[发明专利]一种基于GPRS的水平位移、沉降自动监测系统

说明书

技术领域

本发明专利涉及到土木工程测量领域，尤其是应用于结构安全健康监测行业中的一种水平位移、沉降监测系统，具体涉及的是一种基于GPRS的水平位移、沉降自动监测系统。

背景技术

随着城市的迅速发展，我国的深基坑工程在近20年得到迅猛发展，尤其是在大、中城市，大量兴建高层、超高层建筑及其地下构（建）筑物，特大城市着手修建地铁，深基坑施工都得到了广泛应用。基坑的开挖面积、开挖深度、周边环境复杂程度等方面都屡创新高，已有工程的平面尺寸达10余万平方米，深度达30米以上。

深基坑工程是一项风险性较高的工程，是一门综合性学科，涉及工程地质、结构力学、土力学、环境岩土工程、施工技术等多种学科，具有强烈的地域性、综合性、实践性和风险性。深基坑施工中由于基坑开挖深度较大，随着基坑内土体被挖出，基坑周边一定范围内地层应力将发生变化，进而使支护结构发生水平位移、沉降，基坑周边地面产生沉降；过大的地面沉降和地层变位将直接危及基坑支护结构的稳定性以及地面相邻建筑物和地下管线和城市市政设施的正常使用，进而危及施工安全。根据近年来建设工程事故的统计，基坑工程中发生工程事故的概率往往高于主体工程，事故发生率约占基坑工程数量的20%左右，有的城市甚至占30%左右。基坑工程事故的频频发生，造成了重大的经济损失和严重后果，深基坑的监测面临着前所未有的挑战，传统的基坑监测方法显然已经无法很好的适应这种需求。

所以在基坑的开挖施工中对支护结构，基坑临近建筑，地下管线以及周围土体等进行监测，以监测数据为依据，对基坑支护进行动态管理，是十分必要的。基坑水平位移、沉降等作为支护结构安全监测的最重要评价指标，其对基坑的安全性发挥着重要的作用。

目前，国内对基坑水平位移和沉降的传统监测方式一般采用较低精度的全站仪+水准仪的结合方式，其中全站仪用于基坑水平位移测量，水准仪用于基坑沉降观测，该方式从始至终都需要人工进行测量才可及时获取监测数据。这种方式主要具有以下几个不足之处，而使其不能满足目前各种大型基坑监测频率要求。

（1）科技含量低：整个施工过程是一种传统的粗放型的施工模式，已经很难适应现代社会的高速发展所带来的变革，满足如今对信息化施工的要求；

（2）投入的人力、物力大，经营成本高：传统的监测模式需要测量人员根据监测频率从去施工现场进行监测，每个项目需要3-5人长期驻守，投入大，经营成本高；

（3）工作繁重：监测频率越高，测量人员的工作任务越来越繁重，特别是在现在深基坑已经很普遍的整个背景之下，工作的强度也显著加大；

（4）规模化程度不高：监测规模化是信息化施工得以推广的前提，也是现代自动化监测进一步应用与推广的重要条件。从长远看，在市场经济条件下，小规模的这种监测模式在监测成本方面，往往处于劣势，无力采用先进的技术和更新市场信息，无法参与激烈的市场竞争，使得传统的监测模式往往处于监测价值链的底端，这种小规模的传统监测模式严重阻碍了信息化施工的发展；

（5）真实性、准确性、及时性低：传统的监测模式由于是人工去现场采集数据，然后回到办公室进行数据解算，无论在数据传输上还是后期的数据处理之中，很难保证数据的及时性，同时由于是人工进行采集，人工进行解算，数据的真实性和准确性也很难保证；

总之，传统的对水平位移和沉降的人工监测模式，已经很难满足社会现在对安全要求越来越高的期待，已经和高速发展的社会严重脱节，测量数据的真实、准确、高效、及时已经是信息化施工最基本的要求，显然，传统的监测模式已经很难满足这一点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于GPRS的水平位移、沉降自动监测系统，用以解决现有基坑水平位移、沉降监测中科技含量低，投入人力大，工作繁重，规模化程度不高，真实性、准确性、及时性低，经营成本高等突出的技术问题。

为了解决上述技术问题，改进其不足之处，本发明采取的技术方案是：一种基于GPRS的水平位移、沉降自动监测系统，具体包括测量机器人、电源适配器、数据传输单元(DTU)、服务器、上位机软件。

所述的上位机软件包括数据采集模块、数据分析模块、预警模块。

所述的电源适配器包括测量机器人电源适配器和DTU电源适配器。

值得说明的是电源适配器需要连接供电电源，所述的供电电源包括但不限于太阳能电板、不间断电源（UPS）、220V交流电源。