CN113364889A - 一种地基基础承载力自动化检测系统及方法 - Google Patents

一种地基基础承载力自动化检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地基基础承载力自动化检测系统及方法，包括现场自动化检测端、数据云系统；现场自动化检测端包括地基检测端和远程自动化监控监测设备；所述地基检测端用于自动获取地基检测数据，并将地基检测数据上传至数据云系统；所述远程自动化监控监测设备用于自动获取现场音视频数据，并将现场音视频数据上传至数据云系统；所述数据云系统用于接收和处理地基检测数据和现场音视频数据，以获得处理后的地基检测数据和处理后的现场音视频数据；所述数据云系统还用于对处理后的地基检测数据和处理后的现场音视频数据进行分类存储以供客户端查阅。本发明是以无人值守的自动化的检测方式进行的，可以节省人力，还可以保证数据的准确性以及人员的安全。

Description

一种地基基础承载力自动化检测系统及方法
技术领域
本发明涉及地基检测技术领域，具体涉及一种地基基础承载力自动化检测系统及方法。
背景技术
地基基础承载力的检测，一般都是以有人值守的传统方式进行的，以单桩、复合地基静载荷试验为例，依据国家相关规范要求，每个点的试验时间约为24小时，需要人工进行加载、卸载以及肉眼读取数据，也需要人工来判断设备、地基基础的稳定性，判断是否会发生危险等。有人值守的方式既浪费人力，且数据读取也很不准确，并且因为上部荷载非常重，或者下雨、用电等等原因，有人值守既不能保证数据安全，也不能保证人员安全，因此，自动化的检测方法有利于地基基础承载力检测的准确性、安全性。
地基基础的检测，除了需要严格遵循国家的相关规范外，还应该采取和融合其他专业技术领域的技术方法，来辅助检测，保证检测的快速高效。
传统的检测方式也不会配备远程监测系统，管理人员无法获知现场的实际检测情况、被检测地基基础的情况以及天气情况、周围作业人员的安全等等情况。因此急需配备有远程记录能力的远程监测系统。
传统的检测方式，所有的数据需要在检测完成以后统一以纸质材料的方式交付给数据处理的人员，数据需要手动输入再进行处理，既不能及时的进行数据分析，也不能及时快速的交付给需要使用的各方，在接受检查时，也无法快速找到纸质原始记录，无法快速展示检测成果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，现有的地基基础承载力检测是以有人值守的方式进行的，有人值守不能保证数据安全和人员安全的问题，以及现有的检测方式也不会配备远程监测系统，管理人员无法获知现场的实际检测情况、被检测地基基础的情况以及天气情况、周围作业人员的安全等等情况的问题，目的在于提供一种地基基础承载力自动化检测系统及方法，解决上述的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种地基基础承载力自动化检测系统，包括现场自动化检测端、数据云系统；
所述现场自动化检测端包括地基检测端和远程自动化监控监测设备；
所述地基检测端用于自动获取地基检测数据，并将地基检测数据上传至数据云系统；该地基检测端还将初步判断地基检测数据是否稳定、满足要求，不稳定或不满足要求则发出预警信息，该预警信息将在本地地基检测端、数据云系统端及部分用户终端同时发出；
所述远程自动化监控监测设备包括具备AI识别功能的变焦云台相机和雨量计；
所述远程自动化监控监测设备设置在地基检测端的现场，用于自动获取地基检测端的现场音视频数据并做出AI识别，以及用于获取现场雨量数据，并将现场音视频数据和现场雨量数据上传至数据云系统；变焦云台相机能够AI识别天气情况和移动人员、物体闯入，并初步判断和发出预警信息，该预警信息将在本地地基检测端、数据云系统端及部分用户终端同时发出；
所述数据云系统用于对现场自动化检测端进行远程监控和干预；该过程可以人工参与；
所述数据云系统还用于接收地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据，并对地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据进行处理和整理，以获得处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据；
所述数据云系统还用于对处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据进行分类存储和加密，供客户端查阅或者使用。客户或终端设备可以通过秘钥查阅或使用这些数据。
所述预警信息包括多方面的预警，比如基桩失稳，比如雨量过大，又比如监测数据值超出了设计和规范要求的范围，视频识别出有人员闯入检测等，现场检测端的自动静载仪以及远端的数据服务端都会发出警告提醒。即便获取数据的过程是自动的，但是还是必须设置值守人员，所以现场检测端也会有警报信息，比如仪器发出声音、灯光等的警告，手机APP也会收到警告等。
进一步地，所述地基检测端包括千斤顶、无线位移计、自动静载仪、液压油管、基准梁；所述千斤顶下方设置有承压板，所述千斤顶上方设置有垫板，垫板上侧设置有主梁，垫板与主梁相接触；主梁上方放置有承压平台，承压平台两端与地面之间设置有承重架；所述承压平台上方为进行试验的配重；所述千斤顶通过液压油管与自动静载仪连接；所述基准梁与无线位移计连接。
进一步地，所述数据云系统包括云服务器A、数据处理模块、分类存储模块、加密模块、云服务器B和终端用户；
所述云服务器A用于接收地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据；
所述数据处理模块用于对地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据进行处理，以获得处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据；
所述分类存储模块用于储存处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据、处理后的现场雨量数据以及各类预警信息；
所述加密模块用于对处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据进行加密，以获得加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据；
所述云服务器B用于对加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据进行分发到终端用户，终端用户通过秘钥查阅或使用加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据。
进一步地，所述远程自动化监控监测设备还包括雨量计；所述雨量计设置在地基检测端的现场，用于测量地基检测端现场的降雨量以获得现场雨量数据，用以帮助自动静载仪以及远端工作人员判断现场风险。
进一步地，所述自动静载仪包含自动静载仪数据终端和油泵，所述油泵上安放有压力表；所述自动静载仪数据终端通过wifi或者蓝牙与无线位移计、压力表相连接；所述自动静载仪数据终端还通过4G/5G网络与云服务器相连接；所述自动静载仪数据终端还通过4G/5G网络与国家地震台网相连接，用于接收国家地震台网发出的地震预警。
自动静载仪通过4G/5G网络与国家地震台网相连接，如果国家地震台网发出临近区域的地震预警，自动静载仪会自动迅速对检测装置做出调整，以防止危险发生。
自动静载仪可以自动化的加载、卸载，也不再需要人工干预，更加精准有效。
自动静载仪可以自动读取位移计、压力表等设备的检测数据，自动判断地基基础稳定性，如果失稳自动发出警告，现场、远端及部分管理工作的终端用户均可以收到警告；远端工作人员只需要依据数据和其他资料来做下一步的判断，如此一个远端值守人员即可完成很多个试验。
进一步地，所述地基检测数据包括被检测端的实时位移数据和千斤顶的实时加压数据；所述现场音视频数据为被检测端所在的环境的实时音视频数据；所述被检测端包括：桩、桩土复合的复合地基、换填地基、天然地基。
进一步地，所述远程自动化监控监测设备为可变焦云台相机和雨量计。远程自动化监控监测设备为可变焦云台相机和雨量计二者集成的设备。
一种地基基础承载力自动化检测方法，基于上述所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，包括以下步骤：
S1：使用地基检测端获取地基检测数据和预警信息，并将地基检测数据和预警信息上传至云服务器A；
S2：使用远程自动化监控监测设备获取地基检测端的现场音视频数据和现场雨量数据，然后将现场音视频数据和现场雨量数据上传至云服务器A；
S3：远端工作人员实时获取云服务器A中的地基检测数据、预警信息、现场音视频数据以及现场雨量数据，并对地基检测数据、预警信息、现场音视频数据以及现场雨量数据进行初步判断，获得判断结果，根据判断结果决定是否有必要进行调整或修改设置，或者是否需要告知工程相关各方；最后将地基检测数据和预警信息上传至云服务器A；
S4：数据处理模块对地基检测数据、预警信息、现场音视频数据和现场雨量数据进行自动化处理获得处理后的数据，再对处理后的数据进行分类存储和加密以获得加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据，最后将加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据上传至云服务器B；
S5：云服务器B对加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据分发到各类终端用户，终端用户通过秘钥查阅或使用上述加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据。
进一步地，所述远端工作人员对地基检测数据和预警信息进行初步判断包括但不限于： a.判断地基检测数据是否满足设计和规范的要求，如果满足要求，则进行下一步工作，如果不满足设计和规范要求，则应尽快通知甲方及监理，并作出处置措施；b.通过现场音视频数据、雨量数据去判断现场自动化检测端的安全性、规范性；所述安全性包括但不限于天气安全、用电安全、施工过程安全、设备堆放安全、作业人员安全；如果现场检测是安全的、规范的，则无需干预，如果现场检测是不规范的或者存在安全隐患，则需要进行干预。例如：设置在地基检测端现场的雨量计检测到有下雨，远端工作人员可以通过远程自动化监控监测设备去查看是否真的在下雨，如果不是真的在下雨，而是工地现场有人或者洒水车不小心把水洒到雨量计，这种情况雨量计获得的这样一个数据就是不准确的，需要去掉这部分数据，类似情况就需要多方式综合推断，不能仅靠单一数据做判断。
进一步地，还包括使用数据云系统接入无人机，利用无人机进行高清正射影像、DOM、 DEM以及三维数字模型的采集，并对高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型进行处理获得处理数据；获得处理数据之后，远端工作人员对处理数据进行判别，所述判别包括地情况判别、扰动判别、成桩质量判别以及检测时上部荷载是否充足的判别；所述场地情况判别包括积水、含水率过高、检测前的渣土堆物及其方量的判别；所述成桩质量判别包括桩心偏移量的判别。
本发明的现场自动化检测端设置有自动静载仪，所述自动静载仪包含自动静载仪数据终端和油泵，油泵上安放有压力表，压力表用于读取油压；无线位移计用于读取桩或者地基在力的作用下产生的相对位移。自动静载仪数据终端通过wifi或者蓝牙与无线位移计及压力表相连，用以读取位移数据和压力数据，通过位移数据和压力数据判断桩的稳定性，再依据判断结果根据规定的时间线控制油泵加压或者减压，最终控制千斤顶加大荷载或者减小荷载。自动静载仪还能读取雨量计的数据，判断降水情况，通过4/5G网络发出预警信号并自动对设备进行干预。可变焦云台相机可以多角度查看现场情况，通过变焦观察是现场细节，并将获取的声音及影像通过4/5G网络上传到云服务器端存储及供远端工作人员对现场作出判断。
本发明所述自动静载仪还通过4G/5G网络与国家地震台网相连接，如果国家地震台网发出临近区域的地震预警，自动静载仪会自动迅速对检测装置做出调整，以防止危险发生。
本发明地基基础承载力自动化检测系统，还具有恶劣天气的自动保护模式，一旦遇到恶劣天气，设备会自动进入保护模式并通知值守人员；本发明还利用了远程监测系统采集检测现场的影像及音频等，用于远程辅助判断检测情况，识别紧急情况。
本发明的数据云系统包含云服务器，自动静载仪数据终端通过4G/5G网络与云服务器相连，可以实时上传地基基础承载力自动化检测端获取的数据。远端工作人员首先依据回传的数据及预警信息进行初步判断和远程干预。远端工作人员从云服务器下载来自地基基础承载力自动化检测端的数据资料后，可进行自动化处理或者人工处理，处理完毕的数据进行分类存储，可随时待查。处理完毕的数据经加密后，再次由云服务器上传至云端，用户可使用秘钥查看这些数据，也可以在电脑、大屏或者手机等展示终端上进行展示。
本发明数据云系统还能够接入无人机进行高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型的采集，并对上述数据和成果进行处理，结合远端工作人员的研判，用以场地情况判别(如积水、含水率过高、检测前的渣土堆物及其方量等等的判别)、扰动判别、成桩质量(如桩心偏移量等)以及检测时上部荷载是否充足等的判别。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明在进行承载力检测时，自动静载仪能够24小时不间断工作，全自动加载、卸载，通过WiFi或者蓝牙实时读取压力表、无线位移计的数据后发送到云端，并判断当前桩基是否依然稳定，如果失稳会通过4G/5G网络向云端发出警告，远端的监测人员可以根据实际情况做出下一步的判断。同时，自动静载仪还能够通过云端，接入到地震台网，当地震台网发布地震预警时，迅速做出反应，以防止上部荷载倾覆发生危险。自动静载仪还能读取雨量计的数据，判断降水情况，通过4/5G网络发出预警信号并自动对设备进行干预。可变焦云台相机可以多角度查看现场情况，通过变焦观察是现场细节，并将获取的声音及影像通过4/5G网络上传到云服务器端存储及供远端工作人员对现场作出判断。自动化监控设备，主要是采集现场的影像、声音等，多角度记录检测过程及期间发生的各类情况，帮助监控人员识别紧急情况等。
本发明使用无人机进行辅助检测工作，采用无人机进行高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型采集高精度的数字影像资料，可以极大的帮助我们在检测前、检测时、检测后做出更准确的判断。利用无人机完成的数字影像，能够提供丰富的现场实际资料，可用于档案存储，也可以用于场地情况判别、扰动判别，成桩质量的判别等等。
本发明地基基础承载力检测是以无人值守的自动化的检测方式进行的，可以节省人力，还可以保证数据的准确性以及人员的安全。
本发明利用4G/5G网络将采集的数据和资料加密上传到云服务器，实现实时获取一手检测资料和现场资料；还可以人工辅助或者自动进行数据的处理，快速生成成果。本发明数据云系统可以快速进行数据分类判别、备份和加密上传；终端用户(如甲方、监理和设计等单位)快速通过秘钥从云端获取检测资料，部署下一步工序，从而实现时间成本的节约。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是单桩静载荷试验自动化检测端示意图；
图2是复合地基静载荷试验自动化检测端示意图；
图3是浅层平板载荷试验自动化检测端示意图；
图4是本发明自动化检测端除配重外的俯视图；
图5是某超高层建筑项目施工现场三维数字模型；
图6是某超高层建筑工地地基土层扰动无人机三维数字影像对照图；
图7是某超高层建筑工地地基积水及含水率过高无人机三维数字影像对照图；
图8是检测现场利用无人机倾斜摄影模型计算方量；
图9是承载力试验点上部荷载是否充足验证；
图10是利用无人机数字成果检查排桩坐标及偏移距离；
图11是本发明数据服务端示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-千斤顶，2-压力表，3-无线位移计，4-基准梁，5-基准桩，6-承压板，7-垫板，8-主梁，9-承重架，10-承压平台，11-配重，12-液压油管，13-自动静载仪，14-远程自动化监控监测设备。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种地基基础承载力自动化检测系统，包括现场自动化检测端、数据云系统；
所述现场自动化检测端包括地基检测端和远程自动化监控监测设备14；
所述地基检测端用于自动获取地基检测数据，并将地基检测数据上传至数据云系统；
所述远程自动化监控监测设备14设置在地基检测端的现场，用于自动获取地基检测端的现场音视频数据并做出AI识别，以及用于获取现场雨量数据，并将现场音视频数据和现场雨量数据上传至数据云系统；
所述数据云系统用于对现场自动化检测端进行远程监控和干预；
所述数据云系统还用于接收地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据，并对地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据进行处理和整理，以获得处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据；
所述数据云系统还用于对处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据进行分类存储和加密，供客户端查阅或者使用。
如图11所示，数据云系统包括云服务器A、数据处理模块、分类存储模块、加密模块、云服务器B和终端用户；
所述云服务器A用于接收地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据；
所述数据处理模块用于对地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据进行处理，以获得处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据；
所述分类存储模块用于储存处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据、处理后的现场雨量数据以及各类预警信息；
所述加密模块用于对处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据进行加密，以获得加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据；
所述云服务器B用于对加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据进行分发到终端用户，终端用户通过秘钥查阅或使用加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据。
所述远程自动化监控监测设备14还包括雨量计；所述雨量计设置在地基检测端的现场，用于测量地基检测端现场的降雨量以获得现场雨量数据，用以帮助自动静载仪以及远端工作人员判断现场风险。
如图1所示，本实施例中，被检测的物体是桩。地基基础检测承载力时，如果检测的是桩，按照图1所示，将桩上放置承压板6，承压板6上再放置千斤顶1，千斤顶上方用垫板7与主梁8相接触，主梁8与承重架9上再放置承压平台10，承重平台10上方即为进行试验的配重(如混凝土块或钢锭等)。在桩旁稍远处安放不会被压力影响的基准梁4，利用表座将基准梁4与无线位移计3连接起来，无线位移计3可以测量桩与基准梁4之间的相对位移，即千斤顶1加压时，上部荷载的作用力通过千斤顶1传递给桩，对桩造成的位移。如图1和图4所示，千斤顶1通过液压油管12与自动静载仪连接，自动静载仪13包含数据终端和油泵两个部分，油泵安放有压力表2用于读取油压。自动静载仪13的数据终端通过wifi或者蓝牙与无线位移计3及压力表2相连，通过读取的数据判断桩的稳定性，再依据判断结果根据规定的时间线控制油泵加压或者减压，最终控制千斤顶1加大荷载或者减小荷载。自动静载仪13的数据终端通过4G/5G网络与云服务器相连，可以实时上传位移计3以及压力表2获取的数据。自动静载仪还通过4G/5G网络与国家地震台网相连接，如果国家地震台网发出临近区域的地震预警，自动静载仪会自动迅速对检测装置做出调整，以防止危险发生。远程自动化监控监测设备14主要为可变焦云台相机，该设备可以多机位安放，同时获取检测设备及周围的影像和声音，并实时将获取的影像和声音上传至云服务器。所述现场自动化检测端还包括雨量计；所述雨量计设置在地基检测端的现场，用于测量地基检测端现场的降雨量。
当自动静载仪及监控设备获取数据并上传到云端后，数据就进入了数据服务端，数据服务端设计方案如图11所示。远端工作人员首先依据回传的数据及预警信息进行初步判断和远程干预。远端工作人员从云服务器下载来自的自动检测设备的数据资料后，可进行自动化处理或者人工处理，处理完毕的数据进行分类存储，可随时待查。处理完毕的数据经加密后，再次由云服务器上传至云端，用户可使用秘钥查看这些数据，也可以在电脑、大屏或者手机等展示终端上进行展示。
一种地基基础承载力自动化检测方法，基于上述所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，包括以下步骤：
S1：使用地基检测端获取地基检测数据和预警信息，并将地基检测数据和预警信息上传至云服务器A；
S2：使用远程自动化监控监测设备14获取地基检测端的现场音视频数据和现场雨量数据，然后将现场音视频数据和现场雨量数据上传至云服务器A；
S3：远端工作人员实时获取云服务器A中的地基检测数据、预警信息、现场音视频数据以及现场雨量数据，并对地基检测数据、预警信息、现场音视频数据以及现场雨量数据进行初步判断，获得判断结果，根据判断结果决定是否有必要进行调整或修改设置，或者是否需要告知工程相关各方；最后将地基检测数据和预警信息上传至云服务器A；
S4：数据处理模块对地基检测数据、预警信息、现场音视频数据和现场雨量数据进行自动化处理获得处理后的数据，再对处理后的数据进行分类存储和加密以获得加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据，最后将加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据上传至云服务器B；
S5：云服务器B对加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据分发到各类终端用户，终端用户通过秘钥查阅或使用上述加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据。
所述远端工作人员对地基检测数据和预警信息进行初步判断包括但不限于：a.判断地基检测数据是否满足设计和规范的要求，如果满足要求，则进行下一步工作，如果不满足设计和规范要求，则应尽快通知甲方及监理，并作出处置措施；b.通过现场音视频数据、雨量数据去判断现场自动化检测端的安全性、规范性；所述安全性包括但不限于天气安全、用电安全、施工过程安全、设备堆放安全、作业人员安全；如果现场检测是安全的、规范的，则无需干预，如果现场检测是不规范的或者存在安全隐患，则需要进行干预。
还包括使用数据云系统接入无人机，利用无人机进行高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型的采集，并对高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型进行处理获得处理数据；获得处理数据之后，远端工作人员对处理数据进行判别，所述判别包括地情况判别、扰动判别、成桩质量判别以及检测时上部荷载是否充足的判别；所述场地情况判别包括积水、含水率过高、检测前的渣土堆物及其方量的判别；所述成桩质量判别包括桩心偏移量的判别。
实施例2
一种地基基础承载力自动化检测系统，包括现场自动化检测端、数据云系统；
所述现场自动化检测端包括地基检测端和远程自动化监控监测设备14；
所述地基检测端用于自动获取地基检测数据，并将地基检测数据上传至数据云系统；
所述远程自动化监控监测设备14设置在地基检测端的现场，用于自动获取地基检测端的现场音视频数据并做出AI识别，以及用于获取现场雨量数据，并将现场音视频数据和现场雨量数据上传至数据云系统；
所述数据云系统用于对现场自动化检测端进行远程监控和干预；
所述数据云系统还用于接收地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据，并对地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据进行处理和整理，以获得处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据；
所述数据云系统还用于对处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据进行分类存储和加密，供客户端查阅或者使用。
如图11所示，数据云系统包括云服务器A、数据处理模块、分类存储模块、加密模块、云服务器B和终端用户；
所述云服务器A用于接收地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据；
所述数据处理模块用于对地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据进行处理，以获得处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据；
所述分类存储模块用于储存处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据、处理后的现场雨量数据以及各类预警信息；
所述加密模块用于对处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据进行加密，以获得加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据；
所述云服务器B用于对加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据进行分发到终端用户，终端用户通过秘钥查阅或使用加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据。
所述远程自动化监控监测设备14还包括雨量计；所述雨量计设置在地基检测端的现场，用于测量地基检测端现场的降雨量以获得现场雨量数据，用以帮助自动静载仪以及远端工作人员判断现场风险。
如图2所示，本实施例中，被检测的物体是桩土复合地基。地基基础检测承载力时，如果检测的是桩土复合地基，按照图2所示，将桩土复合地基上放置承压板6，承压板6上再放置千斤顶1，千斤顶上方用垫板7与主梁8相接触，主梁8与承重架9上再放置承压平台 10，承重平台10上方即为进行试验的配重(如混凝土块或钢锭等)。在桩旁稍远处安放不会被压力影响的基准梁4，利用表座将基准梁4与无线位移计3连接起来，无线位移计3可以测量桩与基准梁4之间的相对位移，即千斤顶1加压时，上部荷载的作用力通过千斤顶1传递给桩，对桩造成的位移。如图1和图4所示，千斤顶1通过液压油管12与自动静载仪连接，自动静载仪13包含数据终端和油泵两个部分，油泵安放有压力表2用于读取油压。自动静载仪13的数据终端通过wifi或者蓝牙与无线位移计3及压力表2相连，通过读取的数据判断桩的稳定性，再依据判断结果根据规定的时间线控制油泵加压或者减压，最终控制千斤顶1加大荷载或者减小荷载。自动静载仪13的数据终端通过4G/5G网络与云服务器相连，可以实时上传位移计3以及压力表2获取的数据。自动静载仪还通过4G/5G网络与国家地震台网相连接，如果国家地震台网发出临近区域的地震预警，自动静载仪会自动迅速对检测装置做出调整，以防止危险发生。远程自动化监控监测设备14主要为可变焦云台相机，该设备可以多机位安放，同时获取检测设备及周围的影像和声音，并实时将获取的影像和声音上传至云服务器。所述现场自动化检测端还包括雨量计；所述雨量计设置在地基检测端的现场，用于测量地基检测端现场的降雨量。
当自动静载仪及监控设备获取数据并上传到云端后，数据就进入了数据服务端，数据服务端设计方案如图11所示。远端工作人员首先依据回传的数据及预警信息进行初步判断和远程干预。远端工作人员从云服务器下载来自的自动检测设备的数据资料后，可进行自动化处理或者人工处理，处理完毕的数据进行分类存储，可随时待查。处理完毕的数据经加密后，再次由云服务器上传至云端，用户可使用秘钥查看这些数据，也可以在电脑、大屏或者手机等展示终端上进行展示。
一种地基基础承载力自动化检测方法，基于上述所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，包括以下步骤：
S1：使用地基检测端获取地基检测数据和预警信息，并将地基检测数据和预警信息上传至云服务器A；
S2：使用远程自动化监控监测设备14获取地基检测端的现场音视频数据和现场雨量数据，然后将现场音视频数据和现场雨量数据上传至云服务器A；
S3：远端工作人员实时获取云服务器A中的地基检测数据、预警信息、现场音视频数据以及现场雨量数据，并对地基检测数据、预警信息、现场音视频数据以及现场雨量数据进行初步判断，获得判断结果，根据判断结果决定是否有必要进行调整或修改设置，或者是否需要告知工程相关各方；最后将地基检测数据和预警信息上传至云服务器A；
S4：数据处理模块对地基检测数据、预警信息、现场音视频数据和现场雨量数据进行自动化处理获得处理后的数据，再对处理后的数据进行分类存储和加密以获得加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据，最后将加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据上传至云服务器B；
S5：云服务器B对加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据分发到各类终端用户，终端用户通过秘钥查阅或使用上述加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据。
所述远端工作人员对地基检测数据和预警信息进行初步判断包括但不限于：a.判断地基检测数据是否满足设计和规范的要求，如果满足要求，则进行下一步工作，如果不满足设计和规范要求，则应尽快通知甲方及监理，并作出处置措施；b.通过现场音视频数据、雨量数据去判断现场自动化检测端的安全性、规范性；所述安全性包括但不限于天气安全、用电安全、施工过程安全、设备堆放安全、作业人员安全；如果现场检测是安全的、规范的，则无需干预，如果现场检测是不规范的或者存在安全隐患，则需要进行干预。
还包括使用数据云系统接入无人机，利用无人机进行高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型的采集，并对高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型进行处理获得处理数据；获得处理数据之后，远端工作人员对处理数据进行判别，所述判别包括地情况判别、扰动判别、成桩质量判别以及检测时上部荷载是否充足的判别；所述场地情况判别包括积水、含水率过高、检测前的渣土堆物及其方量的判别；所述成桩质量判别包括桩心偏移量的判别。
实施例3
一种地基基础承载力自动化检测系统，包括现场自动化检测端、数据云系统；
所述现场自动化检测端包括地基检测端和远程自动化监控监测设备14；
所述地基检测端用于自动获取地基检测数据，并将地基检测数据上传至数据云系统；
所述远程自动化监控监测设备14设置在地基检测端的现场，用于自动获取地基检测端的现场音视频数据并做出AI识别，以及用于获取现场雨量数据，并将现场音视频数据和现场雨量数据上传至数据云系统；
所述数据云系统用于对现场自动化检测端进行远程监控和干预；
所述数据云系统还用于接收地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据，并对地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据进行处理和整理，以获得处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据；
所述数据云系统还用于对处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据进行分类存储和加密，供客户端查阅或者使用。
如图11所示，数据云系统包括云服务器A、数据处理模块、分类存储模块、加密模块、云服务器B和终端用户；
所述云服务器A用于接收地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据；
所述数据处理模块用于对地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据进行处理，以获得处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据；
所述分类存储模块用于储存处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据、处理后的现场雨量数据以及各类预警信息；
所述加密模块用于对处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据进行加密，以获得加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据；
所述云服务器B用于对加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据进行分发到终端用户，终端用户通过秘钥查阅或使用加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据。
所述远程自动化监控监测设备14还包括雨量计；所述雨量计设置在地基检测端的现场，用于测量地基检测端现场的降雨量以获得现场雨量数据，用以帮助自动静载仪以及远端工作人员判断现场风险。
如图3所示，本实施例中，被检测的物体是天然地基。地基基础检测承载力时，如果检测的是天然地基，按照图3所示，将天然地基上放置承压板6，承压板6上再放置千斤顶1，千斤顶上方用垫板7与主梁8相接触，主梁8与承重架9上再放置承压平台10，承重平台10 上方即为进行试验的配重(如混凝土块或钢锭等)。在桩旁稍远处安放不会被压力影响的基准梁4，利用表座将基准梁4与无线位移计3连接起来，无线位移计3可以测量桩与基准梁4 之间的相对位移，即千斤顶1加压时，上部荷载的作用力通过千斤顶1传递给桩，对桩造成的位移。如图1和图4所示，千斤顶1通过液压油管12与自动静载仪连接，自动静载仪13 包含数据终端和油泵两个部分，油泵安放有压力表2用于读取油压。自动静载仪13的数据终端通过wifi或者蓝牙与无线位移计3及压力表2相连，通过读取的数据判断桩的稳定性，再依据判断结果根据规定的时间线控制油泵加压或者减压，最终控制千斤顶1加大荷载或者减小荷载。自动静载仪13的数据终端通过4G/5G网络与云服务器相连，可以实时上传位移计3 以及压力表2获取的数据。自动静载仪还通过4G/5G网络与国家地震台网相连接，如果国家地震台网发出临近区域的地震预警，自动静载仪会自动迅速对检测装置做出调整，以防止危险发生。远程自动化监控监测设备14主要为可变焦云台相机，该设备可以多机位安放，同时获取检测设备及周围的影像和声音，并实时将获取的影像和声音上传至云服务器。所述现场自动化检测端还包括雨量计；所述雨量计设置在地基检测端的现场，用于测量地基检测端现场的降雨量。
当自动静载仪及监控设备获取数据并上传到云端后，数据就进入了数据服务端，数据服务端设计方案如图11所示。远端工作人员首先依据回传的数据及预警信息进行初步判断和远程干预。远端工作人员从云服务器下载来自的自动检测设备的数据资料后，可进行自动化处理或者人工处理，处理完毕的数据进行分类存储，可随时待查。处理完毕的数据经加密后，再次由云服务器上传至云端，用户可使用秘钥查看这些数据，也可以在电脑、大屏或者手机等展示终端上进行展示。
一种地基基础承载力自动化检测方法，基于上述所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，包括以下步骤：
S1：使用地基检测端获取地基检测数据和预警信息，并将地基检测数据和预警信息上传至云服务器A；
S2：使用远程自动化监控监测设备14获取地基检测端的现场音视频数据和现场雨量数据，然后将现场音视频数据和现场雨量数据上传至云服务器A；
S3：远端工作人员实时获取云服务器A中的地基检测数据、预警信息、现场音视频数据以及现场雨量数据，并对地基检测数据、预警信息、现场音视频数据以及现场雨量数据进行初步判断，获得判断结果，根据判断结果决定是否有必要进行调整或修改设置，或者是否需要告知工程相关各方；最后将地基检测数据和预警信息上传至云服务器A；
S4：数据处理模块对地基检测数据、预警信息、现场音视频数据和现场雨量数据进行自动化处理获得处理后的数据，再对处理后的数据进行分类存储和加密以获得加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据，最后将加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据上传至云服务器B；
S5：云服务器B对加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据分发到各类终端用户，终端用户通过秘钥查阅或使用上述加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据。
所述远端工作人员对地基检测数据和预警信息进行初步判断包括但不限于：a.判断地基检测数据是否满足设计和规范的要求，如果满足要求，则进行下一步工作，如果不满足设计和规范要求，则应尽快通知甲方及监理，并作出处置措施；b.通过现场音视频数据、雨量数据去判断现场自动化检测端的安全性、规范性；所述安全性包括但不限于天气安全、用电安全、施工过程安全、设备堆放安全、作业人员安全；如果现场检测是安全的、规范的，则无需干预，如果现场检测是不规范的或者存在安全隐患，则需要进行干预。
还包括使用数据云系统接入无人机，利用无人机进行高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型的采集，并对高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型进行处理获得处理数据；获得处理数据之后，远端工作人员对处理数据进行判别，所述判别包括地情况判别、扰动判别、成桩质量判别以及检测时上部荷载是否充足的判别；所述场地情况判别包括积水、含水率过高、检测前的渣土堆物及其方量的判别；所述成桩质量判别包括桩心偏移量的判别。
上述实施例1、实施例2、实施例3都包含以下无人机辅助检测工作：
如图5所示，图5为某超高层建筑项目施工现场三维数字模型。采用无人机进行高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型采集高精度的数字影像资料，可以极大的帮助我们在检测前、检测时、检测后做出更准确的判断；利用无人机完成的数字影像，能够提供丰富的现场实际资料，可用于档案存储，也可以用于场地情况判别、扰动判别，成桩质量的判别等等。
(一)地基扰动判别：采用无人机三维影像模型，结合现场核对，可以更精准的找到现场的基础扰动。如图6所示，A区域受到严重的扰动，B区域为可正常检测施工区域。A区域在开始检测前，需要进一步完成该区域的地基处理，如压实、整平等等，方可进行检测。
(二)场地积水或土层含水率过高：如果场地积水，或者含水率过高，都会影响地基基础的处理，以及后期的检测，如果发生积水，需要及时的进行降水，如果含水率过高，可能是因为积水未干，此时需要进行进一步排水或等待。方可进行下一步的地基基础的处理或者检测。如图7所示，A区域为积水区域，需要进行及时排水；B区域为正常排桩施工后的区域，含水率正常；C区域为积水后含水率过高的区域，此时进行检测，因为桩间土的承载力不足等因素，可能会导致上部荷载倾斜，检测出现风险。
(三)检测场地清理及方量计算：在检测施工现场，经常会遇到需要清理的临时堆积物及土方等等，这些土方的及时清理才能给检测提供条件。利用无人机倾斜摄影三维数字模型，可以快速的计算堆积物方量，如图8所示，待清理的土方的占地面积为517m2，待清理的土方体积为1244m3。
(四)地基基础承载力试验上部荷载是否充足验证：对于地基基础的承载力试验，上部荷载是否足够，是整个试验中最关键的环节，如果上部荷载不够，那么试验是不满足要求的。采用无人机倾斜摄影三维数字模型，能够快速计算上部荷载的方量，及时获取上部荷载的吨位，以检验上部荷载是否满足检测的要求。如图9所示，上部荷载混凝土块的总方量为 53.62m3，C30混凝土块的密度约为2360kg/m3，即可算出该试验点上部荷载为126.5吨。
(五)利用无人机数字成果检查基桩等施工质量：无人机携带差分GPS等高精度定位设备，能够带来厘米级的定位精度，从而，利用无人机高精度数字测量成果，可以快速检查： (1)排桩位置是否偏移，偏移距离多少；如图10所示，利用无人机倾斜摄影三维数字模型，可以快速查阅每根桩的桩心坐标，以及桩头高程，从而可知桩心是否偏移，裁桩高度是否合理，与设计位置对照即可知道偏移的距离是多少。(2)桩间土是否受到严重扰动；可参考图 6的土壤扰动情况判断。(3)排桩与基坑边缘的距离，是否能够架设承载力检测的上部荷载等。在进行静载荷试验前，对于边缘桩，需要与基坑边缘有足够的距离才能够进行试验，因此，可利用数字模型的测距功能，检查边缘桩是否满足试验要求。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地基基础承载力自动化检测系统，其特征在于，包括现场自动化检测端、数据云系统；
所述现场自动化检测端包括地基检测端和远程自动化监控监测设备(14)；
所述地基检测端用于自动获取地基检测数据，并将地基检测数据上传至数据云系统；
所述远程自动化监控监测设备(14)设置在地基检测端的现场，用于自动获取地基检测端的现场音视频数据并做出AI识别，以及用于获取现场雨量数据，并将现场音视频数据和现场雨量数据上传至数据云系统；
所述数据云系统用于对现场自动化检测端进行远程监控和干预；
所述数据云系统还用于接收地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据，并对地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据进行处理和整理，以获得处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据；
所述数据云系统还用于对处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据进行分类存储和加密，供客户端查阅或者使用。
2.根据权利要求1所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，其特征在于，所述地基检测端包括千斤顶(1)、无线位移计(3)、自动静载仪(13)、液压油管(12)、基准梁(4)；所述千斤顶(1)下方设置有承压板(6)，所述千斤顶(1)上方设置有垫板(7)，垫板(7)上侧设置有主梁(8)，垫板(7)与主梁(8)相接触；主梁(8)上方放置有承压平台(10)，承压平台(10)两端与地面之间设置有承重架(9)；所述承压平台(10)上方为进行试验的配重(11)；所述千斤顶(1)通过液压油管(12)与自动静载仪(13)连接；所述基准梁(4)与无线位移计(3)连接。
3.根据权利要求2所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，其特征在于，所述数据云系统包括云服务器A、数据处理模块、分类存储模块、加密模块、云服务器B和终端用户；
所述云服务器A用于接收地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据；
所述数据处理模块用于对地基检测数据、现场音视频数据和现场雨量数据进行处理，以获得处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据；
所述分类存储模块用于储存处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据、处理后的现场雨量数据以及各类预警信息；
所述加密模块用于对处理后的地基检测数据、处理后的现场音视频数据和处理后的现场雨量数据进行加密，以获得加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据；
所述云服务器B用于对加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据进行分发到终端用户，终端用户通过秘钥查阅或使用加密地基检测数据、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据。
4.根据权利要求3所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，其特征在于，所述远程自动化监控监测设备(14)还包括雨量计；所述雨量计设置在地基检测端的现场，用于测量地基检测端现场的降雨量以获得现场雨量数据，用以帮助自动静载仪以及远端工作人员判断现场风险。
5.根据权利要求3所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，其特征在于，所述自动静载仪(13)包含自动静载仪数据终端和油泵，所述油泵上安放有压力表(2)；所述自动静载仪数据终端通过wifi或者蓝牙与无线位移计(3)、压力表(2)相连接；所述自动静载仪数据终端还通过4G/5G网络与云服务器相连接；所述自动静载仪数据终端还通过4G/5G网络与国家地震台网相连接，用于接收国家地震台网发出的地震预警。
6.根据权利要求3所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，其特征在于，所述地基检测数据包括被检测端的实时位移数据和千斤顶的实时加压数据；所述现场音视频数据为被检测端所在的环境的实时音视频数据；所述被检测端包括：桩、桩土复合的复合地基、换填地基、天然地基。
7.根据权利要求3所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，其特征在于，所述远程自动化监控监测设备(14)为可变焦云台相机和雨量计。
8.一种地基基础承载力自动化检测方法，其特征在于，基于上述权利要求1～7任意一项所述的一种地基基础承载力自动化检测系统，包括以下步骤：
S1：使用地基检测端获取地基检测数据和预警信息，并将地基检测数据和预警信息上传至云服务器A；
S2：使用远程自动化监控监测设备(14)获取地基检测端的现场音视频数据和现场雨量数据，然后将现场音视频数据和现场雨量数据上传至云服务器A；
S3：远端工作人员实时获取云服务器A中的地基检测数据、预警信息、现场音视频数据以及现场雨量数据，并对地基检测数据、预警信息、现场音视频数据以及现场雨量数据进行初步判断，获得判断结果，根据判断结果决定是否有必要进行调整或修改设置，或者是否需要告知工程相关各方；最后将地基检测数据和预警信息上传至云服务器A；
S4：数据处理模块对地基检测数据、预警信息、现场音视频数据和现场雨量数据进行自动化处理获得处理后的数据，再对处理后的数据进行分类存储和加密以获得加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据，最后将加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据上传至云服务器B；
S5：云服务器B对加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据分发到各类终端用户，终端用户通过秘钥查阅或使用上述加密地基检测数据、加密预警信息、加密现场音视频数据和加密现场雨量数据。
9.根据权利要求8所述的一种地基基础承载力自动化检测方法，其特征在于，所述远端工作人员对地基检测数据和预警信息进行初步判断包括但不限于：a.判断地基检测数据是否满足设计和规范的要求，如果满足要求，则进行下一步工作，如果不满足设计和规范要求，则应尽快通知甲方及监理，并作出处置措施；b.通过现场音视频数据、雨量数据去判断现场自动化检测端的安全性、规范性；所述安全性包括但不限于天气安全、用电安全、施工过程安全、设备堆放安全、作业人员安全；如果现场检测是安全的、规范的，则无需干预，如果现场检测是不规范的或者存在安全隐患，则需要进行干预。
10.根据权利要求8所述的一种地基基础承载力自动化检测方法，其特征在于，还包括使用数据云系统接入无人机，利用无人机进行高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型的采集，并对高清正射影像、DOM、DEM以及三维数字模型进行处理获得处理数据；获得处理数据之后，远端工作人员对处理数据进行判别，所述判别包括地情况判别、扰动判别、成桩质量判别以及检测时上部荷载是否充足的判别；所述场地情况判别包括积水、含水率过高、检测前的渣土堆物及其方量的判别；所述成桩质量判别包括桩心偏移量的判别。
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