CN106087935B - 一种基坑水平位移动态在线监测预警装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑水平位移动态在线监测预警装置，包括实时监测装置、信号传输接收装置和信息处理装置。本结构的水平位移动态在线监测预警装置，通过自动监测杆将基坑边坡的微弱位移给记录下来，记录的数据通过信号传输接收装置发送给信号处理装置，从而对数据进行监测处理。自动监测杆通过齿轮组的结构将微小的位移放大，从而使得普通的角度传感器一样可以接收的到，有效的降低了成本。

Description

一种基坑水平位移动态在线监测预警装置及监测方法

技术领域

本发明涉及基坑施工领域，尤其涉及一种基坑水平位移动态在线监测预警装置及监测方法。

背景技术

为保障施工工程的安全，依据工程安全监测规范的要求在施工期或运行期，要对地基基础或土工建筑物内部如桩、连续墙、深井、基坑围栏等的水平位移进行监测。目前这类监测都是采用测斜仪完成的，现有的测斜仪由测斜仪探头、测读仪、电缆和测斜管构成的，测斜管预先买入土体内，作为测斜仪的导轨使用。土体发生变形后，整个测斜管随之产生相应变形。测量时，测量人员将测斜仪探头放入测斜管内，至预定深度处，逐段测得倾斜角度，数据由电缆传送至测读仪，经处理就可得到测斜管每段的水平位移增量。但是这种测斜仪的操作，每次都需要测量人员亲临现场，由于测量环境的客观情况和认为操作的因素，往往导致测量结果误差较大。而且，每测量一次都要安放和操作测斜仪一次，测斜仪探头每下放至一个深度，就要测量读取一次数值，各测斜管均要重复操作，因此不仅操作繁重、检测效率低下、误差大，而且对土地或低下结构的变形也无法进行实时的测量和监控。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种实时动态在线监测预警系统及监测方法，从而实现对基坑的围护结构和边坡的深层水平位移的实时监测。

本发明采用的技术方案是：一种基坑水平位移动态在线监测预警装置，包括实时监测装置、信号传输接收装置和信息处理装置，所述实时监测装置通过数据线连接信号传输接收装置，所述信号传输接收装置通过数据线连接信号处理装置，所述信号传输接收装置包括GPRS模块；所述实时监测装置包括测斜管和位于测斜管内的自动监测杆，相邻自动监测杆之间相互连接，所述自动监测杆包括杆体，所述杆体内腔包括容纳线缆的导线管、放置监测传感器的操作管和位于操作部两端的防护管，所述杆体两端分别固接锁扣装置，所述操作管的管壁固接角度传感器，所述角度传感器的数据线穿过操作管的管壁进入到导线管内并通过导线管和信号传输接收装置相连，所述角度传感器连接第一转动轴，所述第一转动轴一端连接角度传感器，另一端套接小齿轮，所述小齿轮齿轮连接大齿轮，所述大齿轮的圆心设置有第二转动轴，所述第二转动轴一端套接大齿轮，另一端套接轴套，所述轴套连接连接杆，所述连接杆固接重锤。

一种基坑水平位移动态在线监测预警装置的监测方法，包括如下步骤：步骤一，当基坑的边坡等发生水平位移后，带动测斜管变形；步骤二，测斜管产生形变导致自动监测杆发生移动，自动监测杆的重锤从而发生摆动；步骤三，角度传感器将通过齿轮组放大的摆动位移数据记录下来，并通过数据线将数据传送至信号传输接收装置；步骤四，信号传输接收装置通过GPRS信号相互之间传输数据；步骤五，信号传输接收装置将接受到的信号通过数据线传送到信号处理装置；步骤六，信号处理装置对每个角度传感器传送过来的信号进行记录；步骤七，当每个角度传感器的信号发生数字变化后与预设值进行对比，当超过预设值则进行报警。

作为本发明的进一步改进，所述信号处理装置采用DSP信号处理器。

作为本发明的更进一步改进，所述重锤的纵截面为半圆形。

作为本发明的更进一步改进，步骤六还包括将每个角度传感器传送过来的信号绘制成时间-数值图。

作为本发明的更进一步改进，还包括步骤八：将每个时刻角度传感器的数值记录下来通过直线相连，从而绘制成自动监测杆的实施位置图，每个时刻的相连直线颜色各不相同。

本发明采用的有益效果是：本结构的水平位移动态在线监测预警装置，通过自动监测杆将基坑边坡的微弱位移给记录下来，记录的数据通过信号传输接收装置发送给信号处理装置，从而对数据进行监测处理。自动监测杆通过齿轮组的结构将微小的位移放大，从而使得普通的角度传感器一样可以接收的到，有效的降低了成本。本发明设计巧妙、制作方便、使用便捷，能够有效的实现基坑的水平位移的动态在线监测和预警，同时有效的降低了生产成本和人力成本。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为本发明的自动监测杆的示意图。

图中所示：1 测斜管，2 自动监测杆，3 信号传输接收装置，4 信号处理装置，21导线管，22 防护管，23 操作管，24 锁扣装置，231 角度传感器，232 第一转动轴，233 小齿轮，234 大齿轮，235 第二转动轴，236 轴套，237 连接杆，238 重锤。

具体实施方式

下面结合图1和图2，对本发明做进一步的说明。

如图所示，一种基坑水平位移动态在线监测预警装置，包括实时监测装置、信号传输接收装置3和信息处理装置4，所述实时监测装置通过数据线连接信号传输接收装置3，所述信号传输接收装置3通过数据线连接信号处理装置4，所述信号传输接收装置3包括GPRS模块；所述实时监测装置包括测斜管1和位于测斜管内的自动监测杆2，相邻自动监测杆之间相互连接，所述自动监测杆2包括杆体，所述杆体内腔包括容纳线缆的导线管21、放置监测传感器的操作管23和位于操作部两端的防护管22，所述杆体两端分别固接锁扣装置24，所述操作管23的管壁固接角度传感器231，所述角度传感器231的数据线穿过操作管的管壁进入到导线管21内并通过导线管21和信号传输接收装置3相连，所述角度传感器231连接第一转动轴232，所述第一转动轴232一端连接角度传感器231，另一端套接小齿轮233，所述小齿轮233齿轮连接大齿轮234，所述大齿轮234的圆心设有第二转动轴235，所述第二转动轴235一端套接大齿轮234，另一端套接轴套236，所述轴套236连接连接杆237，所述连接杆237固接重锤238。

本发明的基坑水平位移动态在线监测预警装置，通过安装在测斜管内的自动监测杆来实时监测基坑的边坡等地的水平位移，通过齿轮组配合角度传感器不仅使得实时监测成为可能，同时降低了成本，从而真正的适合于推广使用。

角度传感器将记录的数据通过数据线传递到位于测斜管顶部的信号传输接收装置，数据线位于自动监测杆的导线管内，相连两个自动监测杆通过锁扣装置相连，从而保证整个测斜管内都布置有自动监测杆，同时便于自动监测杆的安防和回收。信号传输接收装置通过GPRS技术传递数据，传递的数据最后通过信号处理装置进行信号处理。

为了便于信号处理装置及时、快捷、准确等处理信号，信号处理装置4采用DSP信号处理器。

为了提高自动监测杆的测量量程，重锤的纵截面为半圆形，从而使得重锤在操作管内进行大幅度摆动时不会影响到整个设备的工作。

测斜管布设在基坑的边坡等需要检测水平位移之处，将自动监测杆放入到测斜管内，设置好数据线的连接，确保数据线通过自动监测杆的导线管连接到信号传输接收装置3，相邻两个自动监测杆通过锁扣装置相互连接。

一种基坑水平位移动态在线监测预警装置的监测方法，包括如下步骤：

步骤一，当基坑的边坡等发生水平位移后，带动测斜管1变形；

步骤二，测斜管1产生形变导致自动监测杆2发生移动，自动监测杆2的重锤238从而发生摆动；

步骤三，角度传感器231将通过齿轮组放大的摆动位移数据记录下来，并通过数据线将数据传送至信号传输接收装置3；

步骤四，信号传输接收装置3通过GPRS信号相互之间传输数据；

步骤五，信号传输接收装置3将接受到的信号通过数据线传送到信号处理装置4；

步骤六，信号处理装置4对每个角度传感器传送过来的信号进行记录；

步骤七，当每个角度传感器的信号发生数字变化后与预设值进行对比，当超过预设值则进行报警。

为了更直观的表示整个基坑的水平位移的状况，将每个角度传感器发送的数据按照绘制成时间-数值图，从而通过图来直观的显示每一个角度传感器的变化范围，从而精确定位每个点的水平位移发生的情况。

为了直观的显示整个基坑的边坡的移动情况，做到提前发现险情及时预防，将每个时刻角度传感器的数值记录下来通过直线相连，从而绘制成自动监测杆的实施位置图，每个时刻的相连直线颜色各不相同。一条相连的直线就能反应出测斜管的具体位置，对比各种颜色不同的直线就能直观的发现测斜管的位置及其动态的状态，从而能够提前做到预判。

本结构的水平位移动态在线监测预警装置，通过自动监测杆将基坑边坡的微弱位移给记录下来，记录的数据通过信号传输接收装置发送给信号处理装置，从而对数据进行监测处理。自动监测杆通过齿轮组的结构将微小的位移放大，从而使得普通的角度传感器一样可以接收的到，有效的降低了成本。本发明设计巧妙、制作方便、使用便捷，能够有效的实现基坑的水平位移的动态在线监测和预警，同时有效的降低了生产成本和人力成本。

本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基坑水平位移动态在线监测预警装置，其特征是包括实时监测装置、信号传输接收装置（3）和信息处理装置（4），所述实时监测装置通过数据线连接信号传输接收装置（3），所述信号传输接收装置（3）通过数据线连接信号处理装置(4)，所述信号传输接收装置（3）包括GPRS模块；

所述实时监测装置包括测斜管（1）和位于测斜管内的自动监测杆（2），相邻自动监测杆之间相互连接，所述自动监测杆（2）包括杆体，所述杆体内腔包括容纳线缆的导线管（21）、放置监测传感器的操作管（23）和位于操作部两端的防护管（22），所述杆体两端分别固接锁扣装置（24），所述操作管（23）的管壁固接角度传感器（231），所述角度传感器（231）的数据线穿过操作管的管壁进入到导线管（21）内并通过导线管（21）和信号传输接收装置（3）相连，所述角度传感器（231）连接第一转动轴（232），所述第一转动轴（232）一端连接角度传感器（231），另一端套接小齿轮（233），所述小齿轮（233）齿轮连接大齿轮（234），所述大齿轮（234）的圆心设置有第二转动轴（235），所述第二转动轴（235）一端套接大齿轮（234），另一端套接轴套（236），所述轴套（236）连接连接杆（237），所述连接杆（237）固接重锤（238）。

2.根据权利要求1所述的一种基坑水平位移动态在线监测预警装置，其特征是所述信号处理装置（4）采用DSP信号处理器。

3.根据权利要求1或2所述的一种基坑水平位移动态在线监测预警装置，其特征是所述重锤（238）的纵截面为半圆形。

4.一种如权利要求1所述的基坑水平位移动态在线监测预警装置的监测方法，其特征是包括如下步骤：

步骤一，当基坑的边坡等发生水平位移后，带动测斜管（1）变形；

步骤二，测斜管（1）产生形变导致自动监测杆（2）发生移动，自动监测杆（2）的重锤（238）从而发生摆动；

步骤三，角度传感器（231）将通过齿轮组放大的摆动位移数据记录下来，并通过数据线将数据传送至信号传输接收装置（3）；

步骤四，信号传输接收装置（3）通过GPRS信号相互之间传输数据；

步骤五，信号传输接收装置（3）将接受到的信号通过数据线传送到信号处理装置（4）；

步骤六，信号处理装置（4）对每个角度传感器传送过来的信号进行记录；

步骤七，当每个角度传感器的信号发生数字变化后与预设值进行对比，当超过预设值则进行报警。

5.根据权利要求4所述的一种基坑水平位移动态在线监测预警装置的监测方法，其特征是所述步骤六还包括将每个角度传感器传送过来的信号绘制成时间-数值图。

6.根据权利要求4或5所述的一种基坑水平位移动态在线监测预警装置的监测方法，其特征是还包括步骤八：将每个时刻角度传感器的数值记录下来通过直线相连，从而绘制成自动监测杆的实施位置图，每个时刻的相连直线颜色各不相同。