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摘要：传统的基坑监测技术是通过进行数据的采集、中间的处理以及信息的反馈建筑、桥梁、马路等大型建筑基坑情况。但是随着科技的进步和对基坑监测理解程度的加大，使得传统的信息化监测技术已经无法满足基坑及周边环境的监测分析。本文通过分析基坑监测信息化技术在在我国的研究现状，并分析基坑监测信息化系统存在的局限性，针对这些局限性构建了能够监测基坑稳定性的监测系统、预测系统以及可视化系统相结合的具有动态分析功能的信息化系统。
关键词：信息化施工；深基坑；变形监测
1深基坑变形监测项目及特点
1.1时效性
普通工程测量一般没有明显的时间效应。基坑监测通常是配合降水和开挖过程，有鲜明的时间性。测量结果是动态变化的，一天以前（甚至几小时以前）的测量结果都会失去直接的意义，因此深基坑施工中监测需随时进行，通常是1次/d，在测量对象变化快的关键时期，可能每天需进行数次。深基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力，甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。
1.2高精度
普通工程测量中误差限值通常在数毫米，例如60m以下建筑物在测站上测定的高差中误差限值为2.5mm，而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0.1mm/d以下，要测到这样的变形精度，普通测量方法和仪器部不能胜任，因此基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。
1.3等精度
基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值，而不要求测量绝对值。例如，普通测量要求将建筑物在地面定位，这是一个绝对量坐标及高程的测量，而在基坑维护桩变形测量中，只要求测定维护桩相对于原来基准位置的位移即可，而维护桩原来的位置（坐标及高程）可能完全不需要知道。由于这个鲜明的特点，使得深基坑施工监测有其自身规律。例如，普通水准测量要求前后视距相等，以清除地球曲率、大气折光、水准仪视准轴与水准管轴不平行等项误差，但在基坑监测中，受环境条件的限制，前后视距可能根本无法相等。这样的测量结果在普通测量中是不允许的，而在基坑监测中，只要每次测量位置保持一致，即使前后视距相差悬殊，结果仍然是完全可用的。因此，基坑监测要求尽可能做到等精度。使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方案施测。
2基坑监测中信息化系统的开发
基坑监测系统的开发需要考虑的因素非常多，例如基体结构和支护结构、相邻建筑群或者环境介质的关系、建设工程的经验等，都直接影响了监测系统开发之后的应用特性，综合的分析基坑监测系统的稳定性、预测性和可视化特征是完善设计所必需的理论。
2.1基坑稳定性监测系统的开发
2.1.1影响因素分析
工程项目的稳定保证来源于监测系统对于基坑监测结果，不仅关乎基坑的安全性能还影响着使用费用的高低。在开展监测项目的过程中往往会造成工程费用的损失，但是如果对于监测系统的检测项目进行减量，同样也会对工程造成不同程度的损失，甚至会导致严重的后果。所以在进行基坑稳定性监测系统开发之初就应该进行基坑工程项目等级进行评定，合理的规划工程的使用费用，并统筹基坑周围环境的特征，具有针对性的开发出性价比较高的监测系统。
2.1.2设计原则
基坑稳定性监测系统的设计除了进行影响因素的分析之外，还需要重视开发设计的原则。主要包括可靠性原则、多元性原则、经济适宜性原则和关键部位监测原则等。其中可靠性原则是最基本的原则也是首要考虑的设计原则，监测系统的开发需要建立在现有可靠的仪器设备和实际工况的基础之上，这样才能够保证监测系统的合理化。
2.2基坑稳定性预测系统的开发
2.2.1预测能力在监测系统开发中的体现
监测系统的开发还需要考虑到其预测能力的广度和深度，通过监测系统得到的信息我们发现，大部分信息是关于基坑的基本特性，而有少量的信息是为未知信息，通过提高监测系统的预测能力，合理的运用这小部分未知信息进行定性、定量的预测基坑监测结果在复杂的工程项目开展中运用的非常广。例如，通过监测大量的土壤流变性数据可以准确的预判在基坑遭受破坏过程中所受到的位移信息，从而在今后的基体发掘过程中需要重视不断变化的位移数据。
2.2.2预测系统中优化算法的选择
在进行预测系统开发的过程中优化算法的选择是决定监测系统预测能力的重要影响因素。优化算法其实是一种基于某种特定的运算过程的搜索、筛选规则。在数学、物理、化学领域中常常运用的优化算法主要有遗传算法、人工神经网络和模拟退火算法等等。如前文中所提到的，遗传算法是基于群体运算和个体评价的算法，很好的分析了每一个个体数据之间存在的关系。而模拟退火法则在处理数据过程中局部极小值的解释起到了重要作用。而人工神经网络则是通过运用人脑神经网络对数据信息进行抽象化，处理的过虽然具有抽象性但是却能得到与非线性函数的真值最为近似的数值。
2.3基坑可视化系统的开发
可视化系统是近些年在基坑监测研究中新型的检测手段，将基坑的检测结果从单一的数据分析逐步转化为数据与图片相结合的检测方法，在监测结果的稳定性和准确性上有了很大的提高。随着图片处理水平的不断提高，监测可视化系统所输出的图片有二维变成三维，在形貌特征上更能够体现出基坑周边的环境信息和变化情况。
3基坑可视化监测和预测系统的实现与应用
3.1数据库查询系统和数据处理模块
为了将所检测到的所有数据进行合理的规划和分析，本系统利用SQL语言建立相应的数据库对数据进行合理的整理和保存，这些数据在系统中可以根据监测人员、监测项目、检测日期进行数据的排序、查询和修改，特别是对于建筑物的沉降数据的分析和管理最为突出。SQL数据库的使用能够将基坑工况中不同时间段、不同监测点的结果汇总于一张表中为后续对数据的溯源和重新添加或者修改起到很大的便利性。此外，本系统针对深基坑、变形监测数据的基坑监测而采用了卡尔曼滤波技术，通过输入-输出的信号噪声激励的特性值统计，形成了具有时间段限制的滤波方法，可直接用于动态的检测基坑的实时情况，并进行快速的预报。同时，系统中还结合了遗传算法将所收集的数据进行了个性评价，剔除没有相关性的数据，为后续的预测模型的建立提供有效的信息来源。
3.2预测模型和可视化模块分析
在建立预测模型的过程中，首先需要设定相应监测项目的警戒值允许值，系统的预测模型模块的功能能够实现将处理后的实测数据进行建模，最后得到预测模型。预测模型能够针对所监测项目的监测点数据进行校验和预测。为了让可视化模块所显示出来的图片效果更加明显和准确，系统中采用GPS的伪距法进行定位，根据周围基岩分布，计算出各个土层的主要物理力学性质，水文地质条件等选择合理的监测地点，并分别对维护结构、支撑结构和周围环境进行监测。最终通过系统的可视化功能，将处理后的数据文件和预测模型在可视化模块中显示出来，通过三维图片的形式能够清晰的观察到基坑中的具体形貌和对应不可挖掘的地点，在一定程度上解决了工程师因为数据的误判和经验的限制导致的工程建设事故的问题。
结语：
对于信息化施工的深基坑工程变形监测来说，想要较好的发挥其自身功用，施工单位就必须保证这一工作贯穿于施工的整个过程.而一套完善的基坑监测机制及其数据分析处理，同样关系着这一工程施工能否实现较好展开.随着信息技术和变形监测技术的不断发展，工程监测数据也会日渐庞大，施工单位必须对深基坑工程变形监测工作予以高度重视，才能够保证施工的安全与稳定。
参考文献：
[1]陈诚.深基坑监测信息管理系统及三维可视化研究[D].山东大学，2016.
[2]杨传宽.深基坑变形监控与信息化施工研究[D].河南理工大学，2010.