本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种基坑位移自动监测系统及其方法。
背景技术：
基坑坍塌是目前工程建设施工过程中最常见的安全事故，事故往往伴随重大人员伤亡和经济损失，造成不良社会影响。基坑工程监测是指在基坑工程施工及使用期限内，对基坑支护体系及周边环境实施的监测、监控工作。
申请号为201610195352.6的中国专利，基坑位移自动监测系统和方法，包括支撑在基坑上的基坑支护桩、支撑在基坑外部的固定桩、连接至基坑支护桩和固定桩的连杆、监测机构，所述监测机构包括依次连接以形成闭合回路的滑动触片、固定接触单元、显示单元和供电单元；当基坑支护桩发生位移时，滑动触片相对于固定接触单元滑动并与固定接触单元的不同位置接触，显示单元根据滑动触片和固定接触单元接触位置的不同而发出不同颜色的灯光，由此根据显示单元所发出的灯光颜色来判断基坑的位移量，该发明通过观察被点亮的指示灯发出灯光的不同颜色，可以连续不间断地监测基坑护壁发生位移的情况，防止基坑位移突变引发的事故。
但该发明中，连接杆的一端连接支护桩的某一位置，因此只能对其中一个方向的支护桩位移进行监测，一旦基坑的其他方向发生位移改变时，监测机构则无法监测到，因此无法防止基坑其他方向的位移突变引发的事故，有改进的空间。
技术实现要素：
本发明的第一目的是提供一种基坑位移自动监测系统，能够对基坑四周若干个不同方向进行监测，进而防止基坑位移突变引发的事故。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基坑位移自动监测系统，包括：
支护桩，垂直固定于基坑的底面并与基坑的侧壁抵触，且基坑四周设置有若干个支护桩；
固定桩，支撑在基坑的外部，固定桩的数量与支护桩的数量相同，且两者一一对应；
监测单元，包括数据库、与支护桩数量一致的监测点，每个所述监测点均包括发射激光的激光发射装置、接收激光的激光接收装置、记录装置；
所述激光发射装置处于支护桩上且与对应固定桩位于一直线方向，所述激光接收装置处于支护桩上且与对应激光发射装置位于一直线方向并接收激光发射装置发射的激光，所述激光接收装置中设置有参照点a(0，0)，当支护桩垂直于地面时，所述激光发射装置发射的激光对应于激光接收装置(112)的坐标为b(0，0)；
所述记录装置于单位时间内记录一次激光接收装置接收激光点坐标并记作（∆x,∆y），且∆x为水平位移，∆y为竖直位移；所述数据库对若干监测点的激光点坐标进行存储；
还包括显示单元，显示单元中设置有一竖直位移阈值∆h，所述显示单元从所述数据库中调取所述竖直位移∆y，当若干监测点的其中一个竖直位移∆y大于所述竖直位移阈值∆h时，所述显示单元发出报警信号。
采用上述方案，包括激光发射装置和激光接收装置的监测点，一旦激光接收装置上接收的激光点的位置偏移参照点a(0，0)，则说明位于监测点处的支护桩发生倾斜，也即此处的基坑侧壁发生一定的倾斜并有坍塌的趋势，激光从发射到接收所用时间极短，避免监测数据滞留的问题，同时避免失去宝贵的抢险最佳时机；若干个预选的监测点的设置使得对基坑的监测范围更广，不存在死区，提高了在基坑中工作人员的安全系数；一旦∆y大于竖直位移阈值∆h时，显示单元立即发出报警信号，便于基坑中的工作人员第一时间撤离，降低人员的伤亡和一定的经济损失。
作为优选，所述显示单元中还设置有一水平位移阈值∆w，所述显示单元从所述数据库中调取所述水平位移∆x，当若干个监测点的其中一个水平位移∆x大于所述水平位移阈值∆w时，所述显示单元发出预警提醒信号。
采用上述方案，水平位移阈值∆w的设置，一旦若干个监测点的任意一个水平位移∆x大于水平位移阈值∆w时，此时支护桩水平方面上存在微动，显示单元立即发出预警提醒信号，对处于基坑中的工作人员进行警示，引起工作人员的注意力；其次便于工作人员做好物品移动以及基坑坍塌的防护措施，尽可能的降低损失。
作为优选，所述监测单元还包括统计模块和存储模块，所示统计模块中设置有竖直位移开启值∆s，所述统计模块从所述数据库中调取所述竖直位移∆y，当若干个监测点的其中一个竖直位移∆y大于所述竖直位移开启值∆s时，所述统计模块实时记录该监测点处激光接收装置的激光点坐标并进行保存至存储模块。
采用上述方案，统计模块的设置，一旦若干个监测点的其中一个竖直位移∆y大于竖直位移开启值∆s时，统计模块记录该监测点的激光点坐标并进行保存至存储模块，便于后期工作人员对数据进行取出进而对基坑坍塌过程中支护桩的位移变化做分析，从而后期对支护桩进行合理的改进，提高支护桩牢固度，进而降低基坑坍塌的风险。
作为优选，还包括远程监控单元，所述远程监控单元包括
第一同步模块，从数据库中调取数据进行同步保存；
第一显示模块，将若干监测点的位置信息标记在第一折线图中，第一折线图的横坐标为时间t,第一折线图的纵坐标为竖直位移∆y，第一折线图中以不同颜色的线条依次表示若干监测点的位置变化趋势。
采用上述方案，远程监控单元的设置，便于不在基坑现场的值班人员了解基坑的工况，从而做好防御措施，使得值班人员对基坑状况的了解不受到距离的限制；第一显示模块中第一折线图的设置，便于值班人员对若干个监测点处的支护桩竖直位移∆y的变化清晰明了，使得支护桩竖直位移∆y数据的增减趋势更加直观。
作为优选，所述远程监控单元还包括：
第二同步模块，从存储模块中调取数据进行同步保存；
转换模块，转换模块从第二同步模块中调取所述竖直位移∆y和所述水平位移∆x，并利用反三角函数得到在竖直位移∆y大于竖直位移开启值∆s时支护桩的倾斜角度值φ；
第二显示模块，将监测点的支护桩倾斜角度值φ标记在第二折线图，第二折线图的横坐标为时间t,第二折线图的纵坐标为倾斜角度值φ，第二折线图表示倾斜角度值φ的变化趋势。
采用上述方案，第二显示模块中的第二折线图对支护桩发生一定的倾斜后的变化趋势进行实时连续的显示，便于远程的值班人员对基坑坍塌的过程有详细了解，第二折线图显示基坑坍塌过程中支护桩倾斜角度的变化过程，相较于支护桩竖直位移∆y的变化过程，更加直观简单，仿佛现场基坑坍塌过程的再现。
作为优选，所述远程监控单元还包括短信提醒模块和用户端，所述短信提醒模块预存有用户端的联系数据；
当竖直位移∆y大于所述竖直位移开启值∆s时，所述短信提醒模块对用户端发出短信提醒信号。
采用上述方案，提醒模块的设置，一旦竖直位移∆y大于竖直位移开启值∆s时，远程监控单元第一时间对远程的值班人员进行提醒，引起值班人员的注意力，便于值班人员采取紧急措施，将损失降到最低。
作为优选，所述远程监控单元还包括视频嵌入模块、视频接收模块；
每个所述固定桩朝向基坑的方向均设置有无线微型摄像头，所述无线微型摄像头对基坑的实际情况进行实时监测并对视频信息进行实时保存，且无线微型摄像头并通过无线传输将保存的视频信息实时传输至视频接收模块；
视频嵌入模块，所述视频嵌入模块从视频接收模块中调取视频信息供远程值班人员对现场的基坑情况进行查看，且所述第一显示模块、第二显示模块、视频嵌入模块可进行切换。
采用上述方案，视频嵌入模块，便于远程的值班人员可通过无线微型摄像头、视频接收模块获取基坑360度全方位图像，最大限度的保留了场景的真实性，使远程的值班人员犹如身在基坑现场，同时可通过按键进行拖动，观看基坑的各个方向。
本发明的第二个目的是提供一种基坑位移自动监测系统的监测方法，能够对基坑四周若干个不同方向进行监测，一旦支护桩位移超出规定的阈值时立即报警，为抢险赢得宝贵的时间。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
包括以下步骤：
s1：记录装置每隔单位时间内记录一次激光接收装置接收来自激光发射装置发射的激光点坐标,且数据库预存若干监测点的激光点坐标；
s2：第一同步模块，从数据库中调取数据进行同步保存；第一显示模块，将若干监测点的位置信息标记在第一折线图中，第一折线图的横坐标为时间t,第一折线图的纵坐标为竖直位移∆y，第一折线图中以不同颜色的折线表示若干监测点的位置变化趋势；
s3：统计模块从数据库中调取竖直位移∆y，一旦若干监测点的其中一个竖直位移∆y大于竖直位移开启值∆s时，统计模块实时记录该监测点的激光接收装置接收来自激光发射装置发射的激光点坐标并进行保存至存储模块，短信提醒模块对值班人员发出短信提醒信号；
s4：显示单元从数据库中调取竖直位移∆y，一旦若干监测点的其中一个竖直位移∆y大于竖直位移阈值∆h时，显示单元发出报警信号。
采用上述方案，记录装置每隔单位时间内记录一次激光接收装置的激光点坐标，一旦基坑侧壁发生大于预设值的倾斜，显示单元发出报警信号，使得工作人员做好措施；第一显示模块中第一折线图的设置，便于值班人员对若干个监测点处的支护桩竖直位移∆y的变化清晰明了，使得支护桩竖直位移∆y数据的增减趋势更加直观。
作为优选，所述s4的显示单元中还设置有一水平位移阈值∆w，显示单元从所述数据库中调取所述水平位移∆x，一旦若干监测点的其中一个水平位移∆x大于水平位移阈值∆w时，显示单元发出预警提醒信号。
采用上述方案，水平位移阈值∆w的设置，一旦若干个监测点的任意一个水平位移∆x大于水平位移阈值∆w时，此时支护桩水平方面上存在微动，显示单元立即发出预警提醒信号，对处于基坑中的工作人员进行警示，引起工作人员的注意力；其次便于工作人员做好物品移动以及基坑坍塌的防护措施，尽可能的降低损失。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、若干个预选的监测点的设置使得对基坑的监测范围更广，不存在死区，提高了在基坑中工作人员的安全系数；一旦∆y大于竖直位移阈值∆h时，显示单元立即发出报警信号，便于基坑中的工作人员第一时间撤离，降低人员的伤亡和一定的经济损失；
2、远程监控单元的设置，便于不在基坑现场的值班人员了解基坑的工况，从而做好防御措施，使得值班人员对基坑状况的了解不受到距离的限制。
附图说明
图1为基坑位移自动监测系统的系统框图；
图2为监测单元的系统框图；
图3为远程监控单元的系统框图；
图4为基坑位移自动监测系统及其方法的流程示意图。
图中：1、监测单元；11、监测点；111、激光发射装置；112、激光接收装置；113、记录装置；12、数据库；13、统计模块；14、存储模块；2、显示单元；3、远程监控单元；31、第一同步模块；32、第一显示模块；33、转换模块；34、第二同步模块；35、第二显示模块；36、短信提醒模块；37、视频嵌入模块；38、视频接收模块；39、用户端。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本实施例公开的一种基坑位移自动监测系统和方法，包括垂直固定于基坑的底面并与基坑的侧壁抵触的支护桩、垂直固定于基坑外部的固定桩、监测单元1。
如图2所示，基坑四周的每个方向均设置有一个支护桩，固定桩的数量与支护桩的数量相同，且两者一一对应。监测单元1包括若干个预选的监测点11，每个一一对应的固定桩和支护桩上均设置有一个监测点11，每个监测点11均包括激光发射装置111、激光接收装置112、记录装置113。激光发射装置111设置于支护桩朝向对应固定桩的方向，激光发射装置111包括激光发射器和用于将激光器固定于支护桩的固定件。
如图2所示，激光接收装置112设置于固定桩朝向对应支护桩且用于接收激光发射装置111发射的激光，激光接收装置112包括激光感应接收板、用于将激光感应接收板固定于固定桩的固定架。激光感应接收板上设置有参照点a(0，0)，当支护桩垂直于地面时，激光发射器发射的激光对应于激光感应接收板的参照点a(0，0)，当支护桩发生倾斜时，激光感应接收板上接收的激光点的位置偏移参照点a(0，0)；记录装置113中设置有定时芯片，定时芯片每隔十分钟启动记录装置113记录一次激光感应接收板接收来自激光发射器发射的激光点坐标，记作（∆x,∆y），∆x为水平位移，∆y为竖直位移。
如图1、2、4所示，监测单元1还包括用于存储数据的数据库12、显示单元2，数据库12预存若干个监测点11的激光点坐标；显示单元2中设置有一竖直位移阈值∆h（竖直位移阈值∆h为5cm），显示单元2从所述数据库12中调取竖直位移∆y，当若干个监测点11的其中一个竖直位移∆y大于竖直位移阈值∆h时，显示单元2发出报警信号，报警信号为扬声器报警。显示单元2中还设置有一水平位移阈值∆w（水平位移阈值∆w为3cm），显示单元2从数据库12中调取水平位移∆x，当若干个监测点11的其中一个水平位移∆x大于水平位移阈值∆w时，显示单元2发出预警提醒信号，预警提醒信号为灯光指示。
如图2所示，检测单元还包括统计模块13和存储模块14，统计模块13中设置有竖直位移开启值∆s（竖直位移开启值∆s为2cm），统计模块13从数据库12中调取竖直位移∆y，当若干个监测点11的其中一个竖直位移∆y大于竖直位移开启值∆s时，统计模块13实时记录该监测点11的激光接收装置112接收来自激光发射装置111发射的激光点坐标并进行保存到存储模块14，统计模块13可以为连接有比较电路的mlc芯片。
如图2、3所示，远程监控单元3包括第一同步模块31、第一显示模块32。第一同步模块31设置有mlc芯片能够对数据库12中的数据进行同步保存；第一显示模块32中导入有jpgraph类库或者phthon画图，将从数据库12中调取的数据以折线图的形式进行显示，第一折线图将若干个监测点11的位置信息标记在折线图中，第一折线图的横坐标为时间t,第一折线图的纵坐标为竖直位移∆y，第一折线图中以红、黄、蓝、紫线依次表示若干个监测点11的位置变化趋势。
如图3所示，远程监控单元3还包括转换模块33、第二同步模块34、第二显示模块35；第二同步模块34，对存储模块14中的数据进行同步保存；转换模块33从第二同步模块34中调取竖直位移∆y和水平位移∆x，并利用反三角函数[arctan(x/y)]得到在竖直位移∆y大于竖直位移开启值∆s时支护桩的倾斜角度值φ；第二显示模块35中导入有jpgraph类库或者phthon画图，将支护桩的倾斜角度值φ以第二折线图的形式进行显示，第二折线图的横坐标为时间t,第二折线图的纵坐标为倾斜角度值φ，第二折线图表示倾斜角度值φ的变化趋势。
如图3所示，远程监控单元3还包括视频嵌入模块37、视频接收模块38；每个固定桩朝向基坑的方向均设置有无线微型摄像头，无线微型摄像头对基坑的实际情况进行实时监测并对视频信息进行实时保存，且无线微型摄像头并通过无线传输将保存的视频信息实时传输至视频接收模块38，且无线传输模块可以采用wifi、4g等现有的无线通讯方式中的一种或多种结合来实现；视频嵌入模块37，视频嵌入模块37从视频接收模块38中调取视频信息便于远程值班人员对现场的基坑情况进行查看，且第一显示模块32、第二显示模块35、第三显示模块可进行随时切换。
如图3、4所示，远程监控单元3还包括短信提醒模块36和用户端39，短信提醒模块36预存有用户端39的联系数据；当竖直位移∆y大于竖直位移开启值∆s时，短信提醒模块36对远程值班人员通过用户端39也即手机、pad等移动设备发送短信提醒信号，便于远程值班人员第一时间采取措施。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。