基于圖形和數(shù)據(jù)庫聯(lián)動的基坑監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)

王大志 黃鵬

摘要：為實時掌握圍護結(jié)構(gòu)的位移情況，及時預報施工中出現(xiàn)的問題，運用信息化指導施工，采用基于AutoCAD平臺的ObjectARX二次開發(fā)技術，開發(fā)了基坑監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用選擇集函數(shù)實現(xiàn)了基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)庫面板查詢、編輯監(jiān)測點圖形的功能，并利用反應器函數(shù)實現(xiàn)了雙擊監(jiān)測點圖形后即刻打開監(jiān)測數(shù)據(jù)庫面板的功能，最終達到監(jiān)測點位圖形實體和監(jiān)測數(shù)據(jù)庫聯(lián)動的目的，實現(xiàn)了同時展示監(jiān)測點圖形和監(jiān)測數(shù)據(jù);僅利用ObjectARX一種二次開發(fā)語言開發(fā)的模塊實現(xiàn)了預測、監(jiān)測曲線繪制和報表輸出。該基坑監(jiān)測系統(tǒng)為基坑的信息化施工提供了快速、準確、直觀的信息依據(jù)。

關鍵詞：基坑監(jiān)測; AutoCAD; ObjectARX; 選擇集; 反應器; 信息化施工

中圖法分類號：TP391.9文獻標志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.05.020

文章編號：1006 - 0081（2022）05 - 0109 - 05

0 引 言

基坑監(jiān)測工作貫穿基坑工程施工全過程，基坑施工期間，需根據(jù)大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用理論和數(shù)值分析，預測下一步開挖引起土體和構(gòu)筑物的位移和變形，實時掌握圍護結(jié)構(gòu)的位移情況，及時預報施工中出現(xiàn)的問題，判斷圍護結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生變位的原因，為研究對策和采取措施提供依據(jù)，確保結(jié)構(gòu)本身的安全[1]。因此，建立基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)庫是實現(xiàn)基坑工程信息化施工非常重要的措施。

目前，基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)取得了長足發(fā)展，常用的方法為：利用微軟公司Visual Studio平臺，基于VC，VB，C#語言開發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用Access，SQL Server等，通過調(diào)用Word，Excel，AutoCAD，Zed Graph等軟件進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理及分析[2-4]。

這些基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)重點是實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、查詢等基本功能，無法實現(xiàn)圖形和數(shù)據(jù)庫聯(lián)動，這種圖形數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)分開的方式缺少對基坑地質(zhì)勘察、設計、施工及測點信息、監(jiān)測儀器、周邊建筑物等信息的集成管理。其次，這些系統(tǒng)融合了多種應用軟件進行監(jiān)測曲線的繪制和報表的輸出，操作費時費力，修改數(shù)據(jù)不直觀、容易出錯。因此，如果能實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)有效結(jié)合，并同時在一種軟件框架中實現(xiàn)監(jiān)測曲線繪制和報表的輸出，將大大地提高工作效率和信息反饋水平。

該基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是以Access為基礎，采用基于AutoCAD平臺的ObjectARX二次開發(fā)技術，直接訪問圖形數(shù)據(jù)和基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)，使圖形數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)有效結(jié)合，監(jiān)測曲線繪制和報表輸出全部利用ObjectARX開發(fā)的模塊在AutoCAD平臺中實現(xiàn)，這樣減少了多種軟件交叉調(diào)用帶來的不便，提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的使用效率。

1 設計思路

基坑監(jiān)測的主要目的是服務現(xiàn)場施工，為制定施工方案、應急措施提供數(shù)據(jù)源。針對基坑工程的特點，圍繞工程服務，監(jiān)測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計思路是滿足基坑工程的施工與管理的需要：① 將監(jiān)測儀器在各個測點上的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)以及各種文本輸入數(shù)據(jù)庫，并通過AutoCAD前臺程序?qū)嵤┕芾頂?shù)據(jù)的功能;② 利用AutoCAD交互功能，實現(xiàn)可視化查詢，即顯示某監(jiān)測點數(shù)據(jù)的同時，在監(jiān)測點布置總圖上高亮顯示測點位置，使用戶能夠方便查詢某個測點在某時間段的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并提供直觀的過程線繪制和報表輸出功能;③ 利用系統(tǒng)功能模塊分析預測土體和構(gòu)筑物的位移和變形，為施工及管理提供依據(jù)。

該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)以監(jiān)測數(shù)據(jù)庫為核心，可實現(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的儲存、查詢、統(tǒng)計，以及數(shù)據(jù)分析和預測。監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能模塊設計

2.1 布置基坑變形監(jiān)測點并繪制圖形

根據(jù)GB 50497-2009《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》，圍護墻或基坑邊坡頂部的水平和豎向位移監(jiān)測點應沿基坑周邊布置，周邊中部、陽角處應布置監(jiān)測點。監(jiān)測點水平間距不宜大于20 m，每邊監(jiān)測點數(shù)目不宜少于3 個。監(jiān)測點宜設置在圍護墻或基坑坡頂上。在AutoCAD中，水平位移監(jiān)測點和沉降位移監(jiān)測點分別用不同的圖形來表示，然后將這些圖形定義為帶屬性的圖塊，這樣可以為監(jiān)測點圖形添加名稱、測點坐標、監(jiān)測項目等屬性（圖2）。

2.2基坑變形監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取

（1） 施工現(xiàn)場基坑變形監(jiān)測工作是建立監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的首要工作。水平位移和沉降位移可使用徠卡系列，快捷、高效實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集及導出?；颖O(jiān)測的主要項目有：基坑四周支護體系頂部水平位移、支護體系頂部豎向位移、支撐內(nèi)力、土壓力、周邊地表豎向位移、周邊建筑和地表裂縫等。

（2） 支護體系位移監(jiān)測采用全站儀（徠卡TPS800），即在基坑邊沿翻邊的延長線上布置兩個基準點，將監(jiān)測點布置在兩基準點確定的直線上，用全站儀進行位移測量。監(jiān)測點在防護墻翻邊施工時，將標志鋼筋澆筑在防護墻翻邊內(nèi)，監(jiān)測點距離≤20 m，在實際布設時根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整。

（3） 沉降監(jiān)測使用水準儀（徠卡NA2 / NAK2），采用閉合路線或往返測量的方法進行監(jiān)測。沉降監(jiān)測首先選好基準點，監(jiān)測點布設在基坑周圍路面和建筑物上。假定基準點標高為±0.000，在監(jiān)測點和基準點布設完畢后確定出監(jiān)測點原始標高，在以后的監(jiān)測中通過標高變化確定沉降情況。

2.3 AutoCAD與Access數(shù)據(jù)庫連接

在施工現(xiàn)場監(jiān)測取得數(shù)據(jù)后，根據(jù)每個基坑工程的監(jiān)測點布置和監(jiān)測項目，在Access中建立數(shù)據(jù)源文件“*.mdb”;在源文件中，針對每個測點分別建立數(shù)據(jù)表。

該基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是以Access為基礎，因此在ObjectARX中使用ADO訪問數(shù)據(jù)庫，方法為：① 初始化COM庫，引入ADO類型庫;② 用Connection對象連接數(shù)據(jù)庫;③ 利用建立好的連接，通過Connection、Command對象執(zhí)行SQL命令，或利用Recordset對象取得結(jié)果記錄進行查詢、處理[5]。

隨著AutoCAD二次開發(fā)知識的普及，有一定編程能力的工程技術人員，不需要花費太多時間就能掌握AutoCAD二次開發(fā)技巧。AutoCAD二次開發(fā)在基坑施工信息化管理中有廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1] 王義，周健，胡展飛，等.超深基坑信息化施工實例分析[J]. 巖土力學，2004，25（10）：1647-1650.

[2] 邢衛(wèi)民，侯金波，張敏，等.基坑監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 測繪通報，2012（4）：71-74.

[3] 肖躍民. 某地鐵車站深大基坑開挖量測數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)[J]. 工程設計與研究，1998（9）：8-11.

[4] 吳振君，王浩，王水林，等. 分布式基坑監(jiān)測信息管理與預警系統(tǒng)的研制[J]. 巖土力學，2008，29（9）：2503-2507.

[5] 吳獻文. 利用托管ObjectARX和DAO技術實現(xiàn)圖庫聯(lián)動功能[J]. 測繪通報，2015（6）：101-102.

[6] 吳玉財，徐衛(wèi)亞，趙志峰，等. 邊坡監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫分析系統(tǒng)的開發(fā)及應用[J]. 中外公路，2005，25（6）：46-49.

[7] 馮傳勇，魏猛. 斷面測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設計與開發(fā)[J]. 測繪通報，2011（4）：47-48.

[8] 李長勛. AutoCAD ObjectARX程序開發(fā)技術[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2005.

[9] 成明旗，孟慶峰. 基于VB的AutoCAD二次開發(fā)技術在施工管理系統(tǒng)中的研究與應用[J]. 水利水電技術，2010，41（11）：41-44.

[10] 秦丙克，籍永華，籍永剛. 基于ObjectARX的模具參數(shù)化圖庫的開發(fā)[J]. 現(xiàn)代制造工程，2015（4）：61-64，32.

[11] 陳立強. 基于AutoCAD平臺的信息技術在露天礦的開發(fā)應用[J]. 金屬礦山，2014（12）：163-168.

[12] 李世國. AutoCAD高級開發(fā)技術-ARX編程及應用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[13] 鄧聚龍. 灰色系統(tǒng)基本方法[M]. 武漢：華中理工大學出版社，1999.

（編輯：李 晗）

Development of foundation pit monitoring system based on graphics and?database linkage

WANG Dazhi， HUANG Peng

（SPIC Guangxi Electric Power Co.， Ltd.， Nanning 530022， China）

Abstract： In order to keep abreast of the displacement of surrounding support at any time and timely forecast the problems occurring in construction， and guide the construction with information technology， based on ObjectARX secondary development technology of AutoCAD platform， a foundation pit monitoring system is developed. Firstly， the system realizes the function of querying and editing the monitoring point graphics from the monitoring database panel of foundation pit by using the selection set function， and the function of opening the monitoring database panel immediately after double-clicking the monitoring point graphics by using the reactor function. Finally， it achieves the goal of linkage between the monitoring point graphics entity and the monitoring database. At the same time， the graphics of monitoring points and monitoring data are displayed; only the module developed by ObjectARX， a secondary development language， is used to realize prediction， monitoring curve drawing and report output. The foundation pit monitoring system provides a fast， accurate and intuitive information basis for the information construction of foundation pit.

Key words： foundation pit monitoring; AutoCAD; ObjectARX; selection set; reactor; information construction

收稿日期：2021-07-13

作者簡介：王大志，男，工程師，碩士，研究方向為巖土工程三維設計及可視化施工。E-mail：191596733@qq.com