项目简介

郑州市金水区一项大型商业综合体的建设工程，拟建一栋地下三层、地上二十五层的综合性建筑。基坑开挖深度约为15米，基坑周边环境复杂，紧邻地铁线路和多栋高层建筑，基坑总面积约为6000平方米。支护结构设计基坑支护采用地下连续墙结合内支撑体系。具体设计如下：地下连续墙厚度为800mm，深度为30米。内支撑系统采用四道水平钢支撑，每道支撑间距为4米。

项目包含多层地下停车场和商业空间，需要开挖一个深基坑。由于项目地处繁华地段，周围建筑密集，地质条件复杂，深基坑支护的安全性和施工进度要求极高。为此，项目团队决定采用云端BIM智慧管理平台，对深基坑支护进行全自动智慧监测。

监测方案

基坑支护监测主要包括以下内容：

①基坑周边建筑物沉降监测

②基坑围护结构水平位移监测

③地下水位监测

④支撑轴力监测

⑤基坑内地表沉降监测

监测点布置

周边建筑物沉降监测点

在基坑周边5栋临近建筑物的墙体上设置沉降监测点，每栋建筑设置4个监测点。

围护结构水平位移监测点

在地下连续墙上设置水平位移监测点，每隔10米设置一个，垂直方向上每4米设置一层。

地下水位监测点

在基坑周边设置4个地下水位监测井，深度为30米，监测基坑开挖期间的地下水位变化。

支撑轴力监测点

在每道水平支撑上设置支撑轴力监测点，每道支撑设置6个监测点。

地表沉降监测点

在基坑内地表上设置沉降监测点，间距为5米×5米。

监测频率

基坑开挖初期：动态实时监测

基坑开挖中期：动态实时监测

基坑开挖后期：动态实时监测

特殊情况（如暴雨、大风等）：增加监测频次与校准。

监测数据分析

周边建筑物沉降监测：分析各建筑物的沉降速率和累计沉降量，确保不超过设计允许值（通常为20mm）。

围护结构水平位移监测：分析地下连续墙的水平位移，确保位移量在设计允许范围内（通常为50mm）。

地下水位监测：分析地下水位变化，确保基坑内外水位差不超过设计要求（通常为1.5米）。

支撑轴力监测：分析各道支撑的轴力变化，确保支撑轴力在设计允许范围内。

地表沉降监测：分析基坑内地表的沉降情况，确保沉降量均匀分布，不出现大面积不均匀沉降。

应急预案

当监测数据超出预警值时，立即启动应急预案。

及时加强支护结构，增加监测频次。

必要时暂停开挖，进行结构加固处理。

与周边建筑物的管理方保持沟通，确保安全。

系统实施

基坑BIM模型创建：

项目初期，技术团队基于详细的地质勘察数据和设计图纸，建立了深基坑的BIM模型。

BIM模型详细描述了基坑的尺寸、支护结构、土层分布、周边建筑物等信息，为后续的监测和管理提供了基础数据支持。

传感器网络布设：

在基坑关键位置安装了多种传感器，包括倾斜仪、沉降传感器、地下水位计和应力计等。

传感器通过无线网络与云端平台连接，实现数据的实时传输。

云端BIM智慧管理平台：

云端平台集成了传感器数据采集、BIM模型展示、施工进度管理等功能。

平台通过大数据分析和机器学习算法，对传感器数据进行实时处理和分析，生成基坑变形、沉降、应力分布等监测报告。

全自动智慧监测：

系统设置了多级预警机制，根据传感器数据的实时变化，自动识别基坑支护的异常情况。

当监测数据超出安全阈值时，系统自动发送预警信息至项目管理团队，提供详细的应对措施建议。

成果与成效

实时监测与预警：

云端BIM智慧管理平台实现了深基坑支护的24/7实时监测，监测数据精度高、可靠性强。

在一次暴雨过程中，系统实时监测到基坑南侧沉降数据异常，及时发出了预警，项目团队迅速采取了加固措施，成功避免了基坑坍塌的风险。

施工进度可控：

平台集成了施工进度管理功能，项目经理可以通过BIM模型实时查看施工进度，并根据监测数据调整施工计划。

通过科学的施工管理，项目按计划顺利推进，基坑开挖和支护施工未发生任何重大安全事故。

成本节约：

传统的人工巡检方式被全自动智慧监测系统所替代，减少了人工巡检的频次和成本。

由于系统的高效预警机制，减少了因突发事故导致的停工和修复费用，总体施工成本降低了约15%。

数据可视化与决策支持：

云端平台提供了友好的数据可视化界面，项目团队可以直观地查看基坑支护的实时状态和历史数据，辅助决策。

多次例会中，结合平台提供的监测数据和分析报告，使管理层能够迅速制定科学的施工和应急方案，提高了项目管理的效率和决策的准确性。

实施效果

通过严格的监测与数据分析，及时发现并处理了基坑开挖过程中的异常情况，确保了基坑支护的安全性。周边建筑物和地铁线路未出现明显沉降和位移，基坑开挖顺利完成，达到了预期的安全和质量目标。