分布式基坑監(jiān)測(cè)信息管理與預(yù)警系統(tǒng)的研制

1、第 29卷第 9期 巖 土 力 學(xué) V ol.29 No. 9 2008年 9月 Rock and Soil Mechanics Sep. 2008收稿日期:2008-01-28作者簡(jiǎn)介:吳振君,男, 1977年生,博士研究生,主要從事巖土工程監(jiān)測(cè)、邊坡方面的研究工作。 E-mail: shocking文章編號(hào):1000-7598-(2008 09-2503-06分布式基坑監(jiān)測(cè)信息管理與預(yù)警系統(tǒng)的研制吳振君,王 浩,王水林,葛修潤(rùn)(中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所 巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 武漢 430071摘 要:針對(duì)基坑監(jiān)測(cè)的信息化、集成化、共享化要求,開發(fā)了基于 GIS 的分布式基坑

2、監(jiān)測(cè)信息管理與預(yù)警系統(tǒng)。介紹了系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架, 著重介紹了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能。 在 GIS 圖形可視化技術(shù)基礎(chǔ)上, 系統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)多個(gè)基坑地質(zhì)勘察、 設(shè)計(jì)、 施工等資料及測(cè)點(diǎn)信息、 監(jiān)測(cè)儀器、 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、 周邊建筑物等相關(guān)資料的全面采集, 并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了信息的存儲(chǔ)、 處理、 分析、查詢、預(yù)測(cè)、預(yù)警以及成果輸出的自動(dòng)化。系統(tǒng)采用 C/S結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信息共享與多人協(xié)作,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可高效運(yùn)行, 為基坑監(jiān)測(cè)提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的信息平臺(tái)。關(guān) 鍵 詞:基坑;監(jiān)測(cè)信息; GIS 分布式應(yīng)用; C/S結(jié)構(gòu)集成管理;預(yù)警;管理系統(tǒng)Development of distributed monitoring i

3、nformation managementand early warning system for foundation pitWU Zhen-jun, WANG Hao, WANG Shui-lin, GE Xiu-run(State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock andSoil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, ChinaAbstract: The GIS-based distributed

4、 monitoring information management and early warning system for foundation pit has been developed to meet the need for monitoring information management, integration and sharing. The framework of the system is introduced and the main emphasis is placed on key functions of the system. Based on the GI

5、S visualization technique the developed system implements functions as acquisition of multiple foundation pits geologic, design, construction information, monitoring point, monitoring apparatus, monitoring data and information of buildings around, etc. Furthermore the system implements functions as

6、management, process, analysis, query, prediction, early warming of the information and automatic monitoring reports. The C/S ( Client / Server structure is employed for information sharing and team cooperation; and the system has great performance under network circumstances. All the features make i

7、t as a powerful information platform for foundation pit monitoring.Key words: foundation pit; monitoring information; GIS; distributed application; c/s structure; integration management; early warning; management system1 引 言近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城市高層 建筑逐步增多,高層建筑對(duì)基坑施工的技術(shù)要求也 越來(lái)越高。為了確保基坑開挖、施工期間基坑及鄰 近建筑物的安全,在

8、基坑施工階段應(yīng)采取有效的現(xiàn) 場(chǎng)監(jiān)測(cè)措施。為了保證基坑施工過(guò)程的安全,必須 充分發(fā)揮監(jiān)測(cè)成果的作用,實(shí)現(xiàn)各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和相 關(guān)信息的快速、準(zhǔn)確采集及科學(xué)分析與反饋;實(shí)現(xiàn) 監(jiān)測(cè)成果在各部門之間的共享與溝通;建立一個(gè)功 能強(qiáng)大的基于 GIS 的監(jiān)測(cè)信息管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)各類 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和相關(guān)信息的綜合管理,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行深層次的處理與分析, 以此指導(dǎo)施工與優(yōu)化設(shè)計(jì)。監(jiān)測(cè)信息管理平臺(tái)是基坑信息化施工的一個(gè) 重要組成部分。目前已有的基坑監(jiān)測(cè)信息管理平臺(tái) 主要有肖躍民 (1998年 1、 鐘正雄等 (1998年 2、 石杏喜等(2002年 3介紹的基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系 統(tǒng);胡友健等(2001年 4、張友良等(20

9、01年 5介紹的基坑監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)集成了預(yù)警功能;謝 偉等(2005年 6介紹了基于 web 的基坑監(jiān)測(cè)信息 管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。這些基坑監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng) 普遍存在如下問(wèn)題:(1 重點(diǎn)都放在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理、 查詢等基本 功能的實(shí)現(xiàn)上,缺少對(duì)基坑地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)、施工巖 土 力 學(xué) 2008年進(jìn)度等資料以及測(cè)點(diǎn)信息、監(jiān)測(cè)儀器、周邊建筑物 等信息的集成管理。單純的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),如果沒(méi)有具 體的基坑背景是沒(méi)有意義的。分析功能也較弱,預(yù) 測(cè)模型很少,同時(shí)也缺乏更深層次的分析功能,如 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和施工進(jìn)度等的關(guān)聯(lián)分析。(2 部分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖和周圍建筑 物等圖形的繪制和管理,但均非基于 GIS 實(shí)現(xiàn),

10、無(wú) 法有效建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和圖形之間的關(guān)聯(lián)。(3 沒(méi)有介紹監(jiān)測(cè)成果的輸出問(wèn)題。 基坑監(jiān)測(cè) 的時(shí)效性很強(qiáng),要求監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠及時(shí)進(jìn)行處理和 分析。而監(jiān)測(cè)報(bào)表的制作是很費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作,如 果能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)報(bào)表的自動(dòng)化輸出,將極大地提高工 作效率和信息反饋水平。(4 區(qū)域基坑監(jiān)測(cè)信息集成管理問(wèn)題。 均著眼 于單個(gè)基坑的監(jiān)測(cè)信息管理,未考慮到區(qū)域內(nèi)多個(gè) 基坑的監(jiān)測(cè)信息集成在一個(gè)項(xiàng)目中進(jìn)行管理,也不 方便對(duì)相似基坑工程進(jìn)行類比分析。(5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享與協(xié)同工作問(wèn)題。謝偉等 (2005年 6開發(fā)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享,但由于 采用 B/S結(jié)構(gòu), 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的安全性難以保證。 另外, 基坑監(jiān)測(cè)是協(xié)同性很強(qiáng)的工作,需要多人參

11、與。因 此,開發(fā)分布式的基坑監(jiān)測(cè)信息平臺(tái)并考慮安全性 才能夠滿足需求。根據(jù)對(duì)現(xiàn)有基坑監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)存在問(wèn)題 的分析,筆者基于 GIS 開發(fā)了一個(gè)分布式的基坑監(jiān) 測(cè)信息綜合管理與預(yù)警系統(tǒng)(FPMS ,采用 C/S結(jié) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作,對(duì)區(qū)域內(nèi)多個(gè)基坑的 地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)、施工進(jìn)度等資料和測(cè)點(diǎn)信息、監(jiān) 測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、周邊建筑物等有關(guān)資料進(jìn)行全 面采集, 并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)、 分析處理、 查詢及成果顯示輸出自動(dòng)化以及預(yù)測(cè)、 預(yù)警等功能。 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)如下:(1 實(shí)現(xiàn)基坑地質(zhì)勘察、 設(shè)計(jì)、 施工進(jìn)度等資 料和測(cè)點(diǎn)信息、監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、周邊建筑物 信息及

12、其他有關(guān)資料的存儲(chǔ)和集成管理。(2 基于 GIS , 從底層開發(fā) GIS 功能, 實(shí)現(xiàn)圖 形顯示、圖形與屬性關(guān)聯(lián)及可視化查詢等功能。 (3 監(jiān)測(cè)管理模塊化。 針對(duì)各類基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目, 分別提供相應(yīng)的屬性信息、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入處理、統(tǒng) 計(jì)分析、曲線繪制和報(bào)表輸出模塊。(4 多功能信息查詢。 實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、 屬性數(shù) 據(jù)、施工進(jìn)度、監(jiān)測(cè)儀器屬性、勘查設(shè)計(jì)資料、地 理信息查詢以及工作量信息查詢等。(5 預(yù)測(cè)模型。 考慮施工進(jìn)度等影響因素對(duì)監(jiān) 測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,預(yù)測(cè)其變化趨勢(shì)。(6 監(jiān)測(cè)預(yù)警。 設(shè)置各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的警戒值, 對(duì) 超過(guò)預(yù)設(shè)警戒值的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能。(7 監(jiān)測(cè)報(bào)表自動(dòng)化輸出。 根據(jù)設(shè)置的日期范 圍,

13、自動(dòng)輸出相應(yīng)監(jiān)測(cè)類型的報(bào)表。(8 集中管理與分布式應(yīng)用。 一方面能夠在一 個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)集中管理多個(gè)基坑監(jiān)測(cè)信息;另一方面滿 足網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的需要,實(shí)現(xiàn)資源共享與多人協(xié) 同工作。系統(tǒng)內(nèi)部分級(jí)管理,不同級(jí)別的人員可以 同時(shí)進(jìn)行權(quán)限內(nèi)的操作。(9 其他相關(guān)文檔、 圖片、 影音文件等的管理。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架見圖 1。在 Windows XP操作 系統(tǒng)下, 以 Visual C+6.0為工具, 采用 MFC 、 GDI 、圖 1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架Fig1 Framework of the system3 系統(tǒng)的主要功能3.1 GIS可視化GIS 可視化是系統(tǒng)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)的 GIS 圖形平 臺(tái)是借鑒 Auto

14、CAD 技術(shù)從底層開發(fā)的,采用圖層 管理方式,能夠?qū)肱c監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有關(guān)的監(jiān)測(cè)設(shè)施布 置圖、地質(zhì)圖、設(shè)計(jì)圖等 CAD 圖件,實(shí)現(xiàn)圖形顯 示。 這樣可以充分利用基坑監(jiān)測(cè)中現(xiàn)有的圖形資源。 GIS 可視化界面如圖 2所示。除了可直接導(dǎo)入現(xiàn)有的 CAD 圖形文件, 此 GIS2504 第 9期 吳振君等:分布式基坑監(jiān)測(cè)信息管理與預(yù)警系統(tǒng)的研制圖形平臺(tái)還能實(shí)現(xiàn)基本的矢量圖形(包括文字輸 入、編輯、顯示、漫游和縮放等操作,常用監(jiān)測(cè)儀 器、測(cè)點(diǎn)的符號(hào)編輯、管理等功能。在 GIS 圖形平臺(tái)上, 可將一些圖元定義為數(shù)據(jù) 塊,數(shù)據(jù)塊可以和屬性數(shù)據(jù)對(duì)象建立 GIS 關(guān)聯(lián),從 而實(shí)現(xiàn)屬性、數(shù)據(jù)和圖形之間的雙向可視化查詢

15、。 根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象定位其在圖形上的位置;在圖形上點(diǎn) 擊數(shù)據(jù)塊,可查詢其屬性信息、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),還可直 接繪制該處監(jiān)測(cè)點(diǎn)的過(guò)程、分布曲線。 圖 2 GIS圖形平臺(tái)Fig.2 GIS platform of the system3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)按類別分成:勘察設(shè)計(jì)資料數(shù)據(jù) 庫(kù)、儀器檔案信息數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息 數(shù)據(jù)庫(kù)、施工進(jìn)度數(shù)據(jù)庫(kù)、日常檔案數(shù)據(jù)庫(kù)以及其 他相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫(kù)等。其中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)按功能分為 屬性信息數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。這些數(shù)據(jù)庫(kù)之 間都通過(guò)關(guān)鍵字段建立了聯(lián)系,是進(jìn)行查詢和深入 數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的核心,為有效管理基 坑監(jiān)測(cè)對(duì)象的層次關(guān)系,設(shè)計(jì)了工程

16、項(xiàng)目、斷面、 組(位于某一鉆孔或某一斷面下的相同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的 測(cè)點(diǎn)集合 、 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、 測(cè)點(diǎn)等 5種對(duì)象, 采用樹型 列表的方式來(lái)描述和組織數(shù)據(jù)庫(kù),這樣每個(gè)測(cè)點(diǎn)都 有著明確的從屬關(guān)系 7。這 5種對(duì)象都有其不同的 屬性,它們構(gòu)成了屬性數(shù)據(jù)庫(kù),建立了基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn) 和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之間以及各對(duì)象之間的從屬關(guān)系,給管 理和查詢帶來(lái)了方便。系統(tǒng)對(duì)各種對(duì)象都提供了增加、刪除和修改的 功能,也可以存儲(chǔ)文檔、圖片及影音資料。圖 3是 測(cè)點(diǎn)屬性管理界面。 3.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)錄入與處理基坑監(jiān)測(cè)按監(jiān)測(cè)對(duì)象可分為基坑圍護(hù)體系和 周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)兩大類,基坑圍護(hù)體系主要有:圍護(hù)墻體測(cè)斜、圍護(hù)墻頂水平和垂直位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)裂 縫、 樁身

17、應(yīng)力、 支撐軸力、 地下水位、 孔隙水壓力、 土壓力、基坑回彈、深層土體垂直和水平位移等。 周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)主要有:建筑物(構(gòu)筑物沉降和傾 斜、地下管線垂直和水平位移、地表土體沉降以及 建筑物和周邊道路裂縫等。圖 3 測(cè)點(diǎn)屬性管理界面Fig.3 Property management of monitoring point本文開發(fā)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大部分常見基坑監(jiān)測(cè) 項(xiàng)目的數(shù)據(jù)批量錄入與整編功能,包括測(cè)斜、水平 位移、沉降、分層沉降、樁身應(yīng)力、支撐軸力、土 壓力、孔隙水壓力、地下水位、基坑回彈、裂縫等 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,能夠處理振弦式、差動(dòng)電阻式等類型的 傳感器。系統(tǒng)按照基坑監(jiān)測(cè)規(guī)程規(guī)范,對(duì)這些監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)進(jìn)行錄

18、入、 處理, 包括誤差處理、 可靠性檢驗(yàn)、 物理量轉(zhuǎn)換等。其中樁身應(yīng)力、支撐軸力和土壓力 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整編可以直接調(diào)用儀器的率定數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì) 算。圖 4是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入界面。圖 4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入界面Fig.4 Interface of monitoring data input系統(tǒng)能進(jìn)行基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、繪制過(guò)程曲 線、測(cè)點(diǎn)分布曲線及相關(guān)曲線等監(jiān)測(cè)基本成果。相2505巖 土 力 學(xué) 2008年關(guān)曲線圖可以直觀地分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨施工進(jìn)度等變 化的情況。圖 5是過(guò)程曲線繪制界面。圖 5 監(jiān)測(cè)曲線Fig.5 Curve of monitoring data此外,系統(tǒng)內(nèi)還集成了一些實(shí)用的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處 理工具,如沉

19、降平差處理等。3.4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的定量分析模型直接建立原因量和 效應(yīng)量之間的映射關(guān)系,是一種非常重要的分析方 法。恰當(dāng)?shù)哪Ｐ湍軌蛟诓恍枰獜?fù)雜的數(shù)值模擬的情 況下,較好地描述基坑施工過(guò)程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的響應(yīng) 以及周邊影響范圍內(nèi)變形等的變化趨勢(shì)。這是容易 為現(xiàn)場(chǎng)施工人員所掌握的一種定量分析方法,監(jiān)測(cè) 人員能夠依據(jù)模型做出監(jiān)測(cè)量變化趨勢(shì)預(yù)測(cè),評(píng)價(jià) 基坑的安全性。系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了巖土工程監(jiān)測(cè)中常用的模型,如 概率統(tǒng)計(jì)模型、灰色模型、濾波模型、時(shí)間序列模 型、 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等。 圖 6是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建模界面。圖 6 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建模Fig.6 Monitoring data modeling3.5

20、多功能信息查詢系統(tǒng)內(nèi)集成管理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、施工進(jìn)度、儀器屬 性、勘查設(shè)計(jì)資料、圖形、日常檔案等信息,為方 便獲取用戶需要的特定信息,提供了強(qiáng)大的查詢功 能,包括監(jiān)測(cè)量絕對(duì)值查詢、監(jiān)測(cè)量速率查詢、施 工進(jìn)度查詢、監(jiān)測(cè)儀器屬性查詢、勘查設(shè)計(jì)資料查 詢、日常檔案查詢、地理信息查詢以及工作量信息 查詢等。所有的查詢都不需要用戶自己輸入 SQL 語(yǔ)句, 系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行了高度封裝, 只需按習(xí)慣選擇查詢方法、 添加查詢條件即可, 根據(jù)用戶設(shè)置自動(dòng)生成 SQL 語(yǔ) 句,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多表交叉組合查詢功能。3.6 監(jiān)測(cè)預(yù)警警戒值是基坑施工時(shí)作為安全控制的一種強(qiáng) 制性警示。它表示監(jiān)測(cè)量達(dá)到警戒值時(shí),提醒施工 方注意,采取必要

21、的防范措施進(jìn)行控制,以保證工 程結(jié)構(gòu)和基坑周圍環(huán)境安全。 達(dá)到警戒值時(shí), 業(yè)主、 設(shè)計(jì)、施工方要會(huì)同監(jiān)測(cè)單位共同分析原因,采取 有效的防范措施。同時(shí),應(yīng)增加監(jiān)測(cè)頻率,及時(shí)把 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)業(yè)主及有關(guān)部門。系統(tǒng)為各類監(jiān)測(cè)項(xiàng)目提供了靈活多樣的警戒 指標(biāo),如表 1所示。不同地區(qū)的基坑項(xiàng)目可根據(jù)實(shí) 際需要設(shè)置警戒值。警戒值設(shè)置界面如圖 7所示, 各類監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可分別設(shè)置警戒值,當(dāng)監(jiān)測(cè)值超過(guò)預(yù) 設(shè)警戒值時(shí),監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表格打開后會(huì)自動(dòng)把超過(guò)警 戒值的數(shù)據(jù)用紅顏色標(biāo)出,同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲音。表 1 系統(tǒng)的警戒指標(biāo)Table 1 Alert index of the system監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 警戒指標(biāo)水平位移 累積水平位移,

22、 水平位移速率, 最大水平位移 /基坑深度 深層位移 累積側(cè)向位移, 側(cè)向位移速率, 最大側(cè)向位移 /基坑深度 支撐軸力土壓力樁身應(yīng)力軸力土壓力應(yīng)力沉降 累計(jì)沉降,差異沉降,沉降速率地下水位 累計(jì)水位下降,水位下降速率孔隙水壓力 孔隙水壓力,孔隙水壓力變化速率裂縫 裂縫寬度基坑回彈 基坑累積回彈量,基坑回彈速率注:沉降 包括立柱沉降、土體沉降(包括分層沉降 、地下管線沉降、 道路沉降、 建筑物沉降等, 可分別設(shè)置警戒值; 裂縫 包括支護(hù)結(jié)構(gòu)裂縫、 道路裂縫、建筑物裂縫等,可分別設(shè)置警戒值。圖 7 部分警戒值設(shè)置界面Fig.7 Settings of the alert value2506 第

23、9期 吳振君等:分布式基坑監(jiān)測(cè)信息管理與預(yù)警系統(tǒng)的研制3.7 監(jiān)測(cè)報(bào)表自動(dòng)化輸出系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)報(bào)表的自動(dòng)化輸出。通過(guò)系 統(tǒng)內(nèi)置的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目模板,只需輸入日期范圍,設(shè)置 報(bào)表中包含的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、斷面或測(cè)點(diǎn),系統(tǒng)便可自 動(dòng)搜索并提取數(shù)據(jù)生成監(jiān)測(cè)報(bào)表中的表格和曲線, 生成 Word 文檔,如圖 8所示。 圖 8 自動(dòng)輸出的報(bào)表Fig.8 Report auto-generated3.8 集中管理與分布式應(yīng)用集中管理:系統(tǒng)可以在一個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目下建立多 個(gè)基坑監(jiān)測(cè)工程, 每個(gè)工程可以獨(dú)立設(shè)置預(yù)警值等, 可方便地實(shí)現(xiàn)多個(gè)基坑監(jiān)測(cè)信息的集中管理,也便 于對(duì)相似基坑工程進(jìn)行類比分析。分布式應(yīng)用:監(jiān)測(cè)部門的協(xié)作、信

24、息共享以及 監(jiān)測(cè)信息及時(shí)反饋都對(duì)基坑監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)的開 放性和網(wǎng)絡(luò)化提出了新的要求。因此,本文的系統(tǒng) 開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,是一個(gè)分布式應(yīng)用系統(tǒng),采用 交互性強(qiáng)、 安全存取、 網(wǎng)絡(luò)通信量低、 響應(yīng)速度快、 利于處理大量數(shù)據(jù)的 C/S結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了 網(wǎng)絡(luò)條件下數(shù)據(jù)庫(kù)安全性控制、多用戶并發(fā)操作、 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,同時(shí)也考慮了網(wǎng) 絡(luò)環(huán)境下的運(yùn)行效率等問(wèn)題。具體的實(shí)現(xiàn)方法可參 見相關(guān)文獻(xiàn) 8。3.9 其他功能系統(tǒng)以工具的形式提供文檔、圖片、影音文件 等的管理。這些文檔、圖片、影音文件既可獨(dú)立管 理,也可以和具體的監(jiān)測(cè)對(duì)象建立關(guān)聯(lián)。例如,測(cè) 點(diǎn)屬性表格中的埋設(shè)示意圖關(guān)聯(lián)了數(shù)據(jù)庫(kù)中的某

25、張 數(shù)碼照片,那么打開測(cè)點(diǎn)屬性表格后就會(huì)自動(dòng)顯示 這張照片。4 結(jié) 論本文介紹了作者開發(fā)的基于 GIS 的分布式基坑 監(jiān)測(cè)信息管理與預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)的主要 功能,希望能為基坑監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)者提 供思路和參考。目前本文的系統(tǒng)已成功應(yīng)用于幾個(gè) 基坑工程監(jiān)測(cè)實(shí)踐中,并獲得好評(píng)。系統(tǒng)也已經(jīng)獲 得國(guó)家版權(quán)局的軟件著作權(quán)登記 9,希望今后能在 工程實(shí)際中獲得更多的應(yīng)用。下面簡(jiǎn)要介紹一下系 統(tǒng)的優(yōu)越性:(1綜合信息集成管理不再是單純的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理,實(shí)現(xiàn)了基坑地質(zhì) 勘察、設(shè)計(jì)、施工進(jìn)度等資料和測(cè)點(diǎn)信息、監(jiān)測(cè)儀 器、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、周邊建筑物信息及其他有關(guān)資料的 存儲(chǔ)和集成管理。(2 GIS 可視化實(shí)

26、現(xiàn)圖形導(dǎo)入、繪制、顯示以及圖形和監(jiān)測(cè)對(duì) 象的 GIS 關(guān)聯(lián),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雙向的可視化查詢。(3模塊化開發(fā)針對(duì)各類基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,分別提供相應(yīng)的屬性 信息、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入處理、統(tǒng)計(jì)分析、曲線繪制和 報(bào)表輸出模塊,便于監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的擴(kuò)充。系統(tǒng)還提供 了豐富的信息查詢功能以及多種數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)模 型。(4靈活的預(yù)警功能提供了靈活多樣的警戒指標(biāo),警戒值設(shè)置也很 方便, 可根據(jù)實(shí)際需要選擇警戒指標(biāo)、 設(shè)置警戒值。 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)警戒值后能及時(shí)報(bào)警,便于相關(guān)部門 及時(shí)采取措施,確保工程結(jié)構(gòu)和基坑周圍環(huán)境的安 全。(5自動(dòng)化報(bào)表輸出實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)報(bào)表的自動(dòng)化輸出,極大地提高了成 果輸出效率,使得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠及時(shí)進(jìn)行處理和分 析。

27、(6集中管理、分布式應(yīng)用、安全性 實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)多個(gè)基坑監(jiān)測(cè)信息的集中管理、監(jiān) 測(cè)人員的協(xié)同工作和各部門的信息共享。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 下系統(tǒng)的運(yùn)行存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性,因此考慮了數(shù)據(jù) 庫(kù)安全性控制及數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)等問(wèn)題,系統(tǒng)是安 全可靠的。參 考 文 獻(xiàn)1 肖躍民 . 某地鐵車站深大基坑開挖量測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) J. 工程設(shè)計(jì)與研究 , 1998, (9: 8-11.2 鐘正雄 , 馬忠政 , 余有靈 , 等 . 基坑工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用 J. 地下空間 , 1998, (S1:323-328.3 石杏喜 , 岳建平 , 林來(lái)俊 . 基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究 J. 江蘇地礦信息 , 2002,

28、27(2:24-26.下轉(zhuǎn)第 2514頁(yè)25072514 巖 土 力 學(xué) 2008 年 生一定程度的扭曲，這會(huì)造成地鐵隧道兩鐵軌的不 均勻沉降，對(duì)于地鐵隧道的運(yùn)行是非常不利的。 （2）樁基礎(chǔ)荷載對(duì)鄰近的隧道受力亦有顯著影 響，在樁基礎(chǔ)建設(shè)前，隧道彎矩分布對(duì)稱于豎直軸 線，樁基礎(chǔ)荷載施加后，造成隧道所受彎矩分布向 樁基礎(chǔ)方向偏轉(zhuǎn)。隧道彎矩變化最大點(diǎn)發(fā)生在隧道 上下拱腰部位，而在水平軸線位置，彎矩變化幾乎 為 0。 （3）從參數(shù)分析結(jié)果來(lái)看：隨著樁間距以及 隧道與樁基礎(chǔ)間凈距的增加，隧道變形及受力受到 樁基礎(chǔ)的影響相應(yīng)減??；沿隧道方向樁間距的變 化影響遠(yuǎn)大于垂直隧道方向樁間距變化的影響； 臨近隧道

29、的樁列數(shù)目對(duì)隧道的變形及受力影響顯 著，隨著樁列數(shù)目的增加，隧道位移及受力的變化 值不斷增加，但增加幅度逐漸減小；在考慮樁基 礎(chǔ)對(duì)隧道的影響時(shí)，只需根據(jù)樁位布置情況考慮一 定數(shù)量的樁列進(jìn)行計(jì)算。 （4）根據(jù)采用該平面應(yīng)變有限元分析方法對(duì)太 平洋 2 期工程的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析， 該方法能夠較為有效地了解樁基礎(chǔ)施工前后隧道的 變形及受力的變化。 參 考 文 獻(xiàn) 1 MEASOR E O, NEW D H. The design and construction of the Royal Festival Hall, South Bank J. Institution of Civil

30、Engineers, 1851, 36: 241318. BENTON L J, PHILLIPS A. The behavior of two tunnels beneath a building on build foundation C/ Deformation of Soils and Displacements of Structures. Florence: X 9 8 7 6 5 4 3 2 ECSMFE, , 1991: 665668. HIGGINS K G, CHUDLEIGH I, STJOHN H D. et al. An example of pile tunnel

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32、ROEDER F C. The Influence of bored piles on existing tunnels D. London: Imperial College, University of London, 2003. SCHROEDER F C. The Influence of bored piles on existing tunnels: a case study J. Ground Engineering, 2002, 55(7: 3234. 樓曉明, 金志靖. 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)對(duì)緊鄰地鐵隧道產(chǎn) 生豎向附加應(yīng)力和變形的計(jì)算分析J. 巖土力學(xué), 1996, 17(3: 4

33、853. LOU Xiao-ming, JIN Zhi-jing. Analysis of the influence of bored pile foundation on adjacent metro tunnelsJ. Rock and Soil Mechanics, 1996,17(3: 4853. 樓曉明, 劉建航. 高層建筑樁基礎(chǔ)對(duì)鄰近隧道影響的 監(jiān)測(cè)與分析 J. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 31(9: 1 014 1 018. LOU Xiao-ming, LIU Jian-hang. Monitoring and analysis of infIuence of pile fo

34、undation under high-rise buildings on adjacent tunnelJ. Journal of Tongji University, 2003, 31(9: 1 0141 018. 朱蕾, 葉耀東, 張柏平. 緊鄰地鐵運(yùn)營(yíng)線路的深基坑施 工J.建筑技術(shù)開發(fā), 2004, 31(2: 5253. ZHU Lei, YE Yao-dong, ZHANG Bai-ping. Construction techniques of deep foundation ditch neighboring the operation subwayJ. Building Technique Development, 2004, 31(2: 5253. 上接第 2507 頁(yè) 4 胡友健, 李梅, 賴祖龍, 等. 深基坑工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理 與預(yù)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)J. 焦作工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版, 2001, 20 (2 :130135.