CN116465361A - 一种基础沉降与边坡变形监测处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体为一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，涉及桥梁监测领域。采用GPS定位与激光技术共同工作的监测方法，并对建筑变形分析系统进行改进，GPS定位用于监测安装有激光发射器监测点的绝对位置，激光技术用于监测同一基础或边坡其他监测点的相对位置，进而实现全局位置信息的获取。改进的建筑变形分析系统具有多个信号接收接口，可同时对多个监测点所采集的数据进行接收。本发明有益效果在于采用多源监测技术协同工作，降低卫星定位次数，提高监测精度，对基础和边坡均可适用，装置部件可拆卸安装，解决运输不便以及零件损坏致使监测停滞，数据的采集、分析、处理一体化实时进行，提高监测效率，减少人力物力，实时预警保证监测过程安全。
Description
技术领域
本发明属于桥梁检测技术领域，特别是涉及用于监测的简易装置，GPS定位技术以及一种改进的建筑变形分析系统
背景技术
桥梁实时监测系统的发展大体可以分为3个阶段:第一阶段是对监测系统的研究探索阶段——20世纪40-50年代,由于战后急需对破损桥梁进行维修加固、重建,加之资源紧张、缺少资金,这就催生了工程师们对桥梁缺陷桥梁原因的调查以及相应的维修加固技术探索,从而尽量减少因重建所带来的财力与物力上的压力,但该阶段的工作主要是通过人工巡查、目测的方式完成；第二阶段是理论发展阶段——时间到了60-70年代,桥梁监测系统迎来了其发展最为重要的一个时期,在这个时期内,大量的对桥梁健康检测、监测的理论得以发展起来,与其相对应的对桥梁状况评估的方法也不断粉墨登场,这就给桥梁检测系统的继续发展奠定了坚实的基础；第三阶段是实践完善阶段——从20世纪80年代后期至今,伴随着通信技术、电子技术、材料、网络技术等的不断发展,桥梁的健康状况实时监测系统正朝着智能、经济、简便的方向不断完善。随着我国建筑工程行业的飞速发展，形形色色的建筑问题也开始层出不穷，其中尤以地基基础沉降及边坡变形最为常见。
目前，常用建筑沉降监测技术主要包括水准测量和全站仪测量两种方式，数字水准仪、全站仪这两种数字化的光学观测仪器是业内普遍认可的变形监测仪器，被广泛应用于各种变形测量中。在沉降类变形观测中，水准测量(也称几何水准测量)是最常用的方法，利用全站仪三角高程测量进行沉降观测，基于全站仪的三角高程测量可用于三等、四等沉降观测，数字水准仪需要人工操作，不能实现在线自动沉降监测功能，观测频率低；全站仪自动监测系统(也称机器人自动监测系统)可以实现自动监测，但是用于沉降监测时，精度低，并且价格昂贵，实际工程中很少采用。
GPS测量技术在变形监测已得到广泛的使用，GPS定位的精度、可用性以及可靠性主要取决于跟踪到的可见星数目其分布的几何图形这两个重要因素。对于城市高楼密集区和位于深山峡谷的水库、电站、矿山等环境，由于受到地形及周围环境的影响，接收到的GPS卫星数目通常不能满足定位的最低要求，而且分布不均匀，导致GPS定位精度大大降低，限制了GPS在以上领域的应用。此外，GPS在垂直方向上的定位精度较差，通常是水平定位误差的2～3倍，不能满足大坝、桥梁和高层建筑等安全监测的要求。
发明内容
为了解决基础沉降以及边坡变形监测问题，采用传统的人工检测不仅会面临施工和监控过程中的危险，而且效率不高，数据不准确且数据收发不具有实时性，同时受恶劣天气和气候的影响较大，人力物力消耗大，且成本较高，单一监测方法也是如此。因此本申请提出一种基于多源监测与变形分析结合的基础沉降与边坡变形监测处理方法，在解决上述问题的同时，实现了对数据进行实时传输、监测和分析的功能，可同时适用于对基础沉降以及边坡变形监测，激光技术与GPS定位技术的融合使用大大提高了其监测精度，六边形以及复合型监测网的提出又解决了选点不合理以及覆盖面不全的问题，简易可拆卸装置的使用也避免了由于零件损坏而导致监测过程时间停滞的问题。本发明采用的技术方案如下：
一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，其特征在于：
首先在基础与边坡的每个监测点处均设置安装一套360度旋转式激光测量装置，并与GPS定位方法结合监测后通过改进的变形分析系统进行分析处理的方案；
所述360度旋转式激光测量装置通过其上安装的激光发射装置(2)可360度旋转发射激光信号，利用记录的角度数据来确定其与其它监测点的相对高度差；
所述GPS定位方法，是通过至少四颗卫星确定用户端GPS接收器的位置，四颗卫星通过不间断的向地面报告自身所处的位置，其内部微处理计算机按定位解算方法进行定位计算，计算出所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间信息，完成定位，此方法通过简易装置上安装的GPS定位模块(3)来实现其功能；
所述改进的变形分析系统(6)包括多个信号接收接口(601)、(602)……(60n)，下端与格式转换模块(610)相连，格式转换模块(610)与原始文件导入模块(620)同时连接数据中心处理模块(630)，下端与三维模型轮廓建立模块(640)连接，而后通过动态演示模块(650)与后处理分析模块(660)连接，再经过染色单元模块(670)同时与结果输出模块一(681)和结果输出模块二(682)连接，结果输出模块一(681)后端连接于预警平台(6100)，结果输出模块二(682)最后与信号传输模块(690)连接。
在对基础沉降和边坡变形监测时，对其基础和边坡表面布设监测网安装简易装置进行监测，采用所述360度旋转式激光测量装置用于相对位置信息的获取，其上部的GPS定位模块用于绝对位置信息的获取；
在每一个基础及边坡监测网的监测点处设置的多个360度旋转式激光测量装置中，仅有其中一个内部含有激光发射装置(2)，其激光发射装置(2)内部的控制区(202)将步骤(2)通过此360度旋转式激光测量装置获取的相对位置信息与通过GPS定位模块(3)获取的绝对位置信息按照时间和监测点序列进行排列整合，再通过激光发射装置(2)内部的数据传输模块(203)将其发送至改进的建筑变形分析系统(6)对应的信号接收接口(60n)中进行分析处理；改进的变形分析系统(6)通过多个信号传输接口接收到各个基础的控制区(202)通过数据传输模块(203)传来的定位信息数据，并将所接收的数据通过格式转换模块(610)进行转换，直接导入数据中心处理模块(630)进行处理，并且格式转换模块(610)同时具有自动分组功能，使其导入数据中心处理模块(630)的数据依旧按照每个基础或每个监测网为一个整体部分进行处理。
进一步地，所述用于监测的360度旋转式激光测量装置由激光发射装置(2)、GPS定位模块(3)、测量杆(5)、防水透气膜(4)、以及护筒(1)组成，简易装置通过在下端安装钻头与基础或边坡表面相连，钻头上部与测量杆(5)相连，测量杆(5)上部安装有激光发射装置(2)，外部套有护筒(1)固定于地面,测量杆(5)底端与地面相接处铺设防水透气膜(4)，在对基础进行沉降监测时，只需要对其中一个监测点的监测装置进行激光发射装置(2)与GPS定位模块(3)的安装；在对边坡进行变形监测时，只需要对其六边形监测网的中心监测点的监测装置进行激光发射装置(2)与GPS定位模块(3)的安装。
进一步地，所述激光发射装置(2)中包括激光发射器(201)、控制区(202)、数据传输模块(203)以及报警器(204)，激光发射器(201)在安装时保证其水平发射的激光刚好与未安装激光发射装置(2)的测量杆(5)顶部保持平齐；未安装激光发射装置(2)的测量杆(5)由高反射激光材料制成，以对激光进行反射，安装激光发射装置(2)的测量杆(5)由光敏器件(发光二极管)制成，对反射回来的激光进行接收并产生光生电流进而输出电信号传输至控制区(202)；安装激光发射装置(2)的测量杆(5)利用激光发射器(201)通过左右旋转固定角度后向对面的未安装激光发射装置(2)的测量杆(5)发射激光，若从开始就未有激光反射现象，激光发射器(201)将向下调节角度直至接收到激光反射信号，控制区(202)立刻接收并记录此时激光发射器(201)发射光线距离水平线的角度并标注正负两个方向；若从开始就有激光反射现象，此时激光发射器(201)将向上调节角度直至接收不到激光反射信号，此时控制区(202)立刻接收并记录此时激光发射器(201)发射光线距离水平线的角度并标注正负两个方向；数据传输模块(203)与控制区和信号接收接口双向连接，用以数据的实时远程精确收发。
进一步地，所述控制区(202)在以下两种情况时会自动接收并记录的角度数据：当旋转固定角度后起初有电信号传输时，控制区(202)会自动记录电信号消失时刻的角度数据，当旋转固定角度后起初未有电信号传输时，控制区(202)会自动记录电信号出现时刻的角度数据，控制区(202)将一次循环记录下的角度数据与GPS定位获得的位置信息按照测量杆(5)序号位置及时间序列进行排序，生成有规则的数据文件并通过数据传输模块(203)传至改进的建筑变形分析系统(6)中所对应的信号接收接口(60x)进行进一步处理。
进一步地，在对基础进行不均匀沉降监测前，预先对安装激光发射装置(2)的测量杆(5)的激光接收面与其它三个未安装激光发射装置(2)的测量杆(5)的反射激光面水平距离，以及激光发射器左右所应转动的角度进行精确测定，由此再通过记录的角度与水平距离经过运算即可精确得知三个未安装激光发射装置(2)的测量杆(5)与安装激光发射装置(2)的测量杆(5)的相对高度差，对安装激光发射装置(2)的测量杆(5)本身的位置信息进行获取时，通过GPS定位模块(3)对绝对位置信息进行获取。
进一步地，在对边坡进行变形监测前，预先布置监测网，对边坡面积不大的情况布置六边形监测网，将未安装激光发射装置(2)和GPS定位模块(3)的简易装置分别安放在监测网的六个边界点，将安装激光发射装置(2)和GPS定位模块(3)的简易装置安放在监测网的中心点处，在进行监测前需利用激光测距测量出激光接收面和六个监测点所放置的测量杆的反射激光面的初始水平距离，并且激光水平发射时的发射光线刚好与六个测量杆顶部平齐，参照基础沉降的方式进行监测，每接收记录一个角度数据后，激光发射装置通过激光测距测量出与其测量杆相对应的水平距离，之后激光发射器便顺时针旋转对下一个点位同样进行角度及水平距离测量，直至巡回监测一周获得6组数据即为一个循环监测区间，通过角度变化以及水平距离的改变经过运算后即可得知六个边界监测点与监测网中点的水平位移改变值以及竖向位移差，再通过GPS定位模块(3)来获取监测网中心点处的绝对位置信息，以此获取全局位置信息；当边坡范围较大，一个六边形监测网难以实现时，采取复合型监测网的方式进行监测，只对复合型监测网中心点处通过GPS定位模块(3)获取绝对位置信息，复合型监测网的边界点获取相对于中心点的相对位置信息，每一个六边形监测网的边界监测点获取相对于自身六边形监测网的相对位置信息。
进一步地，所述改进的变形分析系统(6)中将带有沉降或变形观测点以及地形三维坐标的建筑工程整体施工图纸依次对观测点进行编号后通过原始文件导入模块(620)导入，并经过数据中心处理模块(630)进行第一步处理后生成初始的三维模型轮廓，通过监测点发生沉降或变形继而三维坐标发生改变，使其三维模型轮廓也发生变化，继而通过动态模型演示模块(650)进行动态变化过程的绘制，后处理分析模块(660)通过对动态变化过程进行监测。
进一步地，所述后处理分析模块(660)将经过分析后的存在问题数据以及模型通过染色单元模块(670)进行染色，经过黄色标记的文件通过结果输出模块一(681)输出，并向预警平台发出信号进行预警。经过红色标记的文件通过结果输出模块二(682)输出，并通过信号传输模块(690)向被标记的文件所属的基础的激光发射装置(2)中的报警器(204)发出信号进行报警。
本发明的有益效果
发明了一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，，通过采用激光技术获取相对位置，而减少卫星定位所需次数，同时大大提高了原卫星定位的精度。
六边形以及复合型监测网的提出解决了选点不合理以及监测覆盖面不全的问题。
实现在线自动监测及处理功能，大幅度提高精度达到mm级别，并极大缩小了成本。
适用范围广，对基础沉降以及边坡变形均可监测。
基础四周分别安装四个装置，满足了既可以测量某一点的基础沉降，又可以对东西、南北两个方向同时进行监测。
对现有建筑变形分析系统进行改进，使其具有直接导入整个工程图纸生成基础和边坡的三维模型轮廓，并通过多个数据导入传输接口对多个基础或边坡同时进行沉降及变形监测数据的实时传输采集，使得数据的采集、分析、处理一体化实时进行。
简易可拆卸装置的使用，方便运输携带，也可在现场进行组装。在使用过程中，如遇单个部件损坏时可及时拆下并安装换新设备，处理及时快捷，使其不会因为部件故障而导致沉降监测陷入停滞状态。
测量杆底部与地面连接处铺设防水透气膜，用以解决在防止地下的水及水蒸气进入到护筒内部，从而对测量杆以及定位模块造成侵蚀而影响测量精度的同时，又可以使气体进入套筒内部，使其内外压力平衡。
附图说明
图1为监测基本流程图
图2为基础沉降监测布置示意图
图3为六边形监测网及复合型监测网示意图
图4为改进的变形分析系统工作流程图
图中，1为护筒；2为激光发射装置；其中201为激光发射器、202为控制区、203为数据传输模块、204为报警器；3为GPS定位模块；4为防水透气膜；5为测量杆；6为改进的建筑变形分析系统；其中601、602……60n为信号接收接口；610为格式转换模块；620为原始文件导入模块；630为数据中心处理模块；640为三维模型轮廓建立模块；650为动态演示模块；660为后处理分析模块；670为染色单元模块；681为结果输出模块一；682为结果输出模块二；690为信号传输模块；6100为预警平台。
具体实施方式一
对桥梁基础进行沉降监测时：
将图2所示将360度旋转式激光测量装置分别安装在基础的四角，1号测量杆安装有激光发射装置，2、3、4号测量杆未安装激光发射装置。使其1号测量杆处的激光水平发射时刚好与2、3、4号测量杆顶部保持平齐，监测前先测量出1号测量杆的激光接收面和2、3、4号测量杆的反射激光面水平距离。
1号测量杆顶部的激光发射器先水平对2号测量杆进行激光发射，若接收不到信号，则说明2号测量杆顶部低于激光射线，控制区自动调节激光发射器的上下发射角度使其向下逐步旋转直至出现电信号，控制区自动记录下此时的发射器距离水平面的旋转角度，并标注为负号，若起初水平对2号测量杆进行激光发射时接收到了电信号，控制区自动调节激发发射器的上下发射角度使其向上逐步旋转直至电信号消失，控制区自动记录下此时的发射器距离水平面的旋转角度，并标注为正号，此时即为记录的第一个角度数据，此角度数据与1号测量杆的激光接收面和2号测量杆的反射激光面水平距离相对应，激光发射器此时自动向右旋转固定角度使其朝向3号测量杆，若此时存在电信号即控制区自动调节激发发射器的上下发射角度使其向上逐步旋转直至电信号消失，控制区自动记录下此时的发射器距离水平面的旋转角度，若接收不到信号，控制区自动调节激发发射器的上下发射角度使其向下逐步旋转直至出现电信号，若角度位于水平线以上即并标注为正号，若角度位于水平线以下即标注为负号，此时即为记录的第二个角度数据，此角度数据与1号测量杆的激光接收面和3号测量杆的反射激光面水平距离相对应，激光发射器此时再次自动向右旋转固定角度使其朝向4号测量杆，若此时存在电信号即控制区自动调节激发发射器的上下发射角度使其向上逐步旋转直至电信号消失，控制区自动记录下此时的发射器距离水平面的旋转角度，若此时不存在电信号即控制区自动调节激发发射器的上下发射角度使其向下逐步旋转直至电信号消失，控制区自动记录下此时的发射器距离水平面的旋转角度，若角度位于水平线以上即并标注为正号，若角度位于水平线以下即标注为负号，此时即为记录的第三个角度数据，此角度数据与1号测量杆的激光接收面和4号测量杆的反射激光面水平距离相对应。再通过1号测量杆顶部安装的GPS定位模块进行定位获取其绝对位置，此时四个数据为一个循环。接着从4号测量杆开始进入下一个循环测量，此时即为第一个角度数据，3号测量杆为第二个角度数据，2号测量杆为第三个角度数据，分别与相应的水平距离对应，1号测量杆进行GPS定位为第四个数据。由此循环往复进行监测，并按照测量杆的序号位置及时间序列进行排序，每生成一次循环数据便通过数据传输模块以电信号的形式实时传输至改进的建筑变形分析系统中所对应的信号接收接口后进行进一步处理。
见图4所示，改进的建筑变形分析系统8具有多个信号接收接口，可同时接收多个基础监测点的整合信息，下面对其中一个基础监测进行具体阐述：实时数据通过信号接收接口传输至格式转换模块并进行格式转换，将转换后的数据进行自动分组后导入改进的建筑分析变形系统中的数据中心处理模块，数据中心处理模块可通过所采集导入的数据变化分别与对应设置的基础监测沉降点进行结合运算，改进的建筑变形分析系统可根据原始文件导入模块预先导入工程图纸及地形工程参数后生成初始三维模型轮廓，并通过信号接收接口连续不间断进行数据传输与导入，使基础轮廓的三维坐标随所记录数据变化进行实时更新，继而通过动态模型演示模块进行动态变化过程的绘制，后处理分析模块再通过对动态变化过程进行监测。后处理分析模块将经过分析后的存在问题数据以及模型通过染色单元模块进行染色处理。染色标记分为黄色和红色两种，经过黄色标记的文件通过结果输出模块一输出，并向预警平台发出信号进行预警。经过红色标记的文件通过结果输出模块二输出，并通过信号传输模块向被标记的文件所属的基础的定位终端中的报警器发出信号进行报警。系统可根据沉降曲线速率趋势进行预测，若沉降幅度呈现扩大趋势，系统可对其进行黄色标记后在结果输出模块一中输出，并将指令传给预警平台进行预报警。而经过红色标记的数据说明其已经在沉降过程发现了危险情况需要紧急报警处理，可根据监测点的编号以及信号接收接口的序号来在整个地图的众多基础中得知该基础的具体位置。
由于改进的建筑变形分析系统具有多个信号接收接口，可同时进行对多个基础轮廓沉降的更新，进而形成整个图纸基础沉降的动态演示过程，系统可自动根据所导入的数据进行后处理分析工作，系统本身具有多种分析功能，可实时生成沉降过程线图、沉降过程监测图、沉降差过程线图以及建筑物沉降点沉降过程线组合图等多种图像，还可自动生成沉降数据报表和沉降观测分析报告并通过结果输出模块输出文件。也可在改进的建筑变形分析系统中的后处理分析模块中人为拟定一个沉降变化速率危险值，当达到危险值便可通过染色单元模块将其数据文件及三维模型轮廓进行标记染色后从结果输出模块一和结果输出模块二输出，并通过信号传输模块向报警器发送指令进行报警或在预警平台进行预警。护筒底部铺设防水透气膜，用以解决防止地下的水及水蒸气进入到护筒内部，从而对内部电子设备造成侵蚀而影响测量精度的同时，又可以使气体进入套筒内部，使其内外压力平衡。在使用过程中，如遇单个部件损坏时可及时拆下并安装换新设备，处理及时快捷，使其不会因为部件故障而导致沉降监测陷入停滞状态。
改进的建筑变形分析系统使得分析处理后得到的结果以三维整体直观的形式反映给监测人员，自动化程度高，实现了24小时无人监测的需求。使得数据的采集、分析、处理一体化实时进行，在时间上具有连贯性、数据上具有精准性，解决了人工分析处理数据过程缓慢，浪费时间并容易出错的缺点。根据沉降量统计表和沉降曲线图，可以预测建筑物的沉降趋势，将建筑物的沉降情况及时的反馈到有关主管部门，正确地指导施工。特别坐落在沉陷性较大的地基上重要建筑物的不均匀沉降的观测显得更为重要。对沉降观测的成果分析，还可以找出同一地区类似结构形式建筑物影响其沉降的主要因素，指导施工单位编好施工组织设计正确指导施工大有裨益，同样也为勘察设计单位提供宝贵的一手资料，设计出更完善的施工图纸。
具体实施方式二
对边坡变形也可以采用本发明进行监测，首先对只有一个六边形监测网的情况进行详细阐述：
顶部的GPS定位模块用于对安装有激光发射器的测量杆进行三维坐标绝对位置信息获取，将安装有激光发射装置的360度旋转式激光测量装置放置于监测网中心，将未安装有激光发射装置的360度旋转式激光测量装置放置于监测网边界处的六个监测点，六边形监测网布置图如图3(1)所示，在进行监测前需利用激光测距测量出激光接收面和六个监测点所放置的测量杆的反射激光面的初始水平距离，并且激光水平发射时的发射光线刚好与六个测量杆顶部平齐，参照实施方式一进行监测，每接收记录一个角度数据后，激光发射装置通过激光测距测量出与其测量杆相对应的水平距离，之后激光发射器便顺时针旋转对下一个点位同样进行角度及水平距离测量，直至巡回监测一周获得6组数据即为一个循环监测区间，通过角度变化以及水平距离的改变经过运算后即可得知六个边界监测点与监测网中点的水平位移改变值以及竖向位移差，再通过GPS定位来获取监测网中心点处的绝对位置信息，以此获取全局位置信息。进而导入变形分析系统参照实施例一进行处理。
当边坡范围较大，一个六边形监测网难以实现时，可采取复合型监测网的方式进行监测，以下进行具体阐述：
如图3(2)所示，虚线所连接区域即为六个六边形监测网的中心监测点所搭接形成的复合型监测网，小黑色圆点布置带有激光发射器的360度旋转式激光测量装置，白色圆点布置未带有激光发射器和GPS定位模块的360度旋转式激光测量装置，布置在正中心的黑色圆点的360度旋转式激光测量装置顶部安装有GPS定位模块，首先小黑色圆点布置的带有激光发射器的360度旋转式激光测量装置通过激光测距实时测量出每个监测网中心点与监测网边界点的水平位移，参照一个六边形监测网进行监测的具体步骤同时对六个监测网边界点相对中心点的相对位置数据进行获取，此时每相邻的两个六边形监测网将有两个重复边界点，可在后续变形分析系统中将其得到的两个三维坐标取平均值达到进一步减小误差的目的。小黑色圆点与中心黑色圆点进而形成复合型监测网，中心黑色圆点布置带有GPS定位模块的360度旋转式激光测量装置，通过顶部的GPS定位模块对此处监测点进行绝对位置信息获取，继而布置在小黑色圆点处带有激光发射器的360度旋转式激光测量装置均旋转角度使其对准中心黑色圆点处的测量杆顶部，并立刻自动记录下此时各个小黑色圆点处激光发射器的角度数据，并且小黑色圆点布置的带有激光发射器的360度旋转式激光测量装置再次通过激光测距实时测量出复合型监测网中心点与复合型监测网边界点的水平位移，继而通过计算可得知小黑色圆点处监测点相对中心黑色圆点处监测点的相对位置，继而通过中心黑色圆点监测点处测量杆顶部的GPS定位模块对该点进行绝对位置信息的获取，导入变形分析系统形成整个复合型监测网的全局位置信息，再参照实施例一进行处理分析的过程。
Claims (8)
1.一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，其特征在于：
1)首先在基础与边坡的每个监测点处均设置安装一套360度旋转式激光测量装置，并与GPS定位方法结合监测后通过改进的变形分析系统进行分析处理的方案；
所述360度旋转式激光测量装置通过其上安装的激光发射装置(2)可360度旋转发射激光信号，利用记录的角度数据来确定其与其它监测点的相对高度差；
所述GPS定位方法，是通过至少四颗卫星确定用户端GPS接收器的位置，四颗卫星通过不间断的向地面报告自身所处的位置，其内部微处理计算机按定位解算方法进行定位计算，计算出所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间信息，完成定位，此方法通过简易装置上安装的GPS定位模块(3)来实现其功能；
所述改进的变形分析系统(6)包括多个信号接收接口(601)、(602)……(60n)，下端与格式转换模块(610)相连，格式转换模块(610)与原始文件导入模块(620)同时连接数据中心处理模块(630)，数据中心处理模块(630)下端与三维模型轮廓建立模块(640)连接，而后通过动态演示模块(650)与后处理分析模块(660)连接，再经过染色单元模块(670)同时与结果输出模块一(681)和结果输出模块二(682)连接，结果输出模块一(681)后端连接于预警平台(6100)，结果输出模块二(682)与信号传输模块(690)连接；
2)在对基础沉降和边坡变形监测时，对其基础和边坡表面布设监测网安装简易装置进行监测，采用所述360度旋转式激光测量装置用于相对位置信息的获取，GPS定位模块用于绝对位置信息的获取；
3)在每一个基础及边坡监测网的监测点处设置的多个360度旋转式激光测量装置中，仅有其中一个内部含有激光发射装置(2)，其激光发射装置(2)内部的控制区(202)将步骤(2)通过360度旋转式激光测量装置获取的相对位置信息与通过GPS定位模块(3)获取的绝对位置信息按照时间和监测点序列进行排列整合，再通过激光发射装置(2)内部的数据传输模块(203)将其发送至改进的建筑变形分析系统(6)对应的信号接收接口(60n)中进行分析处理；改进的变形分析系统(6)通过多个信号传输接口接收到各个基础的控制区(202)通过数据传输模块(203)传来的定位信息数据，并将所接收的数据通过格式转换模块(610)进行转换，直接导入数据中心处理模块(630)进行处理，并且格式转换模块(610)同时具有自动分组功能，使其导入数据中心处理模块(630)的数据依旧按照每个基础或每个监测网为一个整体部分进行处理。
2.如权利要求1所述一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，其特征在于：所述用于监测的360度旋转式激光测量装置由激光发射装置(2)、GPS定位模块(3)、测量杆(5)、防水透气膜(4)、以及护筒(1)组成，简易装置通过在下端安装钻头与基础或边坡表面相连，钻头上部与测量杆(5)相连，测量杆(5)上部安装有激光发射装置(2)，外部套有护筒(1)固定于地面,测量杆(5)底端与地面相接处铺设防水透气膜(4)，在对基础进行沉降监测时，只需要对其中一个监测点的监测装置进行激光发射装置(2)与GPS定位模块(3)的安装；在对边坡进行变形监测时，只需要对其六边形监测网的中心监测点的监测装置进行激光发射装置(2)与GPS定位模块(3)的安装。
3.如权利要求2所述一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，其特征在于：所述激光发射装置(2)中包括激光发射器(201)、控制区(202)、数据传输模块(203)以及报警器(204)，激光发射器(201)在安装时保证其水平发射的激光刚好与未安装激光发射装置(2)的测量杆(5)顶部保持平齐；未安装激光发射装置(2)的测量杆(5)由高反射激光材料制成，以对激光进行反射，安装激光发射装置(2)的测量杆(5)由光敏器件(发光二极管)制成，对反射回来的激光进行接收并产生光生电流进而输出电信号传输至控制区(202)；安装激光发射装置(2)的测量杆(5)利用激光发射器(201)通过左右旋转固定角度后向对面的未安装激光发射装置(2)的测量杆(5)发射激光，若从开始就未有激光反射现象，激光发射器(201)将向下调节角度直至接收到激光反射信号，控制区(202)立刻接收并记录此时激光发射器(201)发射光线距离水平线的角度并标注正负两个方向；若从开始就有激光反射现象，此时激光发射器(201)将向上调节角度直至接收不到激光反射信号，此时控制区(202)立刻接收并记录此时激光发射器(201)发射光线距离水平线的角度并标注正负两个方向；数据传输模块(203)与控制区和信号接收接口双向连接，用以数据的实时远程精确收发。
4.如权利要求3所述一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，其特征在于：所述控制区(202)在以下两种情况时会自动接收并记录的角度数据：当旋转固定角度后起初有电信号传输时，控制区(202)会自动记录电信号消失时刻的角度数据，当旋转固定角度后起初未有电信号传输时，控制区(202)会自动记录电信号出现时刻的角度数据，控制区(202)将一次循环记录下的角度数据与GPS定位获得的位置信息按照测量杆(5)序号位置及时间序列进行排序，生成有规则的数据文件并通过数据传输模块(203)传至改进的建筑变形分析系统(6)中所对应的信号接收接口(60x)进行进一步处理。
5.如权利要求1所述一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，其特征在于：在对基础进行不均匀沉降监测前，预先对安装激光发射装置(2)的测量杆(5)的激光接收面与其它三个未安装激光发射装置(2)的测量杆(5)的反射激光面水平距离，以及激光发射器左右所应转动的角度进行精确测定，由此再通过记录的角度与水平距离经过运算即可精确得知三个未安装激光发射装置(2)的测量杆(5)与安装激光发射装置(2)的测量杆(5)的相对高度差，对安装激光发射装置(2)的测量杆(5)本身的位置信息进行获取时，通过GPS定位模块(3)对绝对位置信息进行获取。
6.如权利要求1所述一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，其特征在于：在对边坡进行变形监测前，预先布置监测网，对边坡面积不大的情况布置六边形监测网，将未安装激光发射装置(2)和GPS定位模块(3)的简易装置分别安放在监测网的六个边界点，将安装激光发射装置(2)和GPS定位模块(3)的简易装置安放在监测网的中心点处，在进行监测前需利用激光测距测量出激光接收面和六个监测点所放置的测量杆的反射激光面的初始水平距离，并且激光水平发射时的发射光线刚好与六个测量杆顶部平齐，参照基础沉降的方式进行监测，每接收记录一个角度数据后，激光发射装置通过激光测距测量出与其测量杆相对应的水平距离，之后激光发射器便顺时针旋转对下一个点位同样进行角度及水平距离测量，直至巡回监测一周获得6组数据即为一个循环监测区间，通过角度变化以及水平距离的改变经过运算后即可得知六个边界监测点与监测网中点的水平位移改变值以及竖向位移差，再通过GPS定位模块(3)来获取监测网中心点处的绝对位置信息，以此获取全局位置信息；当边坡范围较大，一个六边形监测网难以实现时，采取复合型监测网的方式进行监测，只对复合型监测网中心点处通过GPS定位模块(3)获取绝对位置信息，复合型监测网的边界点获取相对于中心点的相对位置信息，每一个六边形监测网的边界监测点获取相对于自身六边形监测网的相对位置信息。
7.如权利要求1所述一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，其特征在于：所述改进的变形分析系统(6)中将带有沉降或变形观测点以及地形三维坐标的建筑工程整体施工图纸依次对观测点进行编号后通过原始文件导入模块(620)导入，并经过数据中心处理模块(630)进行第一步处理后生成初始的三维模型轮廓，通过监测点发生沉降或变形继而三维坐标发生改变，使其三维模型轮廓也发生变化，继而通过动态模型演示模块(650)进行动态变化过程的绘制，后处理分析模块(660)通过对动态变化过程进行监测。
8.如权利要求1所述一种基础沉降与边坡变形监测处理方法，其特征在于：所述后处理分析模块(660)将经过分析后的存在问题数据以及模型通过染色单元模块(670)进行染色，经过黄色标记的文件通过结果输出模块一(681)输出，并向预警平台发出信号进行预警。经过红色标记的文件通过结果输出模块二(682)输出，并通过信号传输模块(690)向被标记的文件所属的基础的激光发射装置(2)中的报警器(204)发出信号进行报警。
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|---|---|---|---|---|
| CN117268332A (zh) * | 2023-11-21 | 2023-12-22 | 天津风霖物联网科技有限公司 | 一种建筑物不均匀沉降的监测方法及系统 |
| CN117450996A (zh) * | 2023-10-31 | 2024-01-26 | 中铁四局集团有限公司 | 一种用于工程施工的沉降值检测系统及检测方法 |
| CN117664081A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-03-08 | 北旺路桥建设有限公司 | 一种基于联合基础高架桥的桥面坡度监测方法 |
| CN117685928A (zh) * | 2024-01-31 | 2024-03-12 | 赣州市巨匠工业设计有限公司 | 一种道路桥梁沉降远程监测系统 |
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2023
- 2023-03-14 CN CN202310242374.3A patent/CN116465361A/zh not_active Withdrawn
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