深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)分析

卓鎮(zhèn)權(quán)

廣東省有色地質(zhì)環(huán)境中心 廣東 廣州 510080

深基坑作為工程建設(shè)的基礎(chǔ)，并且隨著建設(shè)工程規(guī)模的擴(kuò)大，深基坑施工數(shù)量和規(guī)模也在不斷增加，這樣也給深基坑監(jiān)測工作帶來了較高的難度。同時，傳統(tǒng)深基坑監(jiān)測一般都是停留在文件管理模式上，這樣不僅速度相對較慢，其監(jiān)測效果也相對較差，對其中存在的一些問題無法及時發(fā)現(xiàn)，影響了深基坑施工的質(zhì)量。然而，通過利用深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，可以實時對深基坑施工情況進(jìn)行監(jiān)測，并且獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，了解支護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)、周邊地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)等方面所產(chǎn)生的變化，根據(jù)其變化及時采取措施，以此避免對深基坑施工造成嚴(yán)重的影響。由此來說，監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是深基坑施工安全、施工質(zhì)量的重要保障措施。

1 深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)分析

監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)對于深基坑施工來說，起到了關(guān)鍵性的作用，可以有效避免各個結(jié)構(gòu)變形和失穩(wěn)問題的產(chǎn)生，確保深基坑施工的穩(wěn)定性、安全性，以及施工質(zhì)量[1]。因此，針對深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的概述、作用、以及目標(biāo)等方面，展開了分析和闡述。

1.1 概述

由于深基坑施工環(huán)節(jié)相對較為復(fù)雜，所以在監(jiān)測的時候，一般都是利用測量機(jī)器人自動掃描、照準(zhǔn)棱鏡、以及自動采集數(shù)據(jù)等，并且將采集后的數(shù)據(jù)自動上傳到數(shù)據(jù)庫，以供后期使用。同時，深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以根據(jù)施工狀況，實時、動態(tài)的了解擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)、以及周圍地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)的累計位移和累計沉降等方面，一旦出現(xiàn)異常，施工人員可以及時做出反映和處理，以此避免變形和失衡問題的產(chǎn)生，有效提升深基坑施工的質(zhì)量，為提升工程建設(shè)品質(zhì)，給予了基礎(chǔ)性的保障[2]。

1.2 作用

監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)對于深基坑施工來說，起到了重要的作用，主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

（1）深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在應(yīng)用的時候，可以有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集、存儲、分析和處理等功能，這樣可以有效解決傳統(tǒng)深基坑監(jiān)測存在的弊端，提升其效率，確保其準(zhǔn)確性。

（2）可以根據(jù)所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，自動生成數(shù)據(jù)報表、變形曲線圖、變形速率圖等方面，以此具有更好的直觀效果，便于使用。

（3）深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在應(yīng)用的時候，主要是通過自動化監(jiān)測、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，并且再利用統(tǒng)計技術(shù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和估計，進(jìn)而有效的實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動化分析。另外，根據(jù)分析的數(shù)據(jù)，以及所設(shè)定的預(yù)警值和報警值，以此實現(xiàn)自動報警和預(yù)警，這樣為深基坑施工提供重要的保障。

2 深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成

深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要是由監(jiān)測點和基準(zhǔn)點、監(jiān)測器、數(shù)據(jù)庫、分析器、報表輸出等方面組成，下面就針對這幾點內(nèi)容，展開了分析和闡述。

2.1 監(jiān)測點和基準(zhǔn)點

監(jiān)測點和基準(zhǔn)點是深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)重要的內(nèi)容，在布置是的時候，主要是考慮深基坑監(jiān)測的內(nèi)容，采用不同點組監(jiān)測點和基準(zhǔn)點，這樣主要是保證監(jiān)測的準(zhǔn)確性。另外，需要盡最大程度上保證基準(zhǔn)點的穩(wěn)定性，并且基準(zhǔn)點一定不能少于3～4個，否則就會影響深基坑監(jiān)測的效果。根據(jù)深基坑監(jiān)測的需要，需要進(jìn)行均勻分析，并且將其安裝上在基站棱鏡，以此保證深基坑監(jiān)測的效果。

2.2 監(jiān)測器

監(jiān)測器主要是根據(jù)深基坑施工現(xiàn)場變形監(jiān)測選取的穩(wěn)定，或者相對穩(wěn)定的基準(zhǔn)點，并且在通過利用測量機(jī)器人進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動采集[3]。同時，可以在一定的范圍內(nèi)，進(jìn)行自動搜索和照準(zhǔn)棱鏡，自動讀取數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)的自動上傳和儲存，這樣不僅其效率比較高，準(zhǔn)確性也相對較高，以此有效來采取防治措施。

2.3 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是深基坑監(jiān) 測預(yù)警系統(tǒng)中的重點，主要是采用SQL2005，根據(jù)深基坑施工的需求，以及質(zhì)量要求，預(yù)先設(shè)定好數(shù)據(jù)的表格樣式，這樣主要是盡最大程度上保證各項數(shù)據(jù)穩(wěn)定的從監(jiān)測器導(dǎo)入，避免異常現(xiàn)象的產(chǎn)生。同時，監(jiān)測器導(dǎo)入數(shù)據(jù)以后，應(yīng)當(dāng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析其導(dǎo)出數(shù)據(jù)，以此便于對數(shù)據(jù)的使用。

2.4 分析器

分析器在深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)中，主要是實時從數(shù)據(jù)庫調(diào)用所監(jiān)測采集的數(shù)據(jù)，并且再通過利用小波分析進(jìn)行降噪處理，并且處理完成以后，需要繪制成變量曲線圖，以便后期使用。同時，在變量曲線圖編制完成以后，根據(jù)預(yù)先所設(shè)定好的預(yù)警值和報警值進(jìn)行對比，以此進(jìn)行安全示警。

2.5 報表輸出

主要是考慮深基坑監(jiān)測對象所產(chǎn)生的突發(fā)情況，對支護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境等制日、周、月三種數(shù)據(jù)報表，并且在報表中主要是以累計變量化、變化速率等反映深基坑施工的狀態(tài)。

3 深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的實現(xiàn)

深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的實現(xiàn)，可以在極大程度上保證深基坑施工的穩(wěn)定性和安全性， 確保其施工質(zhì)量。基于此，如何實現(xiàn)深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，本段內(nèi)容作出了簡要的分析和闡述。

3.1 Android 客戶端

在深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)實現(xiàn)的時候，Android 客戶端屬于一項重點內(nèi)容，主要是因為在該方面的實現(xiàn)，可以為監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、上傳等方面，提供了相對便利的條件，確保各項深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性。那么，深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在Android 客戶端中的實現(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）主要是因為深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)中不是所有監(jiān)測器都能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，以及遠(yuǎn)程平臺端，這樣工作人員需要根據(jù)每天深基坑的施工狀況，以及相關(guān)要求進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集，這樣監(jiān)測數(shù)據(jù)采集的效率相對較低。 同時，深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以有效實現(xiàn)圖表信息查詢，并且預(yù)警信息可以實時推送，這樣將深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)實現(xiàn)到移動平臺端，可以為其使用，提供了相對便利的條件。

（2）圖1所示，深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在Android 客戶端的實現(xiàn)，其中左圖為檢測數(shù)據(jù)的采集模塊，并且針對已經(jīng)完成采集監(jiān)測點根據(jù)數(shù)據(jù)與安全范圍進(jìn)行標(biāo)注，安全度較高的為綠色，存在一定風(fēng)險的的為黃色，風(fēng)險較高的為紅色。 另外，深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在Android 客戶端實現(xiàn)的時候，針對沒有填充監(jiān)測點的地方進(jìn)行雙擊，就會立即彈出該監(jiān)測點的相關(guān)信息，并且還會顯示小黃點，即為錄入中圖標(biāo)，在淺藍(lán)色輸入框中添加所采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，即可上傳，這樣可以有效提升監(jiān)測數(shù)據(jù)雙上傳的實時性。

圖1 Android 客戶端節(jié)界面

3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與接口的實現(xiàn)

為了更好的使用深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，所以加強(qiáng)化深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的實現(xiàn)力度是非常必要的，監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和接口的實現(xiàn)，就是其中非常重要的一項內(nèi)容，具體的實現(xiàn)應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個方面。

（1）需要根據(jù)深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計并實現(xiàn)云平臺數(shù)據(jù)處理層、用戶層等接口層。同時，在與接口層實現(xiàn)的時候，應(yīng)當(dāng)將多種集成協(xié)議進(jìn)行集成處理，這樣主要是支持接收不同監(jiān)測數(shù)據(jù)采集設(shè)備、協(xié)議、以及客戶端的數(shù)據(jù)請求，并且客戶端會根據(jù)深基坑施工的情況，主動推送預(yù)警信息，這樣可以確保各項監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性。

（2）在深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的時候，由于深基坑監(jiān)測點的不同，會在曲線報表以及圖形中，呈現(xiàn)不同的顏色折線。同時，如果變化曲線達(dá)到預(yù)警值范圍的時候，會啟動報警功能，并且根據(jù)變化率，再通過利用單次變化量實現(xiàn)曲線判斷深基坑施工是否存在異常，一旦發(fā)現(xiàn)其中存在異常，應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行解決，以此保證深基坑施工的效果。

圖2 深基坑監(jiān)測點曲線圖

（3）深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)采集完成以后，任何一項指標(biāo)達(dá)到監(jiān)測點的報警值的時候，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)分析所引起的變化，并且明確其變化所產(chǎn)生的原因，根據(jù)其原因采取相應(yīng)的措施，確保支撐結(jié)構(gòu)、支護(hù)結(jié)構(gòu)、以及周圍地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)等變化、失穩(wěn)盡快的恢復(fù)到安全的狀態(tài)，以此降低深基坑施工安全事故的產(chǎn)生。

4 結(jié)束語

深基坑是一項工程建設(shè)的基礎(chǔ)，其施工質(zhì)量直接影響著工程建設(shè)的品質(zhì)，以及工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。但是，由于深基坑施工環(huán)境相對較為復(fù)雜，所以影響施工質(zhì)量、安全等因素相對較多，然而通過利用深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，可以針對深基坑施工的情況，進(jìn)行實時數(shù)據(jù)獲取，分析支撐結(jié)構(gòu)、支護(hù)結(jié)構(gòu)、以及周圍地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)等所產(chǎn)生的變化，根據(jù)其變化生成數(shù)據(jù)曲線報表，與預(yù)警值和報警值進(jìn)行對比，根據(jù)所產(chǎn)生的異常，及時采取相應(yīng)的實現(xiàn)措施，以此保證深基坑施工的效果，完全凸顯出深基坑監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)存在的作用。