CN112609661A - 一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，提出监测断面的优化坑外监测井布置方式，可更加真实的反映坑外水位变化情况；通过数据无线传输收集与处理，实现单监测井与监测断面的地下水位数据可视化，直观反映坑外地下水位的变化情况；同时引入坑外水位预警速率比ηit参数，通过分析坑外地下水位变化的特点，运用数理统计平均差的原理，得出深基坑坑外水位预警速率比ηit稳定性异常预警阈值[ηicr]的计算方法(
或
)。该方法设计原理剔除传统依据施工经验进行监测井布置与预警提醒方式，具有数据直观、预警及时、易于实施的特点，且节约成本，工程应用性强，应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程深基坑周边地下水位监测技术领域，尤其涉及一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法。
背景技术
随着经济水平发展，城市建筑群、地下轨道交通、管线布置等越来越来越密集，且纵横交错，为深大地下空间的开发带来极大的困难，而深大地下空间又是当今城市发展必经之路，因此如何保证在深大地下空间施工过程中周边建筑物、构筑物以及地下管线的安全使用，已是目前制约深大地下空间开发的最大因素之一。
深大地下空间施工过程中对周边建筑物、构筑物以及地下管线造成安全隐患的主要原因是变形问题，深究其原因是由于深大地下空间开挖施工过程中引起周边地下水位变化，导致土体下陷、变形而带动周边环境发生变形，轻则影响其正常使用，重则甚至发生倒塌等重大安全事故。为此，目前国内深大基坑施工过程中均进行坑外地下水位监测，观测基坑施工过程中对周边水位变化影响，以预防基坑开挖导致周边水位变化过大而给周边建筑物、构筑物及地下管线带来的安全隐患。
目前地下水位监测技术通常采用在围护结构外侧一定距离以及周边建筑物、构筑物及地下管线附近布设若干水位观测井，通过定时去量测地下水位，及时发现地下水位变化，评估基坑施工对周边建筑物、构筑物及地下管线的影响，该方法对基坑安全施工起到了一定的积极作用，但是仍然存在一定的缺陷，如：监测井单井布置只能反映监测井单点水位变化，并不能反应整个基坑范围内水位整体变化趋势情况；同时水位数据处理不够直观，往往一堆数据堆积在施工管理人员面前，很难直观的展现水位变化，考验管理人员的水平；同时水位预警往往依靠施工人员的经验评断，无法可靠研判水位变化趋势。为规避上述问题，往往将预警水位值设置为很高的安全水位，虽能规避一定的风险，但是此种做法也同样制约了工程施工。
为此，鉴于上述传统地下水位观测方式的缺点与不足，本发明旨在设计一种可视化的深基坑周边地下水位监测系统及预警阈值，以期解决传统监测方式不能反应整个基坑范围内水位整体变化趋势情况、水位数据展示不够直观且无法可靠研判水位发展趋势的缺点，以实现既能实时反映基坑周边水位变化趋势、水位数据处理结果可视化展示，又能通过一个定量指标反映地下水位变化趋势，及时做出预警的目的。
发明内容
针对上述传统深基坑周边地下水位监测系统存在的缺陷，本发明提出一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，通过提出监测断面的优化坑外监测井布置方式，可更加真实的反映坑外水位变化趋势情况；通过数据无线传输收集与处理，实现单监测井与监测断面的地下水位数据可视化，直观反映坑外地下水位的变化情况；同时引入坑外水位预警速率比ηit参数，通过分析坑外地下水位变化的特点，运用数理统计平均差的原理，得出深基坑坑外水位预警速率比ηit稳定性异常预警阈值[ηicr]的计算方法(
或
)。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：坑外水位监测孔平面布置设计；
步骤2：坑外水位监测孔结构设计；
步骤3：坑外水位监测孔质量检验；
步骤4：坑外水位监测数据收集与处理；
步骤5：坑外水位监测数据整理可视化：通过表格图表处理功能，生成每个水位井或监测断面水位变化折线图；
步骤6：深基坑坑外地下水位预警响应阈值确定：定义坑外水位预警速率比ηit为第i时间坑外水位变化速率Vit与初始时间坑外水位变化速率Vi1比值；依据数理统计原理，运用坑外水位预警速率比ηit的均值
及其平均差σi作为深基坑坑外地下水位预警响应阈值；根据工程地质与水文条件以及基坑及周边环境的重要等级，选择
减一倍或二倍平均差作为深基坑坑外水位预警速率比ηit稳定性异常预警阈值，即：
或
进一步的，步骤1的坑外水位监测孔平面布置设计，具体包括：
(1)坑外水位监测孔位布置：
坑外水位监测点布置沿基坑周边采用断面法进行布置，即垂直基坑边方向，每一个监测断面由n个等间距的监测孔构成，相邻垂直断面间距s根据周边环境重要性进行选择，基坑重要部位及受力较大部位增设监测断面；
(2)坑外水位监测孔深布置：
水位监测管的埋置深度在控制地下水位之下3～5m，对于需要降低承压水水位的基坑工程，水位监测管埋置深度需深入承压水层内部。
进一步的，步骤2的坑外水位监测孔结构设计，具体包括：监测水管采用钢制或塑料制管，整个水管分为三段，第一段为上部管口段，不开设孔洞，保证封孔质量；第二段为滤水段，开设一定的滤水孔洞，外包裹滤水材料；第三段为泥沙沉淀段，不开设孔洞，用来沉积滤水段中进入的泥沙；管底设置单向阀，用来清理泥沙沉淀段沉积的泥沙，保证滤水段的正常工作。
进一步的，步骤3的坑外水位监测孔质量检验，具体包括：实验前先测出管中水位标高或埋深，然后向管内注清水，观测水位恢复至原水位或接近原水位所需的时间，满足规定的时间内则认为该监测孔合格。
进一步的，步骤4的坑外水位监测数据收集与处理，具体包括：水位监测采用地下水位监测仪，水位监测仪将水位变化数据通过无线传输功能上传至指定电脑端；采用EXCEL计算表格编制计算公式实现一键处理原始数据，获得该组水位井的初始水位值Si0、实时水位值Sit、水位变化值
变化速率Vit信息；第i井t时刻水位值与初始水位值的差值由公式(1)计算确定，第i井t时刻水位值变化速率由公式(2)计算确定；
式中：
Vit-第i井t时刻水位值变化速率；
Sit-第i井t时刻水位值；
Si0-第i井初始水位置。
进一步的，步骤5的坑外水位监测数据整理可视化，具体包括：通过表格图表处理功能，生成每个水位井或监测断面水位变化折线图；包括：单井实时水位数据折线图(Sit～i)；单井水位变化数据折线图
单井水位变化速率折线图(Vit～i)；监测断面初始水位折线图(Si0～i)；监测断面水位实时水位折线图(Sit～i)；地下水回灌过程断面水位折线图(Sit～i)。
进一步的，步骤6的深基坑坑外地下水位预警响应阈值确定，具体包括：
(1)坑外水位预警速率比的确定：
定义坑外水位预警速率比ηit为第i时间坑外水位变化速率Vit与初始时间坑外水位变化速率Vi1比值，由步骤4计算出初始时间坑外水位变化速率与第i井t时间坑外水位变化速率，其值由公式(3)确定：
ηit＝Vit/Vi1 (3)
式中：
ηit-第i井t时刻坑外水位预警速率比；
Vit-第i井t时刻水位值变化速率；
Vit-第i井初始时刻水位值变化速率；
(2)深基坑坑外地下水位预警响应阈值确定：
依据数理统计原理，运用坑外水位预警速率比ηit的均值
及其平均差异常值作为深基坑坑外地下水位预警响应阈值，其中，坑外水位预警速率比ηit的均值
代表坑外地下水位稳定性评价参数，该参数ηit平均差σi代表坑外地下水位稳定性评价参数；具体为先实时统计ηit的平均值
之后通过式(4)求解其相应的平均差σi：
式中：
σi-坑外水位预警速率比平均差；
根据工程地质与水文条件以及基坑及周边环境的重要等级，选择
减一倍或二倍平均差作为深基坑坑外水位预警速率比ηit稳定性异常预警阈值，即：
或
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明提出的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，可以有效解决现有技术中存在的问题。具体表现为：本发明所阐述的方法，相比传统依据施工经验进行监测井布置与预警提醒的方式，提出监测断面的优化坑外监测井布置方式，可更加真实的反映坑外水位变化情况；通过数据无线传输收集与处理，实现单监测井与监测断面的地下水位数据可视化，直观反映坑外地下水位的变化情况；同时引入坑外水位预警速率比ηit参数，通过分析坑外地下水位变化的特点，运用数理统计平均差的原理，得出深基坑坑外水位预警速率比ηit稳定性异常预警阈值[ηicr]的计算方法(
或
)。该方法设计原理剔除了传统依据施工经验进行监测井布置与预警提醒的方式，具有数据直观、预警及时、易于实施的特点，工程应用性强，应用范围广。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法的整体流程图。
图2为本发明实施例提供的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法的地下水位监测点布置示意图。
图3为本发明实施例提供的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法的某一断面水位变化值/变化速率可视化示意图。
图4为本发明实施例提供的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法的某一断面各井速率比示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
本发明实施例提供的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法的整体流程图如图1所示。所述设计方法的基本原理与依据是：
(1)坑外水位监测孔质量检验依据
根据《地下水监测规范》(SL/T183-2005)2.0.6条以及《地下水环境监测技术规范》(HJ/T164-2004)(2.4.2.5条)规定，坑外水位监测孔质量检验采用透水灵敏度试验进行检测。
(2)深基坑坑外地下水位预警响应阈值确定依据
深基坑工程往往设置隔水帷幕，用于防止基坑周边水流入基坑，造成基坑周边水位发生较大变化引起基坑周边建筑物、构筑物以及地下管线等发生变形破坏。
深基坑工程坑外降水基本分为三个阶段，第一个阶段：稳定阶段，隔水帷幕质量较好，隔渗性能好，坑外水位基本稳定，坑外水位预警速率比ηit为一个定值，第二个阶段：加速阶段，随着开挖深度加大造成土压力与水压力增加，以及隔水帷幕质量变差，隔渗性能降低，坑外水位变化加大，坑外水位预警速率比ηit呈逐步增大的趋势，第三个阶段：突变阶段，随着土压力与水压力进一步增加，隔水帷幕质量变差，出现贯通性裂缝，坑位水位急剧下降，坑外水位预警速率比ηit降急剧增加。
平均差在概率统计中最常使用作为统计分布程度上的测量。平均差定义是总体各单位标准值与其平均数离差平方的算术平均数的平方根。它反映组内个体间的离散程度。因此，本发明依据平均差原理，提出以
减一倍或二倍平均差作为深基坑坑外水位预警速率比ηit稳定性异常预警阈值，即：
或
可根据工程地质与水文条件以及基坑及周边环境的重要等级，选择合适的深基坑坑外水位预警速率比ηit预警阈值，以数据为依据，减少人为因素对地下水位变化预警造成的误差，保证坑外地下水位监测的数据的准确性与预警的准确性。
为更好的说明本发明的设计方法，本发明结合某深基坑工程加以详细论述其可能性，以证明其实际意义与价值。
步骤一：坑外水位监测孔平面布置设计
1、坑外水位监测孔位布置
本坑外水位监测点布置宜沿基坑周边采用断面法(垂直基坑边方向)进行布置，每一个监测断面由5个间距3m的监测孔构成，相邻垂直断面间距20-30m，共计布置10处监测断面；监测孔从止水帷幕的宜外侧约2m处开始布设。
2、坑外水位监测孔深布置
水位监测管的埋置深度(管底标高)应在控制地下水位之下3～5m为宜。
步骤二：坑外水位监测孔结构设计
水位管可选用直径50mm硬质塑料管，管底设置单向阀(只能向外开)密封，即防止泥砂进入管中，也可清除沉淀的泥砂。下部留出的长度为1m沉淀段(不打孔)，用来沉积滤水段带入的少量泥砂。中部管壁周围钻设1.5m高的滤水孔，相邻两列的孔交错排列，呈梅花状布置。管壁外部采用土工布包扎构成过滤层。上部管口段不打孔，以保证封孔质量。
步骤三：坑外水位监测孔质量检验
根据《地下水监测规范》(SL/T183-2005)2.0.6条以及《地下水环境监测技术规范》(HJ/T164-2004)(2.4.2.5条)规定，本项目坑外水位监测孔质量检验采用透水灵敏度试验进行检测。本项目水位标高位置土质为粉土，注水量采用3倍每米观测孔的容积，观测水位恢复至原水位或接近原水位所需的最大时间为60min，满足表1中规定的时间，监测孔全部合格，检测水位可真实地反映地下水位；
步骤四：坑外水位监测数据收集与处理
1、水位监测仪选择
本项目水位监测仪采用地下水位监测仪器，该地下水位监测仪器包含传感器和投入式水位计，通过将水位计投入井内，实现水位检测、数据采集和无线传输功能。该水位监测仪可安装于地下水监测井内，安装、维护非常简便，采用自带锂电池组供电，具备精度高、功耗低、体积小、防潮防水等诸多特点，是地下水远程监测系统中的理想设备。
2、监测数据收集与处理
水位监测仪将水位变化数据通过无线传输功能上传至指定电脑端。采用EXCEL计算表格编制计算公式实现一键处理原始数据，获得该组水位井的初始水位值Si0、实时水位值Sit、水位变化值
变化速率Vit等信息。第i井t时刻水位值与初始水位值的差值可由公式(1)计算确定，第i井t时刻水位值变化速率可由公式(2)计算确定(以某一监测断面值数据为例)。
(1)断面各观测井水位观测值
| 井号 | T0 | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | T7 | T8 |
| 1 | -1.550 | -1.570 | -1.595 | -1.895 | -2.255 | -2.645 | -3.145 | -4.345 | -5.945 |
| 2 | -1.550 | -1.570 | -1.594 | -1.874 | -2.224 | -2.604 | -3.094 | -4.094 | -5.594 |
| 3 | -1.550 | -1.565 | -1.588 | -1.863 | -2.203 | -2.573 | -3.053 | -3.583 | -4.783 |
| 4 | -1.550 | -1.560 | -1.584 | -1.848 | -2.158 | -2.498 | -2.968 | -3.450 | -4.250 |
| 5 | -1.550 | -1.559 | -1.581 | -1.844 | -2.144 | -2.464 | -2.914 | -3.334 | -3.954 |
(2)断面水位单位时间变化值/单位时间变化速率
| 井号 | T1-T0 | T2-T0 | T3-T0 | T4-T0 | T5-T0 | T6-T0 | T7-T0 | T8-T0 |
| 1 | -0.020 | -0.025 | -0.300 | -0.360 | -0.390 | -0.500 | -1.200 | -1.600 |
| 2 | -0.020 | -0.024 | -0.280 | -0.350 | -0.380 | -0.490 | -1.000 | -1.500 |
| 3 | -0.015 | -0.023 | -0.275 | -0.340 | -0.370 | -0.480 | -0.530 | -1.200 |
| 4 | -0.010 | -0.024 | -0.264 | -0.310 | -0.340 | -0.470 | -0.482 | -0.800 |
| 5 | -0.009 | -0.022 | -0.263 | -0.300 | -0.320 | -0.450 | -0.420 | -0.620 |
步骤五：坑外水位监测数据整理可视化
通过EXCEL表格图表处理功能或将EXCEL表格处理完成的数据上传至ACCESS数据库并导入项目管理软件，可生成每个水位井或监测断面水位变化折线图：
(1)单井实时水位数据折线图(Sit～i)；
(2)单井水位变化数据折线图
(3)单井水位变化速率折线图(Vit～i)；
(4)监测断面初始水位折线图(Si0～i)；
(5)监测断面水位实时水位折线图(Sit～i)；
(6)地下水回灌过程断面水位折线图(Sit～i)；
步骤六：深基坑坑外地下水位预警响应阈值确定
1、坑外水位预警速率比的确定(以某一监测断面为例)
定义坑外水位预警速率比ηit为第i时间坑外水位变化速率Vit与初始时间坑外水位变化速率Vi1比值，由步骤四可计算出初始时间坑外水位变化速率与第i井t时间坑外水位变化速率，其值可由公式(3)确定。
ηit＝Vit/Vi1 (3)
(1)速率比
| 井号 | T2/T1 | T3/T1 | T4/T1 | T5/T1 | T6/T1 | T7/T1 | T8/T1 |
| 1 | 1.250 | 15.000 | 18.000 | 19.500 | 25.000 | 60.000 | 80.000 |
| 2 | 1.200 | 14.000 | 17.500 | 19.000 | 24.500 | 50.000 | 75.000 |
| 3 | 1.533 | 18.333 | 22.667 | 24.667 | 32.000 | 35.333 | 80.000 |
| 4 | 2.400 | 26.400 | 31.000 | 34.000 | 47.000 | 48.200 | 80.000 |
| 5 | 2.444 | 29.222 | 33.333 | 35.556 | 50.000 | 46.667 | 68.889 |
2、深基坑坑外地下水位预警响应阈值确定
依据数理统计原理，运用坑外水位预警速率比ηit的均值
及其平均差异常值作为深基坑坑外地下水位预警响应阈值，其中，坑外水位预警速率比ηit的均值
代表坑外地下水位稳定性评价参数，该参数ηit平均差σi代表坑外地下水位稳定性评价参数。具体为先实时统计ηit的平均值
之后可通过式(4)求解其相应的平均差σi：
(1)平均差值
| 1 | 9.723 | 8.931 | 8.338 | 8.881 | 19.734 | 28.047 |
| 2 | 9.051 | 8.581 | 8.093 | 8.713 | 16.190 | 25.189 |
| 3 | 11.879 | 11.163 | 10.515 | 11.364 | 11.972 | 24.352 |
| 4 | 16.971 | 15.358 | 14.377 | 16.308 | 16.724 | 23.856 |
| 5 | 18.935 | 16.773 | 15.355 | 17.334 | 16.913 | 20.584 |
根据工程地质与水文条件以及基坑及周边环境的重要等级，选择
减一倍差作为深基坑坑外水位预警速率比ηit稳定性异常预警阈值，即：
| 判别 | T3 | T4 | T5 | T6 | T7 | T8 |
| 1 | TRUE | TRUE | TRUE | FALSE | FALSE | FALSE |
| 2 | TRUE | TRUE | TRUE | FALSE | FALSE | FALSE |
| 3 | TRUE | TRUE | TRUE | FALSE | FALSE | FALSE |
| 4 | TRUE | TRUE | TRUE | FALSE | FALSE | FALSE |
| 5 | TRUE | TRUE | TRUE | FALSE | FALSE | FALSE |
由上表可知，该监测断面在T6时刻水位达到预警阈值，此时应及时进行截水帷幕质量检查或回灌处理等措施，防止水位继续下降。
以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，本发明专利的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明专利思路下的技术方案均属于本发明专利的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理前提下的若干改进和润饰，同样也应视为本发明专利的保护范围。
Claims (7)
1.一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：坑外水位监测孔平面布置设计；
步骤2：坑外水位监测孔结构设计；
步骤3：坑外水位监测孔质量检验；
步骤4：坑外水位监测数据收集与处理；
步骤5：坑外水位监测数据整理可视化：通过表格图表处理功能，生成每个水位井或监测断面水位变化折线图；
步骤6：深基坑坑外地下水位预警响应阈值确定：定义坑外水位预警速率比ηit为第i时间坑外水位变化速率Vit与初始时间坑外水位变化速率Vi1比值；依据数理统计原理，运用坑外水位预警速率比ηit的均值
及其平均差σi作为深基坑坑外地下水位预警响应阈值；根据工程地质与水文条件以及基坑及周边环境的重要等级，选择
减一倍或二倍平均差作为深基坑坑外水位预警速率比ηit稳定性异常预警阈值，即：
或
2.根据权利要求1所述的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，其特征在于，步骤1的坑外水位监测孔平面布置设计，具体包括：
(1)坑外水位监测孔位布置：
坑外水位监测点布置沿基坑周边采用断面法进行布置，即垂直基坑边方向，每一个监测断面由n个等间距的监测孔构成，相邻垂直断面间距s根据周边环境重要性进行选择，基坑重要部位及受力较大部位增设监测断面；
(2)坑外水位监测孔深布置：
水位监测管的埋置深度在控制地下水位之下3～5m，对于需要降低承压水水位的基坑工程，水位监测管埋置深度需深入承压水层内部。
3.根据权利要求1所述的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，其特征在于，步骤2的坑外水位监测孔结构设计，具体包括：监测水管采用钢制或塑料制管，整个水管分为三段，第一段为上部管口段，不开设孔洞，保证封孔质量；第二段为滤水段，开设一定的滤水孔洞，外包裹滤水材料；第三段为泥沙沉淀段，不开设孔洞，用来沉积滤水段中进入的泥沙；管底设置单向阀，用来清理泥沙沉淀段沉积的泥沙，保证滤水段的正常工作。
4.根据权利要求1所述的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，其特征在于，步骤3的坑外水位监测孔质量检验，具体包括：实验前先测出管中水位标高或埋深，然后向管内注清水，观测水位恢复至原水位或接近原水位所需的时间，满足规定的时间内则认为该监测孔合格。
5.根据权利要求1所述的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，其特征在于，步骤4的坑外水位监测数据收集与处理，具体包括：水位监测采用地下水位监测仪，水位监测仪将水位变化数据通过无线传输功能上传至指定电脑端；采用EXCEL计算表格编制计算公式实现一键处理原始数据，获得该组水位井的初始水位值Si0、实时水位值Sit、水位变化值
变化速率Vit信息；第i井t时刻水位值与初始水位值的差值由公式(1)计算确定，第i井t时刻水位值变化速率由公式(2)计算确定；
式中：
Vit—第i井t时刻水位值变化速率；
Sit—第i井t时刻水位值；
Si0—第i井初始水位置。
6.根据权利要求1所述的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，其特征在于，步骤5的坑外水位监测数据整理可视化，具体包括：通过表格图表处理功能，生成每个水位井或监测断面水位变化折线图；包括：单井实时水位数据折线图(Sit～i)；单井水位变化数据折线图
单井水位变化速率折线图(Vit～i)；监测断面初始水位折线图(Si0～i)；监测断面水位实时水位折线图(Sit～i)；地下水回灌过程断面水位折线图(Sit～i)。
7.根据权利要求5所述的一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法，其特征在于，步骤6的深基坑坑外地下水位预警响应阈值确定，具体包括：
(1)坑外水位预警速率比的确定：
定义坑外水位预警速率比ηit为第i时间坑外水位变化速率Vit与初始时间坑外水位变化速率Vi1比值，由步骤4计算出初始时间坑外水位变化速率与第i井t时间坑外水位变化速率，其值由公式(3)确定：
ηit＝Vit/Vi1 (3)
式中：
ηit—第i井t时刻坑外水位预警速率比；
Vit—第i井t时刻水位值变化速率；
Vit—第i井初始时刻水位值变化速率；
(2)深基坑坑外地下水位预警响应阈值确定：
依据数理统计原理，运用坑外水位预警速率比ηit的均值
及其平均差异常值作为深基坑坑外地下水位预警响应阈值，其中，坑外水位预警速率比ηit的均值
代表坑外地下水位稳定性评价参数，该参数ηit平均差σi代表坑外地下水位稳定性评价参数；具体为先实时统计ηit的平均值
之后通过式(4)求解其相应的平均差σi：
式中：
σi—坑外水位预警速率比平均差；
根据工程地质与水文条件以及基坑及周边环境的重要等级，选择
减一倍或二倍平均差作为深基坑坑外水位预警速率比ηit稳定性异常预警阈值，即：
或
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113962320A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-21 | 中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心) | 地下水监测数据处理方法及装置 |
| WO2022111518A1 (zh) * | 2020-11-27 | 2022-06-02 | 中建三局第一建设工程有限责任公司 | 一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法 |
| CN117589120A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 深圳市深勘工程咨询有限公司 | 基于bim的基坑变形自动监测预警方法、系统以及电子设备 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115408886B (zh) * | 2022-10-28 | 2023-03-24 | 德州黄河建业工程有限责任公司维修养护分公司 | 一种水利工程控制地下结构沉降的降排水系统及方法 |
| CN117166545A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-12-05 | 广州市盛通建设工程质量检测有限公司 | 一种地铁基坑支护结构移动监测方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3134021B2 (ja) * | 1992-10-20 | 2001-02-13 | 応用地質株式会社 | 孔内水平載荷試験機用の加圧装置 |
| CN103512631A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-01-15 | 青岛理工大学 | 基于监测确定边坡临界排水水位线的方法 |
| CN206971241U (zh) * | 2017-06-06 | 2018-02-06 | 中铁十九局集团轨道交通工程有限公司 | 一种深基坑的坑外水位在线监测装置 |
| CN109680669A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-26 | 青岛理工大学 | 一种基于地下水动力加载的基坑稳定性监测预警方法 |
| CN111984930A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-24 | 河海大学 | 一种地下水水位监测数据异常值识别方法及系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE20006007U1 (de) * | 2000-03-31 | 2001-08-02 | Weege Reinhard | Grundwasserabsenkungssteuerung |
| JP4152816B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2008-09-17 | 株式会社富永製作所 | 給油所の水位検知システム |
| CN103150871B (zh) * | 2013-01-31 | 2015-08-05 | 青岛理工大学 | 利用地下水位与位移实时监测的滑坡预测方法 |
| CN105569732B (zh) * | 2016-01-04 | 2018-12-14 | 中国矿业大学(北京) | 基于图像和水文数据监测的煤矿水灾报警方法 |
| CN112609661B (zh) * | 2020-11-27 | 2022-05-10 | 中建三局第一建设工程有限责任公司 | 一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3134021B2 (ja) * | 1992-10-20 | 2001-02-13 | 応用地質株式会社 | 孔内水平載荷試験機用の加圧装置 |
| CN103512631A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-01-15 | 青岛理工大学 | 基于监测确定边坡临界排水水位线的方法 |
| CN206971241U (zh) * | 2017-06-06 | 2018-02-06 | 中铁十九局集团轨道交通工程有限公司 | 一种深基坑的坑外水位在线监测装置 |
| CN109680669A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-26 | 青岛理工大学 | 一种基于地下水动力加载的基坑稳定性监测预警方法 |
| CN111984930A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-24 | 河海大学 | 一种地下水水位监测数据异常值识别方法及系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022111518A1 (zh) * | 2020-11-27 | 2022-06-02 | 中建三局第一建设工程有限责任公司 | 一种可视化的深基坑周边地下水位监测及预警阈值设计方法 |
| CN113962320A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-21 | 中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心) | 地下水监测数据处理方法及装置 |
| CN117589120A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 深圳市深勘工程咨询有限公司 | 基于bim的基坑变形自动监测预警方法、系统以及电子设备 |
| CN117589120B (zh) * | 2024-01-18 | 2024-03-26 | 深圳市深勘工程咨询有限公司 | 基于bim的基坑变形自动监测预警方法、系统以及电子设备 |
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