[发明专利]一种评估垂直深基坑变形对大堤影响的预警系统及预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及安全性监测技术领域，具体的说是一种评估垂直深基坑变形对大堤影响的预警系统及预警方法。

背景技术

随着国家城市化战略的推进，需要进一步开拓城市的地下空间，这就对城市的深基坑工程提出了更高的要求。而考虑到开发的需求，尤其是毗邻水域的开发过程中，基坑的开挖势必引起基坑周边区域产生一定程度的位移和沉降，如果对这些变形不加以控制，极容易引起毗邻水域堤坝的失稳，这就对大堤的安全性提出了很大的挑战。另一方面，在汛期，湖、河或江的水位会大大超过平均水位，而基坑开挖过程中，为施工的便捷，需要降低基坑内侧的水位。如此大堤内外两侧将会产生很大的孔隙压力梯度，，极易引起管涌流砂等灾害，这将对大堤的安全产生极大的威胁。因而监测基坑开挖过程对大堤变形的影响，对于保障人民安全和财产有着巨大的实际意义。

现有的也有关于这方面的研究，例如中国专利CN102877471B中的《一种垂直深基坑失稳塌方的预警方法》，但是该方法并涉及到对大堤进行监控，仅仅是对深基坑进行三维变形的监控；该专利中并未在现场管理人员和远程计算机之间建立实时联系，使得现场相关人员无法根据实时监测数据信息及时采取预防措施；同时该专利并没有考虑到拟建场地内，含水层内外孔隙压力梯度所产生的影响。并且现有技术所设置的变形阈值都仅仅只有一种，即仅通过警戒水位或者洪峰水位得到的固定阈值，而深基坑周围的水位会有一定的波动，如果仅与固定阈值进行对比，一方面在一定程度的现场施工资源浪费，另一方面，数据的比对会存在不准确性。

发明内容

根据上述不足之处，本发明的目的在于：提供一种评估垂直深基坑变形对大堤影响的预警系统及预警方法，通过此预警系统，可以根据水域不同水位条件给出最合适的阈值，并可以根据变形趋势提前预警，防止风险的发生。

为实现上述目的，本发明的技术方案在于：一种评估垂直深基坑变形对大堤影响的预警系统，至少包括用于实时采集大堤和基坑的垂向位移变形的静力水准监测装置；用于实时采集大堤和基坑的横向位移变形的测斜装置；用于实时采集大堤附近水域水位的水位计；还包括用于将采集的垂向位移变形数据、横向位移变形数据和水位数据进行分析处理的后台服务器和用于显示判断结果并进行报警的移动终端，静力水准监测装置、测斜装置和水位计分别通过数据传输设备与后台服务器相连，后台服务器还与移动终端通信连接。

优选的是：后台服务器包括用于存储监测区域的空间数据的第一存储模块；用于存储采集得到的垂向位移变形数据、横向位移变形数据和水位数据的第二存储模块；用于将采集的垂向位移变形数据、横向位移变形数据和水位数据进行分析处理的数据处理模块；用于将结果进行存储的第三存储模块。

优选的是：空间数据包括基础地理信息和场地地质条件。

优选的是：垂向位移变形数据包括垂向瞬时变形量、垂向累计变形量、垂向变形速率和垂向变形加速度；横向位移变形数据包括横向瞬时变形量、横向累计变形量、横向变形速率和横向变形加速度。

本发明还提供一种利用本预警系统进行预警的方法，包括如下步骤：

(1)采集大堤附近水域的水位数据；采集大堤和基坑的垂向位移变形数据；采集大堤和基坑的横向位移变形数据；

(2)将采集得到的大堤和基坑的垂向位移变形数据和横向位移变形数据结合各个监测点的地理位置信息，通过后台服务器绘制形成不同时刻的监测区域的变形图；

(3)根据不同时刻的监测区域的变形图，判断变形值大的点所在的位置；

(4)确定变形值大的点所在的位置，提取位置各个时刻的变形数据，并绘制出所述位置的变形值随时间变化的变形图；

(5)根据测得的实时水位，计算得到实时的变形阈值，将实时的变形阈值与实际测得的变形数据进行对比，判断大堤所处的状态是否安全；当判断结果为不安全时，通过移动终端进行报警。

优选的是：根据步骤(4)得到的变形值随时间变化的变形图，判断得出大堤和基坑变形的趋势，进一步指导现场操作人员进行提前防范。

优选的是：将采集得到的数据以及经分析处理后的数据转化成图像数字信号，并传输至移动终端以全面呈现监测区域变形的状态及变形随时间的变化趋势。

本发明的有益效果在于：本发明通过测定现场实时的水位进行模拟计算得到合适的变形参数阈值，再与实际变形数据进行比对，比对的结果更为准确，且对于现场的指导意义更为实际，避免了因传统阈值过高造成的不必要的管理资源的浪费，更避免了因预警不及时而造成的危害。通过本预警方法可以提前预测大堤和基坑变形的趋势，提前进行防范，在防止灾害的发生方面具有重要意义。