[发明专利]深基坑变形稳定性远程智能监测三维数字预警方法与设施

说明书

技术领域

本发明属于城市地铁车站、高层建筑地基开挖等相关深基坑施工工程技术领域，用于深基坑变形稳定性智能监测和安全预警；具体涉及深基坑变形稳定性远程智能监测及三维数字预警方法，还涉及深基坑变形稳定性远程智能监测及三维数字预警设施。 

  

背景技术

随着城市地铁、超高层建筑等建设规模的扩大，伴随着深基坑施工项目越来越多。深基坑施工过程中，基坑失稳事故频发，基坑变形稳定性越来越多引起业内人们的关注，行业基坑支护技术规程在遇到特殊水文地质工程、地质条件以及密集建筑物群环境时，有着一定的局限性。考虑安全经济的原则，开发深基坑变形稳定性远程智能监测三维数字预警方法具有十分重要的实际意义。       

国内外在深基坑变形稳定性远程智能监测及三维数字预警方法研究方面尚少，根据国内文献记载，我国极少数公路、矿产、海底隧道、铁路工程中构建有数据库、隧道施工多元信息预警与安全管理。但目前为止，尚未见集深基坑开挖变形稳定性三维数值模型与深基坑稳定性三维可视化安全预警平台于一体的深基坑变形稳定性远程智能监测及三维数字预警方法的文献报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种深基坑变形稳定性远程智能监测及三维数字预警方法，本发明要解决的另一技术问题在于提供一种深基坑变形稳定性远程智能监测及三维数字预警设施。使用该方法与设施，能够实时连续监深测基坑围护桩水平位移、冠梁的水平位移；实时连续监测深基坑底面隆起变形数据，并将所得实测数据实时连续传输到远程监测和数据处理主机，根据围护桩水平位移、冠梁的水平位移和基坑底面隆起变形数据，完成对深基坑变形稳定性分级预警。   

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种深基坑变形稳定性远程智能监测及三维数字预警方法，包括下述步骤：

（1）调查被研究深基坑的区域地层水文地质工程地质条件，获取其岩土体物理力学参数；

（2）远程监测和数据处理主机基于步骤（1）得到的深基坑区域地层水文地质工程地质条件、该区域岩土体物理力学参数，基于连续介质快速拉格朗日分析程序FLAC^3D建立深基坑开挖变形稳定性三维数值模型；

（3）远程监测和数据处理主机基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统建立深基坑稳定性三维可视化安全预警平台；

（4）深基坑开挖完成后，在基坑外两边各设置一台全断面激光扫描仪；现场同步安装声光报警器；采集围护桩水平位移、冠梁的水平位移和基坑底面隆起变形数据，将实时监测数据传输到远程监测和数据处理主机，生成数据库文件，深基坑开挖变形稳定性三维数值模型实时调用这些数据；  

（5）深基坑开挖变形稳定性三维数值模型利用得到的最初这些位移和变形数据完成自我参数修正并给出各参数模型阈值，之后深基坑开挖变形稳定性三维数值模型将采集到的后续实时数据与模型参数阈值进行比对，通过深基坑稳定性三维可视化安全预警平台予以展现并对超警戒参数进行分级安全预警；预警信息通过与计算机连接的短信模块，以手机短信方式发送至现场施工与地面管理相关人员的手机，实现深基坑变形稳定性远程预警；同时，预警信息还通过可视化安全预警平台回传到安装在施工现场作业面的声光报警器进行声、光报警，实现现场预警；使施工管理相关人员及施工现场的作业人员根据预警信息及时采取相关预防措施，进一步加强施工风险管理。 

本发明解决上述另一技术问题所采取的技术方案是：一种深基坑变形稳定性远程智能监测及三维数字预警设施，包括全断面激光扫描仪，还包括依次连接的自动化数据采集仪、GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站、互联网及远程计算机；自动化数据采集仪一端无线连接GPRS静态数据采集仪，GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站与互联网之间依次无线信号通讯连接，互联网与远程计算机连接，远程计算机连接有F2003GSMDTU短信模块，F2003GSMDTU短信模块与数个手机无线信号通讯连接；其特征在于：还包括声光报警器，声光报警器一端与全断面激光扫描仪有线连接，另一端与自动化数据采集仪有线连接。 

深基坑开挖完成后，在基坑外两边各设置一台全断面激光扫描仪。