GIS在深基坑監(jiān)測(cè)信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用研究

■宋凱

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊(duì)　遼寧　沈陽　110004）

GIS在深基坑監(jiān)測(cè)信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用研究

■宋凱

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊(duì)遼寧沈陽110004）

利用GIS的空間數(shù)據(jù)分析功能，實(shí)現(xiàn)深基坑監(jiān)測(cè)的信息化管理，以樁頂位移監(jiān)測(cè)為例，建立基于組件式開發(fā)方法的深基坑監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)，最大程度的模擬深基坑支護(hù)系統(tǒng)的變化過程和變化值，及時(shí)顯示和報(bào)告超限監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況，為施工提供指導(dǎo)性意見。

GIS深基坑監(jiān)測(cè)信息化

1　引言

隨著城市高層建筑、地鐵和重大市政工程建設(shè)的發(fā)展，出現(xiàn)越來越多的深基坑工程。深基坑開挖引起周邊土體變形，對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和環(huán)境產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)將影響結(jié)構(gòu)的正常使用，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)本身或周邊環(huán)境破壞事故發(fā)生，造成資金重大損失和人員傷亡。因此，深基坑監(jiān)測(cè)是施工過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)。深基坑監(jiān)測(cè)是指通過各種測(cè)量?jī)x器和測(cè)量手段對(duì)深基坑開挖后由于土層受力平衡遭到破壞而引起的地表水平位移或垂直位移以及基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)的位移等一系列的測(cè)量工作。本文探討基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的深基坑監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析、模擬功能，達(dá)到信息化監(jiān)測(cè)的目的。

2　深基坑監(jiān)測(cè)的意義、內(nèi)容和方法

深基坑監(jiān)測(cè)的意義在于理論、經(jīng)驗(yàn)和監(jiān)測(cè)相結(jié)合是指導(dǎo)深基坑工程的設(shè)計(jì)和施工的正確途徑。深基坑監(jiān)測(cè)內(nèi)容通常包括以下幾個(gè)方面：

（1）基坑周圍原有建筑物、道路、市政設(shè)施沉降位移監(jiān)測(cè)采用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法，對(duì)基坑周圍原有建筑物、道路、市政設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過比對(duì)不同時(shí)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出沉降差，從而獲得建筑物、道路、市政設(shè)施的變形值。

（2）基坑支護(hù)樁水平位移監(jiān)測(cè) 采用角度法和光電測(cè)距法進(jìn)行基坑支護(hù)水平位移的觀測(cè)，采用高精度測(cè)距全站儀量取監(jiān)測(cè)標(biāo)識(shí)與標(biāo)準(zhǔn)方向的角度，或者直接量取觀測(cè)墩至冠梁上的觀測(cè)點(diǎn)的距離，通過多次測(cè)量數(shù)據(jù)的比較得出位移值。

（3）深層土體位移監(jiān)測(cè) 深層土體位移監(jiān)測(cè)方法采用測(cè)斜的方法進(jìn)行，采用高精度測(cè)斜儀，利用在支護(hù)樁上預(yù)先埋設(shè)的測(cè)斜管，多次測(cè)量，比較變形數(shù)據(jù)。

圖1　系統(tǒng)主界面

（4）基坑內(nèi)外的地下水位監(jiān)測(cè) 采用電子水位計(jì)監(jiān)測(cè)地下水的高度，使用水位計(jì)探頭沿管緩慢放下，當(dāng)探頭接觸到水面時(shí)，蜂鳴器響，讀取孔口處水位計(jì)測(cè)尺上的讀數(shù)，即為觀測(cè)水位值，比較多次觀測(cè)數(shù)據(jù)，得出地下水位變化值。

除了以上的監(jiān)測(cè)內(nèi)容外，有時(shí)還需要監(jiān)測(cè)基坑支護(hù)樁沉降、錨桿預(yù)應(yīng)力、基坑坑底回彈、坑外地下土層的分層沉降等內(nèi)容。

3　基于GIS的深基坑監(jiān)測(cè)信息化管理系統(tǒng)

GIS存儲(chǔ)多種地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題[3]。本文采用MapInfo格式文件，VB和MapX控件為開發(fā)平臺(tái)[4]，以樁頂位移監(jiān)測(cè)為例，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)查詢、專題圖制作，數(shù)據(jù)管理等功能。圖1是系統(tǒng)的主界面。

在基坑平面圖上高亮顯示用戶輸入的需要查詢的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并顯示該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相關(guān)信息，用戶還可以查詢超限的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并使查詢結(jié)果高亮閃爍顯示。

專題圖制作模塊能夠?qū)崿F(xiàn)四種專題圖的繪制，包括柱狀圖、餅狀圖、范圍圖及獨(dú)立值。用戶可以選擇建立專題圖的字段及專題圖的類型其用戶界面如圖3所示。

為了更方便更高效的處理數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用了ADO控件和ACCESS數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的連接。數(shù)據(jù)管理模塊主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)添加、刪除、查找定位、保存功能等。

4　結(jié)論

圖2　監(jiān)測(cè)點(diǎn)查詢對(duì)話框

圖3　專題圖制作對(duì)話框

GIS具有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)分析能力，根據(jù)具體施工要求來設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊，通過對(duì)外業(yè)獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，最大程度的模擬深基坑支護(hù)系統(tǒng)的變化過程和變化值，及時(shí)顯示和報(bào)告超限監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況，為施工提供指導(dǎo)性意見?；贕IS的深基坑監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)具有一定的理論和實(shí)踐意義。

[1]王廣綱深基坑開挖監(jiān)測(cè)技術(shù)及運(yùn)用.科技咨詢導(dǎo)報(bào),2007 NO.25:60

[2]唐川，陳章 深基坑監(jiān)測(cè)信息分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法.福建電腦

[3]宋文杰,劉玉華,葛孚剛等.電阻率反演及其應(yīng)用 [J].CT理論及應(yīng)用研究,2015,24 (3):377-382.

[4]宋文杰,吳子泉,姜早峰等.巖石裂隙電阻率特征研究 [J],華北地震科學(xué),2010,28 (4):24-26.

[5]宋文杰，劉玉華,呂春帥.地質(zhì)雷達(dá)（GPR）斷層探測(cè)及其應(yīng)用中的影響因素分析,工業(yè)建筑，2015,45:1041-1043.

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-160-2