[实用新型]深基坑稳定性远程智能监测三维数字综合预警系统

说明书

技术领域

本实用新型属于城市地铁车站、高层建筑地基开挖等相关深基坑施工工程技术领域，用于深基坑稳定性智能监测和安全预警；具体涉及深基坑受力、变形与力学稳定性远程智能监测三维数字综合预警系统。

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越来越多，深基坑失稳、突水突泥事故频发，深基坑稳定性越来越多引起人们的关注，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，开发深基坑稳定性远程智能监测及三维数字综合预警方法具有十分重要的实际意义。       

国内外在深基坑稳定性远程智能监测及三维数字综合预警方法研究方面尚少，根据国内文献，我国极少数公路、矿产、海底隧道、铁路工程中已有构建数据库、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稳定性三维综合数值模型与深基坑三维可视化安全预警平台于一体的深基坑稳定性远程智能监测及三维数字综合预警方法的文献报道。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种深基坑稳定性远程智能监测三维数字综合预警系统。使用该系统，能够实时连续监测深基坑坡顶和围护桩的沉降、水平位移，并实时连续监测围护桩周侧土压力、工字钢支撑轴力，同时连续检测基坑坡顶及围护桩周土孔隙水压力等的变化情况，并将实测数据实时连续传输到远程监测和数据处理主机，根据实时监测数据，完成对深基坑稳定性分级预警。 

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种深基坑稳定性远程智能监测三维数字综合预警系统，包括若干个测斜仪、多个压力盒、多个轴力计、若干个静力水准仪与若干个孔隙水压力计；其特征在于：还包括多个压力盒与多个轴力计，还包括依次连接的声光报警器、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；测斜仪、压力盒、轴力计、静力水准仪、孔隙水压力计与声光报警器有线连接，声光报警器与自动化数据采集仪有线连接，自动化数据采集仪另一端无线连接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。

应用时，沿深基坑轴向即与工字钢支撑垂直的方向设置若干断面，每个断面上在围护桩表面或围护桩中依据深基坑围护桩深度每一定间隔布设一个测斜仪，每个断面沿围护桩表面安装多个压力盒和多个孔隙水压力计，每个断面深基坑坡顶安装一个静力水准仪，每个断面在深基坑坡顶下面至与冠梁深度相当的部位设置数个测斜仪与数个空隙水压力计，每个断面冠梁上表面安装一个静力水准仪；工字钢支撑两端安装轴力计；静力水准仪基准点安装在深基坑外相对沉降稳定点。 

本实用新型提供了一种基于测斜仪、压力盒、轴力计、静力水准仪以及孔隙水压力计的深基坑稳定性远程智能监测及三维数字预警技术，本实用新型对深基坑稳定性进行系统的、全面的、全方位的监测。本实用新型基于深基坑岩土体物理力学参数、深基坑区域水文地质工程地质条件以及连续介质快速拉格朗日分析程序FLAC^3D技术，建立施工区域深基坑开挖稳定性三维综合数值模型；并基于VTK商业软件系统建立深基坑三维可视化安全预警平台。通过测斜仪采集深基坑坡顶和围护桩的水平位移；通过静力水准仪采集基坑坡顶和围护桩的沉降；通过压力盒和轴力计分别采集围护桩周土侧压力以及工字钢支撑轴力；通过孔隙水压力计采集深基坑坡顶至围护桩底孔隙水压力变化等实时监测数据，并将实时监测数据传输到用户计算机，计算机深基坑开挖稳定性三维综合数值模型调用这些数据，并利用得到的最初数组数据完成自我参数修正且给出各参数模型阈值，之后模型将得到的后续实测系列数据进行综合受力、变形分析，再与模型参数阈值进行比对，通过深基坑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；所有预警信息通过与远程计算机连接的短信模块，以手机短信方式发送至相关人员的手机；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；从而完成深基坑稳定性现场与远程三维数字安全预警，使相关人员根据预警信息及时采取预防措施，提高深基坑施工人员安全性。   

附图说明

图1是布置在深基坑的测斜仪、压力盒、轴力计、静力水准仪、孔隙水压力计与声光报警器的纵断面图，