]。通过这种方式可以更好地分析施工过程中的安全监控问题，同时借助信息化、标准化的工作模式可以进一步提升深基坑施工水平。

3.3.4 全过程信息化管理

随着深基坑施工规模不断壮大，应当将其安全管理贯穿于整个工程建设中，提高其全过程的管理水平。在此过程中，为了能够达到施工安全管理预期目标，应当采用信息化技术和手段，促使深基坑施工管理朝着信息化方向发展。同时，为了能够及时规避深基坑施工中的安全风险问题，需要针对施工过程中所遇到的问题进行跟踪处理，结合问题事件对应的级别，获取对应的深基坑施工信息数据，并制定出对应的安全风险预案，不断提升深基坑施工安全风险自动化处理能力。