深基坑监测预警系统的研究与实现分析

卓镇权

广东省有色地质环境中心 广东 广州 510080

深基坑作为工程建设的基础，并且随着建设工程规模的扩大，深基坑施工数量和规模也在不断增加，这样也给深基坑监测工作带来了较高的难度。同时，传统深基坑监测一般都是停留在文件管理模式上，这样不仅速度相对较慢，其监测效果也相对较差，对其中存在的一些问题无法及时发现，影响了深基坑施工的质量。然而，通过利用深基坑监测预警系统，可以实时对深基坑施工情况进行监测，并且获取相应的数据，了解支护结构、支撑结构、周边地质环境结构等方面所产生的变化，根据其变化及时采取措施，以此避免对深基坑施工造成严重的影响。由此来说，监测预警系统是深基坑施工安全、施工质量的重要保障措施。

1 深基坑监测预警系统分析

监测预警系统对于深基坑施工来说，起到了关键性的作用，可以有效避免各个结构变形和失稳问题的产生，确保深基坑施工的稳定性、安全性，以及施工质量[1]。因此，针对深基坑监测预警系统的概述、作用、以及目标等方面，展开了分析和阐述。

1.1 概述

由于深基坑施工环节相对较为复杂，所以在监测的时候，一般都是利用测量机器人自动扫描、照准棱镜、以及自动采集数据等，并且将采集后的数据自动上传到数据库，以供后期使用。同时，深基坑监测预警系统可以根据施工状况，实时、动态的了解挡土支护结构、支撑结构、以及周围地质环境结构的累计位移和累计沉降等方面，一旦出现异常，施工人员可以及时做出反映和处理，以此避免变形和失衡问题的产生，有效提升深基坑施工的质量，为提升工程建设品质，给予了基础性的保障[2]。

1.2 作用

监测预警系统对于深基坑施工来说，起到了重要的作用，主要表现为以下几个方面。

（1）深基坑监测预警系统在应用的时候，可以有效实现数据自动采集、存储、分析和处理等功能，这样可以有效解决传统深基坑监测存在的弊端，提升其效率，确保其准确性。

（2）可以根据所监测到的数据，自动生成数据报表、变形曲线图、变形速率图等方面，以此具有更好的直观效果，便于使用。

（3）深基坑监测预警系统在应用的时候，主要是通过自动化监测、统计、数据库等技术，并且再利用统计技术对监测数据进行整合和估计，进而有效的实现监测数据自动化分析。另外，根据分析的数据，以及所设定的预警值和报警值，以此实现自动报警和预警，这样为深基坑施工提供重要的保障。

2 深基坑监测预警系统构成

深基坑监测预警系统主要是由监测点和基准点、监测器、数据库、分析器、报表输出等方面组成，下面就针对这几点内容，展开了分析和阐述。

2.1 监测点和基准点

监测点和基准点是深基坑监测预警系统结构重要的内容，在布置是的时候，主要是考虑深基坑监测的内容，采用不同点组监测点和基准点，这样主要是保证监测的准确性。另外，需要尽最大程度上保证基准点的稳定性，并且基准点一定不能少于3～4个，否则就会影响深基坑监测的效果。根据深基坑监测的需要，需要进行均匀分析，并且将其安装上在基站棱镜，以此保证深基坑监测的效果。

2.2 监测器

监测器主要是根据深基坑施工现场变形监测选取的稳定，或者相对稳定的基准点，并且在通过利用测量机器人进行数据的自动采集[3]。同时，可以在一定的范围内，进行自动搜索和照准棱镜，自动读取数据，以及数据的自动上传和储存，这样不仅其效率比较高，准确性也相对较高，以此有效来采取防治措施。

2.3 数据库

数据库是深基坑监 测预警系统中的重点，主要是采用SQL2005，根据深基坑施工的需求，以及质量要求，预先设定好数据的表格样式，这样主要是尽最大程度上保证各项数据稳定的从监测器导入，避免异常现象的产生。同时，监测器导入数据以后，应当对数据进行分析其导出数据，以此便于对数据的使用。

2.4 分析器

分析器在深基坑监测预警系统中，主要是实时从数据库调用所监测采集的数据，并且再通过利用小波分析进行降噪处理，并且处理完成以后，需要绘制成变量曲线图，以便后期使用。同时，在变量曲线图编制完成以后，根据预先所设定好的预警值和报警值进行对比，以此进行安全示警。

2.5 报表输出

主要是考虑深基坑监测对象所产生的突发情况，对支护结构、支撑结构、周边环境等制日、周、月三种数据报表，并且在报表中主要是以累计变量化、变化速率等反映深基坑施工的状态。

3 深基坑监测预警系统的实现

深基坑监测预警系统的实现，可以在极大程度上保证深基坑施工的稳定性和安全性， 确保其施工质量。基于此，如何实现深基坑监测预警系统，本段内容作出了简要的分析和阐述。

3.1 Android 客户端

在深基坑监测预警系统实现的时候，Android 客户端属于一项重点内容，主要是因为在该方面的实现，可以为监测数据的采集、上传等方面，提供了相对便利的条件，确保各项深基坑监测数据的实时性。那么，深基坑监测预警系统在Android 客户端中的实现，主要表现在以下几个方面。

（1）主要是因为深基坑监测预警系统中不是所有监测器都能实现网络通信，以及远程平台端，这样工作人员需要根据每天深基坑的施工状况，以及相关要求进行监测数据的采集，这样监测数据采集的效率相对较低。 同时，深基坑监测预警系统可以有效实现图表信息查询，并且预警信息可以实时推送，这样将深基坑监测预警系统实现到移动平台端，可以为其使用，提供了相对便利的条件。

（2）图1所示，深基坑监测预警系统在Android 客户端的实现，其中左图为检测数据的采集模块，并且针对已经完成采集监测点根据数据与安全范围进行标注，安全度较高的为绿色，存在一定风险的的为黄色，风险较高的为红色。 另外，深基坑监测预警系统在Android 客户端实现的时候，针对没有填充监测点的地方进行双击，就会立即弹出该监测点的相关信息，并且还会显示小黄点，即为录入中图标，在浅蓝色输入框中添加所采集到的监测数据，即可上传，这样可以有效提升监测数据双上传的实时性。

图1 Android 客户端节界面

3.2 监测数据分析与接口的实现

为了更好的使用深基坑监测预警系统，所以加强化深基坑监测预警系统的实现力度是非常必要的，监测数据分析和接口的实现，就是其中非常重要的一项内容，具体的实现应当考虑以下几个方面。

（1）需要根据深基坑监测预警系统的结构体系，设计并实现云平台数据处理层、用户层等接口层。同时，在与接口层实现的时候，应当将多种集成协议进行集成处理，这样主要是支持接收不同监测数据采集设备、协议、以及客户端的数据请求，并且客户端会根据深基坑施工的情况，主动推送预警信息，这样可以确保各项监测数据的实时性。

（2）在深基坑监测预警系统的时候，由于深基坑监测点的不同，会在曲线报表以及图形中，呈现不同的颜色折线。同时，如果变化曲线达到预警值范围的时候，会启动报警功能，并且根据变化率，再通过利用单次变化量实现曲线判断深基坑施工是否存在异常，一旦发现其中存在异常，应当立即进行解决，以此保证深基坑施工的效果。

图2 深基坑监测点曲线图

（3）深基坑监测数据采集完成以后，任何一项指标达到监测点的报警值的时候，应当仔细分析所引起的变化，并且明确其变化所产生的原因，根据其原因采取相应的措施，确保支撑结构、支护结构、以及周围地质环境结构等变化、失稳尽快的恢复到安全的状态，以此降低深基坑施工安全事故的产生。

4 结束语

深基坑是一项工程建设的基础，其施工质量直接影响着工程建设的品质，以及工程结构的稳定性和安全性。但是，由于深基坑施工环境相对较为复杂，所以影响施工质量、安全等因素相对较多，然而通过利用深基坑监测预警系统，可以针对深基坑施工的情况，进行实时数据获取，分析支撑结构、支护结构、以及周围地质环境结构等所产生的变化，根据其变化生成数据曲线报表，与预警值和报警值进行对比，根据所产生的异常，及时采取相应的实现措施，以此保证深基坑施工的效果，完全凸显出深基坑监测预警系统存在的作用。