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原文传递一种基坑实时承载力极限监测方法及系统

专利名称：	一种基坑实时承载力极限监测方法及系统
摘要：	本发明公开了一种基坑实时承载力极限监测方法，包括：(1)对场地环境、地形地貌、场地结构以及历史情况检测和调查；(2)根据检测结果确定监测方案，包括力学性能指标、监测点数量、布置位置及频率；(3)建立监测数学模型；(4)监测点布置传感器，收集监测数据上传云服务器；(5)云服务器接收并存储监测数据，结合监测数学模型对监测数据实时分析，得出实时安全系数FOSins；(6)根据实时安全系数FOSins值的大小，向监测终端发出不同等级预警信号。还公开了基坑实时承载力极限监测系统。本发明考虑场地材料特性和实际力稳定性能，结合云服务器技术对场地实时安全等级随时评估，留出人员安全逃离时间，避免人员财产损失。
专利类型：	发明专利
申请人：	北京国泰佳业科技发展有限公司
发明人：	区兆光
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T07:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T12:00:00+0805
申请号：	CN202010013720.7
公开号：	CN111139877A
代理机构：	北京方韬法业专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	朱丽华
分类号：	E02D33/00;G01D21/02;E;G;E02;G01;E02D;G01D;E02D33;G01D21;E02D33/00;G01D21/02
申请人地址：	100000 北京市朝阳区日坛北路19号楼8层815室
主权项：	1.一种基坑实时承载力极限监测方法，其特征在于，所述监测方法包括如下步骤： (1)对待监测基坑的场地环境、地形地貌、场地结构以及该监测基坑的历史情况进行检测和调查； (2)根据步骤(1)的检测和调查结果，确定基坑的一个监测剖面及所述监测剖面的监测方案，所述监测方案包括需要监测的力学性能指标、监测点数量、布置位置及频率； (3)根据步骤(1)所得到的检测和调查数据以及步骤(2)确定的监测指标和监测点信息，建立监测数学模型； (4)根据步骤(2)制定的监测方案，在确定的监测点处放置传感器，并收集各传感器的实时监测数据上传至云服务器； (5)所述云服务器接收并存储所述传感器上传的监测数据，结合建立的监测数学模型对监测数据进行实时分析，得出实时安全系数FOSins，所述实时安全系数FOSins的计算公式为： FOSins＝现有结构抵抗力负载能力(RC)/现有的负荷(L)； (6)根据计算得到的所述实时安全系数FOSins值的大小以及其与设计安全系数FOS值的比较结果，向监测终端发出实时预警信号，其中，所述设计安全系数FOS值的计算公式为： FOS＝设计结构抵抗力负载能力(Rd)/最大设计负荷(Lmax)。 2.根据权利要求1所述的基坑实时承载力极限监测方法，其特征在于，所述步骤(1)中场地环境的调查内容包括场地类别、不良地质作用及影响、地下水升降，了解所处环境的土质情况，土的黏聚力以及内摩擦角；地形地貌勘察的内容包括测量场地标高、周围建筑物标和地下基础设施布置情况。 3.根据权利要求2所述的基坑实时承载力极限监测方法，其特征在于，所述步骤(1)中场地结构检测的内容包括了解监测区域建筑物的力学性能参数，包括(a)混凝土结构的材料力学性能、几何尺寸、配筋及构造的检测；(b)地基检测、基础检测、地基水平变形和沉降观测；(c)钢材料性能、构建尺寸与偏差、连接与构造检测；和/或(d)桥梁结构几何参数、桥梁结构线性与变位、构件材料强度、构件裂缝、支座与伸缩装置状态、索力、结构自震频率的检测；历史情况调查内容包括如下一项或多项：(a)使用功能、使用荷载与使用环境；(b)使用中发现建筑结构存在的质量缺陷、处理方法和效果；(c)遭受过的火灾、爆炸、暴雨、台风地震等灾害对建筑结构的影响；(d)维护、改扩建、加固情况；(e)场地不稳定影响及地基不均匀沉降在建筑物上的反应；(f)当前工况与设计工况的差异，建筑结构在当前工况下的反应。 4.根据权利要求1所述的基坑实时承载力极限监测方法，其特征在于，所述步骤(2)中需要监测的力学性能指标包括基坑外、基坑内的荷载和含水层压力水头数据；所述监测方案还考虑监测期间的气候状况。 5.根据权利要求1所述的基坑实时承载力极限监测方法，其特征在于，所述步骤(4)中传感器监测的数据包括地下水位、承受荷载、建筑物或基坑标高及沉降、房屋倾斜角度，且所述传感器监测数据均为动态实时数据。 6.根据权利要求1所述的基坑实时承载力极限监测方法，其特征在于，所述步骤(6)中还包括将所述实时安全系数FOSins与时间关系绘制曲线的步骤，当所述实时安全系数FOSins低于设计安全系数FOS值时，发出实时预警信号；所述监测终端包括手机端APP、PC端和监测区域现场报警单元中的一种或多种。 7.根据权利要求1所述的基坑实时承载力极限监测方法，其特征在于，所述实时预警信号包括不同等级的预警信号，若所述实时安全系数FOSins值低于1.0时，则向所述监测终端发出一级预警信号，若所述实时安全系数FOSins值处于1.0至FOS-2Δf范围值时，则向所述监测终端发出二级预警信号，若所述实时安全系数FOSins值处于FOS-2Δf至FOS-Δf范围值时，则向所述监测终端发出三级预警信号，若所述实时安全系数FOSins值处于FOS-Δf至FOS范围值时，则向所述监测终端发出四级预警信号，其中， 8.根据权利要求1至7任一项所述的基坑实时承载力极限监测方法，其特征在于，所述待监测基坑基于基坑的不同失稳因素，根据所述步骤(1)至步骤(5)计算不同失稳状态下的实时安全系数FOSins，找出计算得到的实时安全系数FOSins中的最低值，并根据所述实时安全系数FOSins的最低值以及其与设计安全系数FOS值的比较结果，依据所述步骤(6)向监测终端发出实时预警信号；其中，所述基坑的不同失稳因素包括支护结构构件因超过材料强度或过度变形导致的基坑失稳，基坑坑底因隆起而失稳，对锚拉式、悬臂式支挡结构及双排桩中锚杆或挡土构件因土体丧失嵌固能力而失稳，以及地下渗流引起的土体渗透破坏而失稳。 9.根据权利要求1至7任一项所述的基坑实时承载力极限监测方法，其特征在于，所述待监测基坑确定多个监测剖面，并根据所述步骤(1)至步骤(5)计算每个监测剖面的实时安全系数FOSins，找出计算得到的实时安全系数FOSins中的最低值，并根据所述实时安全系数FOSins的最低值以及其与设计安全系数FOS值的比较结果，依据所述步骤(6)向监测终端发出实时预警信号。 10.一种基坑实时承载力极限监测系统，其特征在于，包括：监测数学模型建立模块，用于根据场地环境、地形地貌、场地结构检测结果和监测区域历史情况调查结果，以及确定的监测方案，建立监测数学模型；传感器组，包括根据监测方案布置在各监测点处的多种传感器，所述多种传感器与云服务器连接；云服务器，用于收集所述传感器组中各传感器采集的监测数据，存储并结合所述监测数学模型对监测数据进行实时分析，得出实时安全系数FOSins，再根据得出的实时安全系数FOSins值的大小以及其与设计安全系数FOS值的比较结果，向监测终端发出不同等级的实时预警信号；监测终端，用于与所述云服务器连接，接收监测数据和预警信号，所述监测终端包括手机端APP、PC端和监测区域现场报警单元中的一种或多种。
所属类别：	发明专利