基于信息技术的基坑施工过程智能化管理研究

基于信息技术的基坑施工过程智能化管理研究

张建波，陈志军，姜珊

（云南建投基础工程有限责任公司，云南　昆明，650217）

摘要：为了探讨信息技术在基坑施工管理中的应用，构建智能化管理技术框架，以提高施工效率和安全性。文章首先阐述了信息技术在基坑施工中的现状，然后提出了智能化管理技术框架，并详细分析了其关键要素，最后对基坑施工智能化管理平台的开发和实施过程进行了详细论述，提出了评估指标和优化策略，为改善基坑施工效率、减少成本，并提高工程安全性提供了参考和借鉴。

关键词：基坑施工；智能化管理；信息技术；施工效率

引言

在现代建筑工程中，基坑施工作为建筑过程中不可或缺的一环，扮演着支撑建筑物的基础角色。然而，传统的基坑施工管理往往面临着效率低下、安全隐患多等一系列挑战，迫切需要创新性的解决方案。信息技术的快速发展为这一问题的解决提供了新的机遇，为基坑施工赋予了智能化管理的潜力[1]。本文通过综合运用传感器技术、数据采集与处理、人工智能等先进技术，旨在实现基坑施工的实时监测、数据分析与预测，为实际工程实践提供创新性的管理方法与技术支持。

1信息技术在基坑施工管理中的应用现状

信息技术在基坑施工管理中的应用已经取得了显著的进展，为这一领域带来了深刻的变革。首先，传感器技术的广泛应用为基坑施工提供了实时数据，包括土壤稳定性、地下水位和施工设备的状态等，这使得监测和管理变得更加精确和及时。其次，数据采集与处理技术的发展使得施工现场的大量数据可以被高效地收集、存储和分析。这不仅有助于识别问题和潜在风险，还为决策制定提供了更多的信息支持。

2基坑施工智能化管理技术框架

基坑施工的智能化管理技术框架旨在充分利用信息技术的优势来提高基坑施工的效率、安全性和可持续性。在这一框架中，智能化管理技术概述扮演了关键的角色，它是构建整个框架的基础。

智能化管理技术是一种融合了传感器技术、数据分析、人工智能和决策支持系统的综合性解决方案。它的核心思想是将基坑施工现场转化为一个智能化的生态系统，通过实时数据采集和处理，将各种参数和信息转化为可视化的、可操作的指导性信息。智能化管理技术利用各种传感器，如地下水位传感器、地质传感器和设备监测传感器，实时监测基坑施工现场的各种情况。这些传感器收集的数据包括土壤稳定性、地下水位、设备运行状态等，为施工现场的实时状态提供了全面的视角。

2.2基坑施工智能化管理技术要素分析

基坑施工的智能化管理技术要素包括了多个关键组成部分，它们协同工作以构建智能化管理体系，提高基坑施工的效率、安全性和可持续性。首要的要素是传感器技术。各种类型的传感器实时收集数据，为管理者提供了对施工现场的高精度实况监测，使问题能够及早发现和应对。数据采集与处理技术包括数据存储、传输、清洗和分析等环节。数据采集系统负责将传感器生成的海量数据可靠地传输到数据处理中心，而数据处理中心则运用各种数据分析工具和算法来解释、汇总和分析这些数据。这些过程帮助管理者理解施工现场的情况，发现异常和趋势，为决策提供数据支持。

2.3基坑施工智能化管理技术框架设计与构建

框架的设计依赖于精心规划的系统架构，确保各个组成部分能够协同工作。在系统架构中，需要考虑数据流的路径、传感器的部署位置、数据处理中心的结构以及决策支持系统的接口，以实现信息的流畅传递和互操作性[2]。

传感器网络的部署是构建的第一步，不同类型的传感器必须精确放置，以覆盖整个基坑施工区域。然后，数据采集与处理系统必须构建，包括数据传输、存储和清洗等功能。这些系统需要足够的计算能力和存储容量，以处理大量的实时数据。在框架的设计和构建过程中，用户需求也必须得到充分考虑。不同项目可能需要不同的功能和界面，因此，定制化是必要的。此外，培训和技术支持也是不可忽视的，确保施工团队能够充分利用这一智能化管理系统。

3基坑施工智能化管理平台的开发与实施

3.1平台功能需求分析

平台需要提供实时监测功能，以监测基坑施工现场的各项参数，如土壤稳定性、地下水位、设备状态等。这些数据应以可视化形式呈现，以便工程师和管理者能够迅速了解施工现场的情况。平台必须支持数据分析和处理。这包括数据清洗、数据挖掘和预测分析等功能，以帮助识别潜在问题、优化施工流程，并提供决策支持。平台应具备预警和报警功能，能够及时通知相关人员有关潜在的风险和问题。这有助于采取紧急措施，确保施工现场的安全性。平台还需要提供数据存储和备份功能，界面应该简单直观，易于使用，以满足各种技术水平的用户需求。

3.2平台架构设计与开发流程

在架构设计阶段，需要定义平台的整体结构，确定各个组成部分之间的关系。这包括传感器网络的布置、数据采集与处理系统、人工智能模块以及决策支持系统的集成方式。架构设计应该具备高度的可扩展性和灵活性，以便适应不同项目和施工环境的需求。开发流程应包括系统的编码、测试和优化阶段。开发团队需要根据架构设计，选择适当的编程语言和开发工具，开始平台的开发。数据采集系统需要能够实时处理和存储大量数据，因此性能优化是关键。

4基坑施工智能化管理评估与优化

4.1管理效果评估指标设计

基坑施工智能化管理的成功与否需要进行全面的管理效果评估，而这需要明确定义的评估指标来衡量不同方面的绩效。首要的评估指标包括施工效率，即在智能化管理下项目是否更快地完成，以及成本效益，即是否实现了施工成本的降低。这可以通过比较智能化管理前后的工程周期和成本来衡量。安全性评估包括评估施工现场的安全记录，比如事故发生率是否减少以及施工员工的工作条件是否改善。

4.2管理优化方法与策略研究

管理优化是基坑施工智能化管理的核心目标之一，它旨在通过有效的方法和策略改进施工过程，提高效率和安全性。实施自适应控制策略意味着管理系统能够根据实时数据和反馈自动调整决策和操作，以适应不断变化的施工条件。例如，系统可以自动调整挖掘机的操作参数，以应对不同的土壤条件或地下水位的变化，从而提高挖掘效率并减少损耗。

4.3智能化管理平台的功能与性能评估

对基坑施工智能化管理平台的功能与性能评估是确保其有效运行和不断改进的关键步骤。首先，功能评估需要验证平台是否实现了设计时所规划的所有功能。这包括实时数据监测、数据分析、预警系统、用户界面等各项功能的正常运行。同时，还需检查是否满足用户需求和项目要求，以确保平台在实际应用中具备可操作性。其次，性能评估关注平台的效率和可靠性。这包括数据处理速度、响应时间、数据准确性等方面的评估。性能测试应模拟不同负荷和工况下的平台运行，以确定其是否能够在高压力环境下保持稳定性。安全性评估确保平台的数据传输和存储满足安全标准，以保护敏感信息不受威胁。

5结语

通过充分利用信息技术、传感器技术和人工智能等先进工具，能够实现基坑施工的实时监测、数据分析和智能决策，从而提高了效率、降低了风险、改善了安全性，以及推动了可持续性发展。然而，智能化管理的实现需要综合考虑各种要素，包括系统架构、功能需求、性能评估和管理优化。随着不断的改进和实践经验的积累，基坑施工行业将迎来更加智能、高效和可持续的未来。

参考文献：

[1]陈吉.市政深基坑工程智能化监测发展趋势分析[J].交通世界（中旬刊）,2021(11):9-10.

[2]潘伟强,郭彦,裴烈峰,等.基于数字化技术的深基坑工程施工管理控制系统[J].上海建设科技,2019(5):56-59.