GIS在深基坑监测信息化管理系统的应用研究

■宋凯

（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队　辽宁　沈阳　110004）

GIS在深基坑监测信息化管理系统的应用研究

■宋凯

（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队辽宁沈阳110004）

利用GIS的空间数据分析功能，实现深基坑监测的信息化管理，以桩顶位移监测为例，建立基于组件式开发方法的深基坑监测管理信息系统，最大程度的模拟深基坑支护系统的变化过程和变化值，及时显示和报告超限监测点的情况，为施工提供指导性意见。

GIS深基坑监测信息化

1　引言

随着城市高层建筑、地铁和重大市政工程建设的发展，出现越来越多的深基坑工程。深基坑开挖引起周边土体变形，对基坑围护结构和环境产生影响，严重时将影响结构的正常使用，甚至导致结构本身或周边环境破坏事故发生，造成资金重大损失和人员伤亡。因此，深基坑监测是施工过程中必不可少的重要环节。深基坑监测是指通过各种测量仪器和测量手段对深基坑开挖后由于土层受力平衡遭到破坏而引起的地表水平位移或垂直位移以及基坑维护结构的位移等一系列的测量工作。本文探讨基于地理信息系统（GIS）的深基坑监测管理信息系统的实现，利用GIS强大的数据分析、模拟功能，达到信息化监测的目的。

2　深基坑监测的意义、内容和方法

深基坑监测的意义在于理论、经验和监测相结合是指导深基坑工程的设计和施工的正确途径。深基坑监测内容通常包括以下几个方面：

（1）基坑周围原有建筑物、道路、市政设施沉降位移监测采用精密水准测量的方法，对基坑周围原有建筑物、道路、市政设施进行监测，通过比对不同时间监测数据，计算出沉降差，从而获得建筑物、道路、市政设施的变形值。

（2）基坑支护桩水平位移监测 采用角度法和光电测距法进行基坑支护水平位移的观测，采用高精度测距全站仪量取监测标识与标准方向的角度，或者直接量取观测墩至冠梁上的观测点的距离，通过多次测量数据的比较得出位移值。

（3）深层土体位移监测 深层土体位移监测方法采用测斜的方法进行，采用高精度测斜仪，利用在支护桩上预先埋设的测斜管，多次测量，比较变形数据。

图1　系统主界面

（4）基坑内外的地下水位监测 采用电子水位计监测地下水的高度，使用水位计探头沿管缓慢放下，当探头接触到水面时，蜂鸣器响，读取孔口处水位计测尺上的读数，即为观测水位值，比较多次观测数据，得出地下水位变化值。

除了以上的监测内容外，有时还需要监测基坑支护桩沉降、锚杆预应力、基坑坑底回弹、坑外地下土层的分层沉降等内容。

3　基于GIS的深基坑监测信息化管理系统

GIS存储多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题[3]。本文采用MapInfo格式文件，VB和MapX控件为开发平台[4]，以桩顶位移监测为例，系统实现了数据查询、专题图制作，数据管理等功能。图1是系统的主界面。

在基坑平面图上高亮显示用户输入的需要查询的监测点，并显示该监测点的相关信息，用户还可以查询超限的监测点，并使查询结果高亮闪烁显示。

专题图制作模块能够实现四种专题图的绘制，包括柱状图、饼状图、范围图及独立值。用户可以选择建立专题图的字段及专题图的类型其用户界面如图3所示。

为了更方便更高效的处理数据，系统采用了ADO控件和ACCESS数据库进行数据的连接。数据管理模块主要实现数据添加、删除、查找定位、保存功能等。

4　结论

图2　监测点查询对话框

图3　专题图制作对话框

GIS具有强大的空间数据分析能力，根据具体施工要求来设计系统模块，通过对外业获取的监测数据的统计分析，最大程度的模拟深基坑支护系统的变化过程和变化值，及时显示和报告超限监测点的情况，为施工提供指导性意见。基于GIS的深基坑监测管理信息系统具有一定的理论和实践意义。

[1]王广纲深基坑开挖监测技术及运用.科技咨询导报,2007 NO.25:60

[2]唐川，陈章 深基坑监测信息分析系统实现的方法.福建电脑

[3]宋文杰,刘玉华,葛孚刚等.电阻率反演及其应用 [J].CT理论及应用研究,2015,24 (3):377-382.

[4]宋文杰,吴子泉,姜早峰等.岩石裂隙电阻率特征研究 [J],华北地震科学,2010,28 (4):24-26.

[5]宋文杰，刘玉华,吕春帅.地质雷达（GPR）断层探测及其应用中的影响因素分析,工业建筑，2015,45:1041-1043.

P5[文献码]B

1000-405X（2016）-9-160-2