基于测量机器人的深基坑安全监测预警系统研究

深基坑施工开挖可能会引起支护结构和土体失稳而形成土体滑移、桩体变形、坑底隆起等灾害，对深基坑以及周边建筑物等相关工程的安全构成严重威胁。因此对深基坑开挖和运行过程进行监测，实时动态获得监测数据，及时分析现场施工监测数据，全面掌握支护结构和周边环境的变化情况，一旦发现异样立即采取补救措施，以保证工程项目建设的安全。本论文研究了测量机器人的测量原理及发展应用，并设计出基于徕卡测量机器人的深基坑安全监测预警系统。采用自动数据采集技术、数据传输技术、数据存储技术以及数据分析处理技术，实现了对深基坑自动智能化监测，并对监测数据进行分析和预报警等功能。该系统由两部分组成：监测器和分析器。(1)监测器。监测器是完成原始监测数据采集、存储和管理的监测系统。其以C#编程语言和SQL2005数据库为开发平台，控制技术采用徕卡公司提供的GeoCOM开发包，通讯技术采用有线或无线传输，实现计算机和测量机器人远程通讯操控；监测数据库技术采用SQL2005，实时保存监测信息。测量机器人数据采集采用极坐标测量技术，实现对深基坑的长期自动化安全监测。(2)分析器。分析器是从监测数据库读取监测数据，并进行数据处理和数据成果多样输出的分析处理系统。数据处理技术以调用Matlab编制数据处理dll文件的模式，削减系统误差和偶然误差的干扰，主要处理手段包括参考点和基站稳定性分析、差分改正、基站补偿改正模型以及小波降噪。多样输出技术包括数据报表、监测曲线图以及数据查询等。分析器主要实现三大功能：实时监测、数据分析、实时预警。(1)实时监测模块可以对监测器采集的监测数据进行实时同步显示。(2)实时预警模块可以对突发情况，如点位差超过限差等，进行鸣笛报警来通知相关人员，以防止发生意外。(3)数据分析处理模块从监测数据库读取监测数据，并以数学方法加以处理，得出数据变化的趋势，辅助相关人员进行决策。深基坑安全监测预警系统实际运用于青岛李沧区李村地铁换乘站工程项目中。通过实践表明本系统具有操作界面简单易用性、准确高效性、智能实时性、动态性。本监测系统在实际深基坑项目监测中取得了良好的监测效果，在施工过程和支护结构后续稳定性监测中发挥了巨大作用。