CN111139877A - 一种基坑实时承载力极限监测方法及系统 - Google Patents

一种基坑实时承载力极限监测方法及系统 Download PDF

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CN111139877A CN202010013720.7A CN202010013720A CN111139877A CN 111139877 A CN111139877 A CN 111139877A CN 202010013720 A CN202010013720 A CN 202010013720A CN 111139877 A CN111139877 A CN 111139877A
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00—Testing foundations or foundation structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
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Abstract

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。

Description

一种基坑实时承载力极限监测方法及系统
技术领域
本发明涉及岩土及结构工程技术领域，特别是涉及一种基坑实时承载 力极限监测方法及系统。
背景技术
现有针对基坑的监测方法是采用了正常使用极限状态(SLS)监测方 法，该SLS监测方法已被广泛采用在岩土及结构工程中。在不同的国家规 范(中国建筑边坡工程技术规范GB50330-2013、中国建筑变形测量规范 JGJ8-2016以及相关的英国规范、美国规范)中变形、倾斜、沉降、位移等 都是关键的监测参数。一般而言,这些SLS监测方法的参数极限值是根据 工程经验或经验法则而定。除此之外，这些极限值在不同的国家和地区实 践中都有所不同。并且，SLS监测方法需要有经验的工程师直接得出关键监 测数据，并作出快速决定，而且没有任何进一步的分析。所以现行SLS监 测方法存在如下问题：
(1)控制结构稳定性和安全性的最重要因素是材料强度和施加的荷 载。SLS监测参数的变化只能够反映施加荷载的变化，但不直接关系到结构 安全性水平；
(2)SLS监测参数的极限值基于工程经验或经验法则而定义的，这些 极限值不能反映结构的应力状态；
(3)SLS监测方法中未考虑材料的特性。
由此可见，上述现有的一种SLS监测方法仍存在有不便与缺陷，而亟 待加以进一步改进。如何能创设一种新的基坑实时承载力极限监测方法及 系统，使其能更加科学合理、快速实时的准确反应出基坑的安全性能，并 能从不同失稳因素着手，检测基坑不同失稳因素下的安全性能，提升监测 效果，成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基坑实时承载力极限监测方法， 使其能更加科学合理、快速实时的准确反应出基坑的安全性能，提升监测 效果，从而克服现有的SLS监测方法的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基坑实时承载力极限监测方法， 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)。
进一步改进，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。
进一步改进，所述步骤(1)中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。
进一步改进，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。
进一步改进，所述步骤(1)中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。
进一步改进，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。
进一步改进，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。
进一步改进，所述建筑物或基坑的标高及沉降监测采用无人机实现。
进一步改进，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。
进一步改进，所述步骤(6)中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。
进一步改进，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，
Figure BDA0002358076570000041
进一步改进，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。
进一步改进，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。
本发明还提供一种基坑实时承载力极限监测系统，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。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
本发明基坑实时承载力极限监测方法考虑基坑及其建筑物结构的场地 环境、地形地貌、场地结构以及该监测区域的历史情况，详细了解场地材 料特性、能力和力稳定性能，制定科学合理的监测方案及监测指标，建立 监测数学模型，并通过实时采集各种IoT传感器的动态监测数据，再通过 云服务器对数据的及时分析，得出综合量化指标-实时安全系数FOSins，并 根据该实时安全系数FOSins值的大小以及其与设计安全系数FOS值的比较结果，对基坑实时安全等级进行随时评估，及时发出不同等级的实时预警信 号，为人员安全逃离留出充足时间，大大避免人员、财产的损失。
该方法更科学准确、更安全可靠，可以把不同国家和地区的关键安全 监测参数统一到一个综合的量化指数上，还可以用在不同应力状态下的安 全水平评估。
本发明监测方法通过考虑基坑的不同失稳因素，计算不同失稳状态下 的实时安全系数FOSins，找到最低值，再根据该最低值向监测终端发出实时 预警信号，更加全面、科学合理的实现对基坑的多方面监测，使监测结果 全面可靠。
本发明监测方法通过在待监测基坑确定多个监测剖面，并分别对每个 监测剖面的实时安全系数FOSins进行计算，找到最低值，再根据该最低值向 监测终端发出实时预警信号，更加全面的实现对基坑的多点监测，使监测 结果更加全面可靠。
本发明监测系统通过采用IoT传感器实时监测，云服务器对数据及时 分析，得出结果后及时预警，大大提高了采集数据频率，并减少了人工输 出的错误，提高了安全保障，增加了有效撤离时间，对维护社会稳定，保 障生态环境、促进国民经济和社会可持续发展具有重要的意义。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术 手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明基坑实时承载力极限监测方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基坑实时承载力极限监测方法，该监测方法(简称： ULS监测方法)是一种创新的监测方法，是利用实时监测数据和云分析来计 算基坑的实时安全系数FOSins。该监测方法考虑到结构强度和负载是随时间 而变化的，所以建立一个新的综合量化指标(FOSins)来评估结构的实时安全 水平。其具体的实时承载力极限监测方法详细介绍如下。
参照附图1所示，本实施例基坑实时承载力极限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区域 的历史情况进行检测和调查；
其中，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，据此了解所处环境的土质情况，土的黏聚力以及内摩擦角等。
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 施布置情况等。
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、结构自震频率等的检测。
还有，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 工况下的反应等。
(2)根据步骤(1)的检测和调查结果，确定基坑的一个或多个监测 剖面及每个监测剖面的监测方案，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；所述监测方案还考虑监测期间的气候状况。
其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。
(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，建立一个或多个监测数学模型。
(4)根据步骤(2)制定的监测方案，在各个监测剖面确定的监测点 处放置各种IoT传感器，并收集各IoT传感器的实时监测数据上传至云服务 器，该各IoT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、房屋倾斜角度等。
各传感器监测数据均为动态实时数据。
并且，其中建筑物或基坑的标高及沉降监测可采用无人机实现。
(5)所述云服务器接收所述传感器上传的监测数据，并将其存储在云 端数据库中，结合建立的监测数学模型对监测数据进行实时分析，得出每 个监测剖面的实时安全系数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)。
其中，该现有结构抵抗力负载能力RC和现有的负荷L的计算方法可参考 《建筑基坑支护技术规范》实现。
如针对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因素 的基坑实时安全系数FOSins的计算步骤为：
FOSins＝Rd/Sd
其中，Rd为支护结构构件的抗力设计值，Sd为作用基本组合的效应() 轴力、弯矩等)设计值。
还有，针对基坑坑底因隆起而失稳因素的基坑实时安全系数FOSins的计 算步骤为：
Figure BDA0002358076570000081
Figure RE-GDA0002426422350000091
Figure BDA0002358076570000092
式中，γm1、γm2分别为基坑外、基坑内挡土构件底面以上土的重度 (kN/m3)；对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土取浮重度；对多层土取 各层土按厚度加权的平均重度；
D为基坑底面至挡土构件底面的土层厚度(m)；
h为基坑深度(m)；
q0为地面均布荷载(kPa)；
Nc、Nq为承载力系数；
C、
Figure 1
分别为挡土构件底面以下土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°)；
其中，q0是通过传感器实时监测得到。
另外，如针对锚拉式、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的基坑实时安全系数FOSins的计算步骤为：
Figure BDA0002358076570000094
式中，cj、
Figure RE-GDA0002426422350000095
分别为第j土条滑弧面处土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°)；
bj为第j土条的宽度(m)；
θj为第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°)；
lj为第j土条的滑弧段长度(m)，取lj＝bj/cosθj；
qj为作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa)；
ΔGj为第j土条的自重(kN)，按天然重度计算；
uj为第j土条在滑弧面上的孔隙水压力(kPa)；基坑采用落底式截水 帷幕时，对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外侧，可取 uj＝γwhwa,j，在基坑内侧，可取uj＝γwhwp，j，在地下水位以下或对地下水位 以下的粘性土，取uj＝0；其中γw为地下水重度(kN/m3)，hwa，j为基坑外 地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离(m)；hwp，j为基坑内地下水位至 第j土条滑弧面中点的垂直距离(m)；
R′k，k为第k层锚杆对圆弧滑动体的极限拉力值(kN)；应取锚杆在滑动 面以外的锚固体极限抗拔承载力标准值与锚杆杆体受拉承载力标准值较小 值；
αk为第k层锚杆的倾角(°)；
sx，k为第k层锚杆的水平间距(m)；
ψv为计算系数；可按
Figure RE-GDA0002426422350000101
取值，此处
Figure RE-GDA0002426422350000102
为第k层锚杆 与滑弧交点处土的内摩擦角。
其中，qj、uj、hwa，j、hwp，j、R′k，k均通过传感器实时监测得到。
还有，针对地下渗流引起的土体渗透破坏而失稳的情况，在坑底以下 有水头高于坑底的承压水含水层，且未用截水帷幕隔断其基坑内外的水力 联系时，该承压水作用下的基坑实时安全系数FOSins的计算步骤为：
Figure BDA0002358076570000101
式中，D为承压含水层顶面至坑底的土层厚度(m)；γ为承压含水层 顶面至坑底土层的天然重度(kN/m3)，对多层土，取按土层厚度加权的平 均天然重度；hw为承压水含水层顶面的压力水头高度(m)；γw为水的重 度(kN/m3)。
其中，hw通过传感器实时监测得到。
另外，在悬挂式截水帷幕底端位于碎石土、砂土或粉土含水层时，对 均质含水层，地下水渗流的基坑实时安全系数FOSins的计算步骤为：
Figure 2
式中，D为截水帷幕在坑底以下的插入深度(m)；D1为潜水面或承压水 含水层顶面至基坑底面的土层厚度(m)；γ为土的浮重度(kN/m3)；Δh为 基坑内外的水头差(m)；γw为水的重度(kN/m3)。
其中，Δh通过传感器实时监测得到。
由上述针对基坑的不同失稳因素的实时安全系数计算公式可知，该现 有结构抵抗力负载能力RC和现有的负荷L均是利用现有公式结合传感器的实 时监测数据进行计算，故能够得到各个基坑监测剖面中不同失稳因素的实 时安全系数，能对基坑实时承载力极限进行及时可靠的实时监测，检测可 靠性极高。
(6)根据计算得到的每个实时安全系数FOSins值的大小以及其与设计安 全系数FOS值的比较结果，或采用计算得到的实时安全系数FOSins中的最低值 与设计安全系数FOS值相比较，若所述实时安全系数FOSins值低于设计安全系 数FOS值，则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)。
其中，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。
或者，该步骤(6)中还可以为将实时安全系数FOSins与时间关系绘制曲 线，当实时安全系数FOSins将要降至设计安全系数FOS值时，发出实时预警信 号。
更具体的，该实时预警信号包括不同等级的预警信号，若实时安全系 数FOSins值低于1.0时，则向监测终端发出一级预警信号，如红色预警；若实 时安全系数FOSins值处于1.0至FOS-2Δf范围值时，则向监测终端发出二级预 警信号，如橙色预警；若实时安全系数FOSins值处于FOS-2Δf至FOS-Δf范围 值时，则向监测终端发出三级预警信号，如黄色预警；若实时安全系数FOSins值处于FOS-Δf至FOS范围值时，则向监测终端发出四级预警信号，如蓝色 预警，其中，
Figure BDA0002358076570000121
当然，还可以根据实际情况设置更为精细的预警等级，以及不同等级 的不同颜色信号。
基于上述基坑实时承载力极限监测方法，本发明基坑实时承载力极限 监测系统，包括：
监测数学模型建立模块，该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 客观准确的监测数学模型，为后续数据分析和结果评估提供科学合理的依 据。
传感器组，包括根据监测方案布置在各监测点处的多种IoT传感器，各 IoT传感器用于监测地下水位、承受荷载、建筑物或基坑标高及沉降、房屋 倾斜角度等数据。并且各IoT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。
还包括为上述传感器组和监测区域现场报警单元提供电能的太阳能电 池模块，为监测区域实时采集数据提供可靠保障。
地质灾害防治事关人民群众的生命财产安全，事关重大建设项目建设 成效，要全面落实地质灾害防治和各项制度和措施。本发明ULS监测方法 可以最大限度地减少人员伤亡和财产损失，科学规划地质灾害防治工作， 加强地质灾害的防治与管理，避免和减少地质灾害给人民生命和财产造成 的损失，区别于传统监测。
本方法大大提高了读数频率，并减少了人工输出的错误，提高了安全 保障，为争取更多的撤离时间提供极大的帮助，对维护社会稳定，保障生 态环境、促进国民经济和社会可持续发展具有重要的意义。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、 等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

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，
Figure FDA0002358076560000031
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。
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