[发明专利]一种炼钢车间内基坑与构筑物一体化智能监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种炼钢车间内基坑与构筑物一体化智能监测系统及方法，属于基坑工程技术领域。本发明的监测系统包括数据采集模块、BIM模块、数据传输模块、数据处理模块和预警模块，BIM模块用于根据采集的现场数据对基坑监测点和周边建筑物进行建模；预警模块用于根据数据处理模块的处理数据结果和BIM模块的建模图像向施工作业人员发出预警信号。采用本发明的技术方案可以有效适应于生产环境下炼钢车间内基坑监测，通过BIM模块和数据处理模块可在计算机终端对基坑进行数字化操作，直观反映基坑各项检测数据情况(位移、受力)以及基坑坡顶塌陷，基坑内倾覆危险区域范围，且其监测精度较高。

技术领域

本发明涉及基坑工程技术领域，具体涉及一种生产环境下炼钢车间内基坑与构筑物一体化智能检测系统及监测方法。

背景技术

随着我国经济的发展，传统钢铁产业迎来了技术转型升级发展的关键时期，炼钢技改工程为增加产量及提升环保要求，必不可少的需要在炼钢车间内进行深基坑工程。炼钢工程封闭厂房内的深基坑施工受空间影响极大，对于已建厂房的深基坑，如果支护不到位，很容易使厂房柱基础偏移，严重时会导致厂房坍塌。同时由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，单纯根据地质勘察资料和室内土工试验参数确定的设计和施工方案，往往含有许多不确定因素，对在施工过程中引发的土体性状、环境、临近建筑物的监测已成了工程建设必不可少的重要环节。

目前，现有技术中通常采用极限平衡法、有限元分析法和基坑监测预警方法对基坑工程的稳定性进行分析与评价。其中，由于极限平衡法只引入静力平衡条件和材料剪切破坏的“摩尔-库仑”准则，回避了变形协调关系以及相应的本构关系，而且所建立的模型和参数是无时间因素的静态评价模型，所以该类方法建模的局限给基坑边坡的准确动态监测预警与评价常常会带来极大的困难；有限元分析法在基坑工程中的应用大多是基于连续介质理论基础上解决小变形问题的数值模拟，对于大变形及离散介质的模拟具有一定的局限性，使得结果不能更真实的反映实际情况，而造成预测结果的不准确性；对于基坑监测预警方法，建筑基坑工程监测技术规范中规定基坑工程监测报警值应由监测项目的累计位移量和位移变化速率值共同控制。但由于现场环境变化快，施工干扰多，会导致传感器的报警值不符合现场实际情况，误报警或超限无报警的情况时有发生，从而影响监测结果的准确性。

如，中国专利申请号为201811295561.3的申请案公开了一种地铁车站基坑的实时监测预警系统及其监测预警方法，该申请案的监测预警系统包括设置在基坑中的现场传感器，所述现场传感器将采集到的基坑数据传输到前端数据采集模块、前端数据处理传输模块，所述前端数据处理传输模块将数据传输到数据处理中心、基坑监测预警管理平台，基坑监测预警管理平台与基坑BIM模型相连实现测量数据在模型中的对应映射；其监测预警方法，包括以下步骤：构建基坑开挖时变BIM模型、建立控制网、进行信息交互，实现BIM模型4D的实时可视化监测、基坑监测预警管理平台根据实测数据进行计算分析、进行施工过程模拟或预测分析。采用该申请案的监测系统和监测方法可以对基坑安全进行实时监测，但其监测结果仍不可避免地会收到环境扰动的影响，因此监测结果的准确性有待进一步提高。

发明内容

1.要解决的问题

本发明的目的在于克服现有基坑监测方法存在的监测结果易受环境扰动等因素的影响，从而导致监测结果不准，已出现误判的不足，提供了一种炼钢车间内基坑与构筑物一体化智能监测系统及方法。采用本发明的技术方案可以有效适应于生产环境下炼钢车间内基坑监测，通过BIM模块和数据处理模块可在计算机终端对基坑进行数字化操作，直观反映基坑各项检测数据情况(位移、受力)以及基坑坡顶塌陷，基坑内倾覆危险区域范围，且其监测精度较高。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：