[發(fā)明專利]深基坑受力穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測及三維預(yù)警方法與系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210511855.1
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN102979071A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐述林
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二十一局集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E02D1/00
• 分類號(hào): E02D1/00;E02D17/02
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 劉繼春

1.一種深基坑受力穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測及三維預(yù)警方法，包括下述步驟：

（1）調(diào)查被研究深基坑的區(qū)域地層水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件，收集其巖土體物理力學(xué)參數(shù)以及圍護(hù)樁設(shè)計(jì)強(qiáng)度和規(guī)格尺寸等參數(shù)；

（2）遠(yuǎn)程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機(jī)基于步驟（1）得到的深基坑區(qū)域地層水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件、該區(qū)域巖土體物理力學(xué)參數(shù)、圍護(hù)樁設(shè)計(jì)強(qiáng)度和規(guī)格尺寸，基于連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析程序FLAC^3D建立深基坑開挖受力穩(wěn)定性三維數(shù)值模型；

（3）遠(yuǎn)程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機(jī)基于VTK(Visualization?Toolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)建立深基坑三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)；

（4）圍護(hù)樁施工的同時(shí)：在基坑坡頂下面至與冠梁深度相當(dāng)?shù)牟课煌皆O(shè)置數(shù)個(gè)測斜儀與數(shù)個(gè)孔隙水壓力計(jì)；沿圍護(hù)樁表面或圍護(hù)樁中與樁軸平行同步安裝數(shù)個(gè)測斜儀與數(shù)個(gè)孔隙水壓力計(jì)，底部的測斜儀深入樁尖以下，頂部的測斜儀與冠梁上部平齊；工字鋼支撐兩端安裝軸力計(jì)；現(xiàn)場同步安裝聲光報(bào)警器；采集基坑坡頂和圍護(hù)樁的水平位移、工字鋼支撐的軸力以及圍護(hù)樁周土孔隙水壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理主機(jī)，生成數(shù)據(jù)庫文件，深基坑開挖受力穩(wěn)定性三維數(shù)值模型實(shí)時(shí)調(diào)用這些數(shù)據(jù)；?

（5）深基坑開挖受力穩(wěn)定性三維數(shù)值模型將得到的實(shí)測測斜儀位移數(shù)據(jù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換并給出圍護(hù)樁彎矩、剪力和土壓力數(shù)據(jù)，模型利用得到的最初這些力學(xué)數(shù)據(jù)以及最初孔隙水壓力數(shù)據(jù)完成自我參數(shù)修正并給出各參數(shù)模型閾值，之后深基坑開挖受力穩(wěn)定性三維數(shù)值模型將采集到的實(shí)時(shí)力學(xué)數(shù)據(jù)與模型閾值進(jìn)行比對，通過深基坑三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)予以展現(xiàn)并對超警戒參數(shù)進(jìn)行分級(jí)安全預(yù)警；預(yù)警信息通過與計(jì)算機(jī)連接的短信模塊，以手機(jī)短信方式發(fā)送至現(xiàn)場施工與地面管理相關(guān)人員的手機(jī)，實(shí)現(xiàn)深基坑受力穩(wěn)定性遠(yuǎn)程預(yù)警；同時(shí)，預(yù)警信息還通過可視化安全預(yù)警平臺(tái)回傳到安裝在施工現(xiàn)場作業(yè)面的聲光報(bào)警器進(jìn)行聲、光報(bào)警，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場預(yù)警。

2.一種深基坑受力穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測及三維預(yù)警系統(tǒng)，包括若干個(gè)測斜儀，若干個(gè)孔隙水壓力計(jì)與若干個(gè)軸力計(jì)；其特征在于：還包括依次連接的聲光報(bào)警器（17）、自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀（2）、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀（3）、通信發(fā)射基站（11）、商用衛(wèi)星（10）、通信接收基站（16）、互聯(lián)網(wǎng)（12）及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)（13）；測斜儀（1）、孔隙水壓力計(jì)（18）、軸力計(jì)（4）與聲光報(bào)警器（17）有線連接，聲光報(bào)警器（17）與自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀（2）有線連接，自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀（2）另一端無線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀（3），GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀（3）、通信發(fā)射基站（11）、商用衛(wèi)星（10）、通信接收基站（16）與互聯(lián)網(wǎng)（12）之間依次無線信號(hào)通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)（12）與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)（13）連接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)（13）連接有F2003GSMDTU短信模塊（14），F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊（14）與數(shù)個(gè)手機(jī)（15）無線信號(hào)通訊連接。

3.如權(quán)利要求2所述的一種深基坑受力穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測及三維預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：在深基坑坡頂（6）下面至與冠梁（8）深度相當(dāng)?shù)牟课煌皆O(shè)置數(shù)個(gè)測斜儀（1）與數(shù)個(gè)孔隙水壓力計(jì)（18），在深基坑圍護(hù)樁（5）表面或圍護(hù)樁中同步設(shè)置多個(gè)測斜儀（1），同深度圍護(hù)樁（5）周土中設(shè)置多個(gè)孔隙水壓力計(jì)（18），在每個(gè)工字鋼支撐（7）兩端設(shè)置軸力計(jì)（4）。

4.如權(quán)利要求3所述的一種深基坑受力穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測及三維預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：?若干個(gè)測斜儀（1）包括深基坑坡頂（6）下面設(shè)置的串接的數(shù)個(gè)測斜儀（1）與深基坑圍護(hù)樁（5）表面或圍護(hù)樁中同步設(shè)置的串接的多個(gè)測斜儀（1）；若干個(gè)孔隙水壓力計(jì)（18）包括深基坑坡頂（6）下面設(shè)置的串接的數(shù)個(gè)孔隙水壓力計(jì)（18）與圍護(hù)樁（5）周土中設(shè)置的串接的多個(gè)孔隙水壓力計(jì)（18）；若干個(gè)軸力計(jì)（4）包括每個(gè)工字鋼支撐（7）兩端設(shè)置的串接的軸力計(jì)（4）。

5.如權(quán)利要求4所述的一種深基坑受力穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測及三維預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：串接的數(shù)個(gè)測斜儀（1）、串接的多個(gè)測斜儀（1）、串接的數(shù)個(gè)孔隙水壓力計(jì)（18）、串接的多個(gè)孔隙水壓力計(jì)（18）與串接的軸力計(jì)（4）均與一根主線連接，主線與聲光報(bào)警器（17）連接。

6.如權(quán)利要求2至5任意一項(xiàng)所述的一種深基坑受力穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測及三維預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：聲光報(bào)警器（17）采用ADS-R3串口塔式LED聲光報(bào)警器。