基于VB和EXCEL的沉降監測系統在建筑物沉降監測中的應用

李孝雁 黃 颯

黃河水利職業技術學院 河南 開封 475004

1 引言

高層建筑在施工和運營過程中，由于眾多因素的影響產生變形，變形若超出規范允許的范圍，就會影響建筑物的正常使用危及人身安全。為了確保工程安全避免造成人員及重大財產損失，對高層建筑物進行變形監測已成為建筑工程防災減災的重要手段之一。通過定期對高層建筑進行變形監測，可以及時掌握其變形情況，通過分析與預測未來變形的發展趨勢，可以及早發現隱患及時采取措施加以干預，確保建筑物的安全。

國內已實現的變形監測系統都實現了數據處理、成果整理、圖表分析等基本功能，但也有一些共性的不足：系統維護的門檻高，缺乏標準統一的格式，數據挖掘不充分，不易更新和擴展，軟件通用性差，生成的圖件不便存儲管理和共享使用，成果利用率低等。針對這些現實性問題，開發一種能系統化、規范化地進行建筑變形分析的軟件工具，實現按要求自動生成觀測成果表、繪制復雜的曲線圖、動態查詢監測數據、自動數據分析與預測及報表輸出，有利于系統化、規范化建筑物沉降監測分析工作，為工程安全保駕護航。

本項目以某高層建筑物沉降監測項目為實例，重點研究基于VB的沉降監測數據處理系統構建與實踐，使該系統具備自動進行沉降數據統計分析、沉降過程回歸分析、繪制沉降過程線圖、繪制沉降監測過程圖、繪制建筑物平均沉降過程線圖、建筑物平均沉降速度線圖、自動生成日報、周報、月報等監測報表等功能，將對系統、規范、高效地進行建筑物變形沉降分析預測工作起到積極的意義。

2 沉降監測數據處理系統構建

本項目以某高層建筑物沉降監測項目為實例，重點研究基于VB的沉降監測數據處理系統構建與實踐。本系統工程數據采用樹狀結構分三級進行存儲管理，第一級為工程，第二級為工程下包含的建筑物，第三級為各建筑物下的沉降監測點。設計思路如下：

（1）新建工程。主要用于錄入工程名稱、地址、監測單位、項目負責、建設單位等工程基本信息。系統登錄及工程信息錄入界面如圖1所示。

（2）新建建筑物。主要用于輸入建筑物沉降屬性信息，主要包括建筑名稱或編號、建筑結構、基礎結構、地基類型、觀測周期、觀測頻率以及設置沉降限差及報警值等。

（3）新建測點。主要用于輸入監測點名、數量及監測點位布置圖等，監測點名、數量、點位布置可通過導入CAD圖形自動識別提取。

（4）輸入測點監測數據。輸入監測日期和監測數據，支持手動單點輸入和按設定格式批量輸入。

（5）沉降過程回歸分析及預測。根據輸入的監測數據預測沉降變形的趨勢，確保建筑的安全。建筑沉降過程是多種因素綜合影響下的復雜沉陷變化過程，難以用具體的模型進行描述。目前，常用于變形監測數據的分析處理的預測模型主要有曲線擬合、回歸模型、時間序列分析模型、灰色系統分析模型、卡爾曼濾波模型等。本次在趨勢分析功能中選擇性地選取了一元線性回歸函數模型等幾種函數作為沉降過程回歸分析的基本數學模型，模型可單獨使用或者組合使用。建立回歸方程并經顯著性檢驗后，采用外推法預測未來某些天的沉降量，實現利用現有數據對建筑物未來變形趨勢變化的預報分析。

（6）分析報告。主要包括沉降觀測數據分析：數據統計分析及生成各種沉降曲線圖等；結論和建議：綜合分析結果和巡視情況進行結論性描述，并提出一些建設性意見等。本項目研究開發的沉降分析系統通過提供一系列代表工程參數和沉降分析數據的特殊變量制作模板，通過模板變量替換法自動生成沉降觀測分析報告。

以上幾個步驟緊密聯系，提升了數據的利用率，提高了作業效率。

3 工程應用

本文將該系統用于某小區高層建筑沉降監測數據處理中，將外業監測數據導入開發的沉降監測系統進行數據處理。處理步驟如下：新建工程，錄入工程名稱、地址、監測單位、項目負責、建設單位等工程基本信息；新建建筑物，輸入建筑名稱、建筑結構、基礎結構、地基類型、觀測周期、觀測頻率，并設置沉降限差及報警值等；新建測點，輸入監測點名、數量及監測點位布置圖；按系統設定格式批量輸入外業監測數據；進行沉降過程回歸分析及預測；最后可自動生成各期數據圖、表和監測報告，如圖2所示。本文開發的沉降監測數據處理系統應用于該沉降監測項目，驗證了本系統設計的科學合理性，可以快捷準確的提供建筑沉降情況并作出科學預測。

圖1 系統界面

圖2 5號樓沉降曲線圖

4 結論

本論文以某高層住宅樓沉降監測項目為依托，借助VB和Excel平臺開發出沉降監測數據處理系統，可對沉降數據進行管理、查詢、分析以及自動化、統一化的報表輸出，能夠較好地滿足沉降監測數據快速處理、反饋的需要，可以提高監測數據處理及成果輸出效率，減少人為出錯率，降低人員成本及時間成本。實踐證明，該系統能夠準確、高效地對建筑物沉降監測數據進行處理、預報分析和報表輸出，顯著提高了監測效率，具有積極的應用價值。但是由于本系統側重于沉降監測數據處理與成果整編，因此還不夠完善，以后應把建筑物水平位移、傾斜、裂縫等監測數據納入到該系統中，開發出建筑物變形監測綜合管理分析系統。