侵蚀堆积阶地基坑施工监测与信息化施工技术研究

侵蚀堆积阶地基坑施工监测与信息化施工技术研究

李守文、崔东宇、曾逸文、米曙光

中建二局第一建筑工程有限公司，北京，100176

摘要：随着城市化进程的加速，基坑施工作为重要的基础建设环节，面临着土壤侵蚀、堆积及阶地等复杂地质环境的挑战。为确保基坑施工的安全与稳定，信息化技术和施工监测手段的结合显得尤为重要。本研究旨在探讨在侵蚀堆积阶地环境中，如何通过信息化技术对基坑施工过程进行实时监控与动态优化。通过引入智能监测、数据分析与信息化系统，本文分析了施工过程中存在的风险因素，并提出了相应的解决方案。信息化技术能显著提高基坑施工的精准度与安全性，为基坑施工提供可靠保障。

关键词：基坑施工，信息化技术，施工监测，侵蚀堆积，动态优化

引言：

基坑施工作为基础建设项目中至关重要的一环，常常受地质条件的影响，尤其是在侵蚀堆积阶地环境中，土体的不稳定性对施工安全构成严峻挑战。在传统施工方法中，监测和控制手段的局限性常常导致施工过程中的不确定性风险。随着信息技术的不断发展，基坑施工的智能化和信息化逐渐成为提升施工安全性和效率的关键。本研究通过深入探讨信息化施工监测技术的应用，旨在为基坑施工过程中的风险控制提供创新解决方案。通过这一技术，能够实时获取土体变形、沉降等关键数据，确保施工进度和质量的可控性，并在危机发生前做出及时响应。

一、侵蚀堆积阶地的地质特征与基坑施工的风险分析

侵蚀堆积阶地是由于长期的风化、侵蚀和堆积作用形成的地质地貌，其独特的土层结构和不均匀的土壤分布，常常给基坑施工带来较大风险。在这种地质环境下，土体的强度和稳定性极不均匀，特别是在土层的顶部和底部，存在较大的松散性和不稳定性，这使得基坑施工过程中极易出现滑坡、塌方等严重事故。侵蚀堆积阶地上不同土质的交替分布，还会造成地下水流动路径的变化，进而影响基坑的排水性和土体的承载能力。在施工过程中，如何准确判断和评估这种地质条件的变化，是保障施工安全的一个关键。

基坑施工在侵蚀堆积阶地环境中的风险主要来源于土壤的不均匀性和地下水的复杂变化。地表层的松软土质和地下水的渗透性，常常导致施工过程中基坑的土体发生沉降或不均匀变形。这种地质特征不仅增加了施工难度，还使得基坑支护结构的稳定性受到严峻考验。尤其是对于一些老旧城市的基坑施工，周围建筑物的荷载和地基沉降的累积效应，往往会与侵蚀堆积阶地的自然条件相互作用，造成基坑墙体的失稳。传统的施工监测手段在这种复杂环境下往往无法及时有效地识别潜在的风险和隐患。

为应对侵蚀堆积阶地环境下基坑施工的复杂性和高风险性，信息化施工监测技术的引入具有重要意义。通过实时采集基坑内外的地质、地形和水文数据，结合高精度的传感器和智能化分析系统，可以精准监控土体的沉降、位移和应力变化，及早预警潜在的安全隐患。信息化技术的应用，不仅能够对施工过程进行动态优化，还能在发现风险时，立即提供决策支持，采取有效的应急措施，最大程度地减少因地质条件引起的风险。在复杂的侵蚀堆积阶地环境中，这种技术的应用为施工安全提供了科学的保障，有助于实现基坑施工的精细化管理与风险控制。

二、信息化技术在基坑施工监测中的应用与实现路径

在基坑施工中，信息化技术的应用可以有效提升施工监测的精确性和实时性，尤其是在面对复杂的地质条件和不确定性因素时。通过安装一系列高精度传感器，如土压力传感器、位移传感器、倾斜仪等，结合无线传输技术，施工现场的关键数据可以实时传输到中心数据库，供工程师进行分析与决策。这种基于物联网（IoT）技术的监测系统，使得基坑周围环境、土体应力、沉降变化以及支护结构的受力情况等重要参数能够在施工过程中得到动态追踪，确保施工状态处于可控范围内。通过这些数据，工程人员可以随时评估基坑的安全性，及时调整施工方案，预防潜在的安全事故。

信息化技术的核心优势在于能够通过数据分析与建模，精准预测施工过程中可能发生的风险。利用大数据分析技术，结合历史数据和实时监测数据，建立施工过程中的风险评估模型，能够对基坑的变形趋势、支护结构的稳定性进行模拟。通过数值模拟和有限元分析技术，可以评估不同施工方案对土体及结构的影响，从而为施工决策提供理论依据。结合云计算和大数据平台的应用，施工过程中的各类监测数据可以进行高效存储与共享，进一步提高数据的可访问性和决策支持的时效性。这一技术体系不仅提升了基坑施工的安全性，还有效优化了施工管理，提高了工作效率。

信息化技术的应用在实际施工过程中还需要解决数据精准采集、传输与处理的技术难题。由于基坑施工的环境复杂，传感器布置的位置、数量和类型需要根据实际地质条件和施工特点进行定制。在实施过程中，需要对监测系统进行持续优化和调试，确保各类传感器能够稳定工作并提供高质量数据。信息化施工监测系统需要与现场施工管理系统进行有效对接，确保数据流畅传输与实时更新。这要求施工团队具备较强的技术能力和系统维护能力，同时也对施工管理模式提出了更高的要求。

三、信息化施工监测技术的优化与安全保障策略

信息化施工监测技术的优化不仅依赖于先进的硬件设备，还需要结合精确的数据处理和智能化的分析方法。为了提高监测系统的准确性和稳定性，传感器和监测设备的选择至关重要。在复杂的基坑施工环境中，传感器的布置要根据地质特征、土层结构以及基坑支护系统的实际情况进行合理设计。通过智能传感器网络和无线数据传输技术，能够实时采集土体变形、支护结构受力等关键参数，减少人为干预的误差，保证数据的准确性。传感器设备的抗干扰性和耐久性也必须经过严格测试，确保在长期施工过程中仍能稳定工作，以便为风险预警提供可靠的数据支撑。

基坑施工过程中，土体的变形、应力变化等数据呈现出复杂的时空变化规律，单一的数据监测往往难以全面揭示潜在风险。采用大数据分析、机器学习以及人工智能技术，能够对这些海量数据进行深入挖掘，发现潜在的安全隐患并进行趋势预测。通过构建基坑施工的动态模型和风险评估算法，可以对施工过程中可能发生的位移、沉降等不良情况进行精准预测，为施工人员提供实时决策支持。结合虚拟仿真技术，施工过程中的各种应力场、变形场可以在计算机中进行模拟，帮助施工单位提前识别问题，制定应对策略。

在基坑施工监测的安全保障策略中，信息化技术的应用起到了至关重要的作用。通过信息化手段，可以实现基坑施工的全过程监管，保障施工过程中的各项操作符合设计要求。在施工前期，施工单位可以借助信息化监测系统进行土体稳定性分析，优化基坑设计方案。在施工过程中，实时监测可以帮助及时发现土体的异常变化，例如基坑周边地基沉降、支护结构变形等，从而为工程师提供及时的反馈，避免施工事故的发生。同时，信息化监测还可以与应急预案系统相结合，一旦监测数据超过设定阈值，系统会自动启动预警，提醒施工人员采取紧急措施。

结语：

信息化技术在基坑施工中的应用，特别是在侵蚀堆积阶地等复杂地质环境中，展现了其独特的优势。通过实时监测、数据分析与智能决策系统，施工单位能够有效识别和应对施工过程中的潜在风险，提高施工安全性与管理效率。随着技术的不断发展，系统的优化与整合仍然是未来研究的重点。通过进一步提升监测精度与数据处理能力，信息化技术必将在基坑施工中发挥更加关键的作用，为城市建设提供坚实的技术保障。

参考文献：

[1]杨波,徐清.信息化技术在基坑施工中的应用研究[J].土木工程学报,2022,54(8):112-118.

[2]赵岩,陈洁.基坑施工监测技术与风险评估方法探讨[J].工程建设与管理,2023,39(2):58-63.

[3]刘俊,王辉.侵蚀堆积阶地环境下基坑施工的安全风险分析与控制策略[J].地质工程学报,2021,43(5):174-180.