基于图形和数据库联动的基坑监测系统开发

王大志 黄鹏

摘要：为实时掌握围护结構的位移情况，及时预报施工中出现的问题，运用信息化指导施工，采用基于AutoCAD平台的ObjectARX二次开发技术，开发了基坑监测系统。该系统利用选择集函数实现了基坑监测数据库面板查询、编辑监测点图形的功能，并利用反应器函数实现了双击监测点图形后即刻打开监测数据库面板的功能，最终达到监测点位图形实体和监测数据库联动的目的，实现了同时展示监测点图形和监测数据;仅利用ObjectARX一种二次开发语言开发的模块实现了预测、监测曲线绘制和报表输出。该基坑监测系统为基坑的信息化施工提供了快速、准确、直观的信息依据。

关键词：基坑监测; AutoCAD; ObjectARX; 选择集; 反应器; 信息化施工

中图法分类号：TP391.9文献标志码：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.05.020

文章编号：1006 - 0081（2022）05 - 0109 - 05

0 引 言

基坑监测工作贯穿基坑工程施工全过程，基坑施工期间，需根据大量的监测数据，利用理论和数值分析，预测下一步开挖引起土体和构筑物的位移和变形，实时掌握围护结构的位移情况，及时预报施工中出现的问题，判断围护结构可能产生变位的原因，为研究对策和采取措施提供依据，确保结构本身的安全[1]。因此，建立基坑监测数据库是实现基坑工程信息化施工非常重要的措施。

目前，基坑监测数据库系统开发取得了长足发展，常用的方法为：利用微软公司Visual Studio平台，基于VC，VB，C#语言开发监测数据库系统，数据库采用Access，SQL Server等，通过调用Word，Excel，AutoCAD，Zed Graph等软件进行监测数据的处理及分析[2-4]。

这些基坑监测数据库系统重点是实现监测数据管理、查询等基本功能，无法实现图形和数据库联动，这种图形数据和监测数据分开的方式缺少对基坑地质勘察、设计、施工及测点信息、监测仪器、周边建筑物等信息的集成管理。其次，这些系统融合了多种应用软件进行监测曲线的绘制和报表的输出，操作费时费力，修改数据不直观、容易出错。因此，如果能实现图形数据和监测数据有效结合，并同时在一种软件框架中实现监测曲线绘制和报表的输出，将大大地提高工作效率和信息反馈水平。

该基坑监测数据库系统是以Access为基础，采用基于AutoCAD平台的ObjectARX二次开发技术，直接访问图形数据和基坑监测数据，使图形数据和监测数据有效结合，监测曲线绘制和报表输出全部利用ObjectARX开发的模块在AutoCAD平台中实现，这样减少了多种软件交叉调用带来的不便，提高了监测数据库的使用效率。

1 设计思路

基坑监测的主要目的是服务现场施工，为制定施工方案、应急措施提供数据源。针对基坑工程的特点，围绕工程服务，监测数据库系统的设计思路是满足基坑工程的施工与管理的需要：① 将监测仪器在各个测点上的所有监测数据以及各种文本输入数据库，并通过AutoCAD前台程序实施管理数据的功能;② 利用AutoCAD交互功能，实现可视化查询，即显示某监测点数据的同时，在监测点布置总图上高亮显示测点位置，使用户能够方便查询某个测点在某时间段的监测数据，并提供直观的过程线绘制和报表输出功能;③ 利用系统功能模块分析预测土体和构筑物的位移和变形，为施工及管理提供依据。

该系统的总体结构以监测数据库为核心，可实现各种监测数据的储存、查询、统计，以及数据分析和预测。监测数据库的系统结构见图1。

2 系统结构与功能模块设计

2.1 布置基坑变形监测点并绘制图形

根据GB 50497-2009《建筑基坑工程监测技术规范》，围护墙或基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点应沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点。监测点水平间距不宜大于20 m，每边监测点数目不宜少于3 个。监测点宜设置在围护墙或基坑坡顶上。在AutoCAD中，水平位移监测点和沉降位移监测点分别用不同的图形来表示，然后将这些图形定义为带属性的图块，这样可以为监测点图形添加名称、测点坐标、监测项目等属性（图2）。

2.2基坑变形监测数据获取

（1） 施工现场基坑变形监测工作是建立监测数据库的首要工作。水平位移和沉降位移可使用徕卡系列，快捷、高效实现监测数据的采集及导出。基坑监测的主要项目有：基坑四周支护体系顶部水平位移、支护体系顶部竖向位移、支撑内力、土压力、周边地表竖向位移、周边建筑和地表裂缝等。

（2） 支护体系位移监测采用全站仪（徕卡TPS800），即在基坑边沿翻边的延长线上布置两个基准点，将监测点布置在两基准点确定的直线上，用全站仪进行位移测量。监测点在防护墙翻边施工时，将标志钢筋浇筑在防护墙翻边内，监测点距离≤20 m，在实际布设时根据现场情况进行调整。

（3） 沉降监测使用水准仪（徕卡NA2 / NAK2），采用闭合路线或往返测量的方法进行监测。沉降监测首先选好基准点，监测点布设在基坑周围路面和建筑物上。假定基准点标高为±0.000，在监测点和基准点布设完毕后确定出监测点原始标高，在以后的监测中通过标高变化确定沉降情况。

2.3 AutoCAD与Access数据库连接

在施工现场监测取得数据后，根据每个基坑工程的监测点布置和监测项目，在Access中建立数据源文件“*.mdb”;在源文件中，针对每个测点分别建立数据表。

该基坑监测数据库系统是以Access为基础，因此在ObjectARX中使用ADO访问数据库，方法为：① 初始化COM库，引入ADO类型库;② 用Connection对象连接数据库;③ 利用建立好的连接，通过Connection、Command对象执行SQL命令，或利用Recordset对象取得结果记录进行查询、处理[5]。

随着AutoCAD二次开发知识的普及，有一定编程能力的工程技术人员，不需要花费太多时间就能掌握AutoCAD二次开发技巧。AutoCAD二次开发在基坑施工信息化管理中有广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 王义，周健，胡展飞，等.超深基坑信息化施工实例分析[J]. 岩土力学，2004，25（10）：1647-1650.

[2] 邢卫民，侯金波，张敏，等.基坑监测信息管理系统的设计与实现[J]. 测绘通报，2012（4）：71-74.

[3] 肖跃民. 某地铁车站深大基坑开挖量测数据库管理系统[J]. 工程设计与研究，1998（9）：8-11.

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[9] 成明旗，孟庆峰. 基于VB的AutoCAD二次开发技术在施工管理系统中的研究与应用[J]. 水利水电技术，2010，41（11）：41-44.

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[11] 陈立强. 基于AutoCAD平台的信息技术在露天矿的开发应用[J]. 金属矿山，2014（12）：163-168.

[12] 李世国. AutoCAD高级开发技术-ARX编程及应用[M]. 北京：机械工业出版社，1999.

[13] 邓聚龙. 灰色系统基本方法[M]. 武汉：华中理工大学出版社，1999.

（编辑：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，工程师，硕士，研究方向为岩土工程三维设计及可视化施工。E-mail：191596733@qq.com