[发明专利]一种深基坑动态施工实时监测预警系统及使用方法

说明书

一种深基坑动态施工实时监测预警系统及使用方法，包括前处理端、云端处理平台和后处理端，所述前处理端、云端处理平台及后处理端依次连接，前处理端用于采集基坑动态施工数据，且通过5G传输实现信息交互，云端处理平台整合前处理端传感器模块和立体信息采集模块上传数据，构建DEM综合地形格网，导入地层信息通过内置岩土仿真模块进行基坑开挖，实现边坡、基坑失稳模拟预测，结合BIM基坑三维模型、岩土仿真三维模型、特征点数据生成具有时序的四维实景色差图，最后通过后处理端在手机、电脑端展示，实现施工信息可视化、协同化。

技术领域

本发明属于深基坑施工监测预警系统技术领域，尤其是涉及一种深基坑动态施工实时监测预警系统及使用方法。

背景技术

深基坑开挖方法包括放坡开挖、中心岛式开挖、盆式挖土和逆作法挖土。基坑开挖现场环境通常较为复杂，地质条件、周边环境隐藏着各种风险因素，在施工设计中无法准确预判，随着施工开挖进程而显现。基坑开挖是开挖面和周边土体不断卸载的过程，土具有流变性，当土不断卸载的过程中，这种特性会使得基坑内外土体产生失衡的土压力，最终引起基坑底部隆起或者基坑水平方向的位移。

现有的深基坑监测预警，通过仿真软件判断变形点后，一次安装传感器，在整体深基坑开挖的过程传感器位置不变，由于深基坑开挖作业中，巨量数据信息与不确定因素同样影响着专家的评价，面对如何处理巨量不完备信息而带来的不确定性问题显得尤为重要。

发明内容

本发明提供一种深基坑动态施工实时监测预警系统及使用方法，对基坑开挖过程基坑开挖面和周围土体进行实时监测，配合云端处理平台模拟，对基坑开挖过程进行实时监测预警，保证人民生命财产安全。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种深基坑动态施工实时监测预警系统，包括前处理端、云端处理平台和后处理端，所述前处理端、云端处理平台及后处理端依次连接，前处理端用于采集基坑动态施工数据，且通过5G传输实现信息交互。

所述云端处理平台包括控制器、数据库模块、岩土仿真模块、BIM基坑模块及立体信息图像处理模块，所述数据库模块、岩土仿真模块、BIM基坑模块及立体信息图像处理模块均与控制器连接。

所述前处理端由立体信息采集模块和基坑特征点处的传感器模块组成；所述立体信息采集模块包括无人机、红外相机及5G数据传输模块，所述红外相机和5G数据传输模块均与无人机上的控制器相连，无人机上的5G数据传输模块与云端处理平台上的云控制器相连；所述基坑特征点包括边坡特征点、围护桩和围护墙特征点、内支撑特征点和深基坑周围地表特征点；所述边坡特征点及深基坑周围地表特征点由云端处理平台内置岩土仿真模块，依据预设基坑开挖方案进行基坑开挖模拟得出的危险失稳区域确定，后续边坡特征点、深基坑周围地表特征点会根据基坑开挖过程数据的变化而增减；所述传感器模块由所述边坡特征点处布设无线应力传感器、无线应变传感器和无线位移传感器、所述围护桩和围护墙布设顶部水平位移传感器和顶部竖向位移传感器、所述内支撑处布设的内力传感器以及深基坑周围地表处设置的竖向位移传感器组成；所述无线应力传感器、无线应变传感器、无线位移传感器、顶部水平位移传感器、顶部竖向位移传感器、内力传感器及竖向位移传感器均与云端处理平台内的控制器连接。

所述的无人机采用预定监测频率，当基坑开挖深度H≤5m时，每天一次；5m基坑开挖深度H15m时，每天2次；当基坑开挖深度H≥15m，每天3次；周边雨量达到预定阈值或监测数据变化较大时，每天监测次数增加1-2次。

所述后处理端包括展示模块和云存储模块，所述展示模块输出端与云存储模块相连，展示模块输入端与云端处理平台的控制器相连，云端处理平台的控制器与展示模块通过5G传输进行交互。

一种深基坑动态施工实时监测预警系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤1，深基坑开挖前，将基坑设计图纸和地层勘察信息录入BIM基坑模块，生成BIM三维基坑模型；