[发明专利]一种施工过程深基坑稳定性可视化监测方法

说明书

本发明公开了一种施工过程深基坑稳定性可视化监测方法，涉及深基坑施工监测技术领域，本发明通过无人机激光点云扫描的方式采集深基坑的点云数据，所采集到的数据精度高，且无需在施工现场铺设大量线缆维持数据采集需求，并且根据深基坑工程图纸建立有深基坑等效BIM模型，通过点云数据建立深基坑现场点云模型，将建立的深基坑等效BIM模型与深基坑现场点云模型进行差异比对，并将比对后的结果以不同的颜色呈现在模型展示模块上，在监测数据可视化的基础上，提升了对深基坑施工过程中稳定性的监测效率，直观简洁，区分性更强。

技术领域

本发明涉及深基坑施工监测技术领域，具体涉及一种施工过程深基坑稳定性可视化监测方法。

背景技术

深基坑工程是指开挖深度5m及以上的基坑/基槽的土方开挖、支护、降水工程，以及开挖深度16m及以上的人工挖孔桩工程。在常规输变电工程中，深基坑主要应用于输电线路工程中的人工挖孔桩基础、掏挖基础、大开挖基础以及变电站的事故油池、地下变电站等基坑的开挖中，深基坑作业主要存在高处坠落、物体打击、坍塌、中毒、爆炸、触电、窒息等风险，而深基坑施工工序繁杂，安全隐患较多，据统计每年因基坑开挖施工引发的塌陷事故达数千起，造成了严重的人员伤亡和经济损失，而事故的发生多数是因为基坑监测布设不合理、监测精度不足、数据传输存在漏洞或者监测系统不完善导致，据此，现今技术人员研发有对应的深基坑监测方法，然而，现有的监测方法中常在深基坑内安设传感器，辅以多种检测数据转换融合，最终获得深基坑监测数据，但传感器安设位置较分散，相邻传感器之间间隙难以保持一致，不能够完善地采集深基坑内土层应变数据，稳定性监测效率低，且传感器安设时需要铺设诸多线缆，维持传感器的正常监测需求，所以，该类监测方法得到的监测数据有精度低、人力物力资源耗费大，多数据融合过程繁杂等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种施工过程深基坑稳定性可视化监测方法，包括以下步骤：

S1：根据深基坑施工图纸，建立深基坑等效BIM模型；

S2：通过无人机激光点云扫描的方式采集深基坑的点云数据，对点云数据进行预处理，建立深基坑现场点云模型；

S3：在等效BIM模型上导入点云模型，将等效BIM模型与点云模型进行比对，得出差异值，在等效BIM模型上显示差异结果。

优选的，所述步骤S2中对点云数据进行预处理，建立深基坑现场点云模型时，包括以下步骤：

S21：根据深基坑等效BIM模型对点云数据进行坐标系的调整，再对点云数据进行均匀化处理；

S22：在均匀化处理后的点云数据中提取出深基坑图像数据，生成灰度栅格图像；

S23：利用Harris角点提取算法在生成的灰度栅格图像中提取特征点数据；

S24：采用ICP算法，对特征点数据进行噪声剔除，获取无粗差的点云数据；

S25：采用四元数配准算法对无粗差的点云数据进行滤波、配准、压缩和分割，建立深基坑现场点云模型。

优选的，所述步骤S21中，根据深基坑等效BIM模型对点云数据进行坐标系的调整时，将采集的深基坑点云数据由点云原始极坐标转换到深基坑等效BIM模型所在的直角坐标。

优选的，所述步骤S21中的均匀化处理为，采用体素滤波的方式，将进行坐标系调整后的点云数据在扫描的竖直方向上进行稀疏处理。

一种施工过程深基坑稳定性可视化监测系统，其特征在于，包括以下内容：

BIM模型建模模块：用于根据深基坑施工图纸信息建立深基坑等效BIM模型，并接收点云模型建模模块的建模数据；

点云模型建模模块：用于根据点云数据建立深基坑现场点云模型，并将建模数据传输至BIM模型建模模块处；