CN106400850B - 一种地基基础沉降监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地基基础沉降监测系统。旨在解决现有的地基监测系统观测精度低、客观限制条件多、操作复杂的技术问题。本发明包括在垂直方向测量地基沉降的测量架和在水平方向显示测量架测量结果的观测架，在所述测量架与所述观测架间设有传递动力的传动机构，所述测量架与所述观测架上各安装有复位元件。本发明达到了观测精度高、客观限制条件少、操作简便的效果，可以及时反馈信息，为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料。

Description

一种地基基础沉降监测系统

技术领域

本发明涉及一种监测系统，尤其涉及一种地基基础沉降监测系统。

背景技术

地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基两类。天然地基是不需要人加固的天然土层。人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。

沉降监测即根据建筑物设置的观测点与固定的测点进行观测，测其沉降程度用数据表达，凡三层以上建筑、构筑物设计要求设置观测点。随着工业与民用建筑业的发展，各种复杂而大型的工程建筑物日益增多，工程建筑物的兴建，改变了地面原有的状态，并且对于建筑物的地基施加了一定的压力，这就必然会引起地基及周围地层的变形。为了保证建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。特别在高层建筑物施工过程中，应用沉降观测加强过程监控，指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息，为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失。根据所测建筑物倾斜与下沉值，判断建筑物倾斜以及地基是否超过安全控制标准及采用的工程措施的可靠性。

现有监测系统存在观测精度低、客观限制条件多、操作复杂的缺点，因此亟需研发一种观测精度高、客观限制条件少、操作简便的地基基础沉降监测系统。

发明内容

本发明为了克服现有监测系统观测精度低、客观限制条件多、操作复杂的缺点，提供一种观测精度高、客观限制条件少、操作简便的地基基础沉降监测系统。

为了解决上述技术问题，本发明包括在垂直方向测量地基沉降的测量架和在水平方向显示测量架测量结果的观测架，在所述测量架与所述观测架间设有传递动力的传动机构，所述测量架与所述观测架上各安装有对应的复位元件；在所述测量架上安装有接触杆、定滑轮构件，所述定滑轮构件的两端分别连接所述接触杆和垂直滑块；在所述观测架上安装有带有指标箭头的标尺，带动所述指标箭头移动的水平滑块；所述传动机构的输入端连接垂直滑块，输出端连接水平滑块。

优选的，所述传动机构包括安装在观测架上的滑轮、与竖直滑块间存在齿轮齿条配合的转轴和牵引绳，所述牵引绳自转轴起绕经滑轮后固定于所述水平滑块上。

或者，所述传动机构包括安装在观测架上的滑轮和牵引绳，所述牵引绳自竖直滑块起绕经滑轮后固定于所述水平滑块上。

再或者，所述传动机构包括安装在观测架上的滑轮、与竖直滑块间存在锥齿轮配合的转轴和牵引绳，所述牵引绳自转轴起绕经滑轮后固定于所述水平滑块上。

优选的，所述观测架为L型，在所述L型的竖边处安装有连接水平滑块的复位元件；所述测量架为勺子形，且勺柄端向下，在所述勺柄端安装接触杆，在勺头的顶端安装连接垂直滑块的复位元件。

优选的，所述观测架上还安装有棘条棘齿机构，具体的，所述水平滑块为梯形，其斜面处以形成与棘条相对应的形状，所述测量架上安装带有一定数量导向孔的挡板、所述导向孔内安装构成棘齿的指标杆。

进一步的，所述测量架上还安装有传动齿轮和传动齿轮固定杆，所述传动齿轮固定杆设于测量架顶部，传动齿轮固定杆前侧设有传动齿轮，传动齿轮安装于与所述齿轮齿条配合中的齿轮与齿条之间。

优选的，指标杆底部的水平位置低于指标箭头顶部的水平位置。

优选的，观测架呈竖直放置，观测架右侧与挡板和标尺固定连接，且观测架与挡板和标尺之间的夹角为90°。

优选的，传动齿轮的直径大于齿轮齿条配合中的齿轮的直径。

工作原理：当需要对地基的沉降进行监测时，把接触杆插入至需要进行监测的地基里面，当地基向下沉降时，使接触杆向下移动，接触杆进而通过动力传动，带动竖直滑块向下移动，竖直滑块通过定滑轮构件的牵引绳带动安装在其上的齿条向下移动，使齿轮齿条配合中的齿轮顺转，带动转轴顺转，转轴收卷牵引绳，牵引绳带动指标箭头向右移动，可以从标尺上对地基进行沉降监测，能够从标尺上观测出指标箭头向右移动的距离，确定出地基下沉值，可以根据下沉值来判断建筑物倾斜是否超过安全控制标准及采用的工程措施的可靠性。

进一步的，还包括有挡板、挡块和指标杆，观测架右侧设有挡板，挡板位于标尺上方，挡板上开有导向孔，挡板顶部设有挡块，挡块上设有指标杆，指标杆穿过导向孔，当指标箭头向右移动时，指标箭头可以将指标杆顶起，方便观察指标箭头向右移动的距离，便于对地基的下沉数值进行判断。

进一步的，还包括有传动齿轮和传动齿轮固定杆，勺柄端顶部设有传动齿轮固定杆，传动齿轮固定杆前侧设有传动齿轮，传动齿轮与齿轮齿条配合中的齿轮啮合，传动齿轮与齿条啮合，当定滑轮构件的牵引绳带动齿条向下移动时，带动传动齿轮顺转，使齿轮齿条配合中的齿轮逆转，带动转轴逆转，转轴收卷牵引绳，牵引绳带动指标箭头向右移动，可以从标尺上对地基进行沉降监测，可以提高装置的观测精度，便于对地基是否下沉进行判断，有利于提出下一步的工程措施。

因为指标杆底部的水平位置比指标箭头顶部的水平位置低，可以使指标箭头更方便的将指标杆顶起，可以更直观的对地基的沉降进行观测。

因为观测架呈竖直放置，观测架右侧与挡板和标尺固定连接，且观测架与挡板和标尺之间的夹角为90°，可以使指标箭头在标尺上更好的左右移动，有利于对地基的沉降进行观测。

因为传动齿轮的直径比齿轮齿条配合中的齿轮的直径大，可以使标箭头在标尺上移动的距离扩大，可以使观测的精度提高，有利于对地基的沉降进行观测。

因为指标箭头的右侧为斜面且光滑，可以更好的将指标杆顶起，更有利于观察。

本发明的有益技术效果在于：

1.达到了观测精度高、客观限制条件少、操作简便的效果；

2.本装置可以及时反馈信息，为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失。

附图说明

图1是本发明的第一种主视结构示意图。

图2是本发明接触杆的俯视结构示意图。

图3是本发明的第二种主视结构示意图。

图4是本发明的第三种主视结构示意图。

图5是本发明的第四种主视结构示意图。

附图中的标记为：1.接触杆，2.勺柄端，3.与竖直滑块相配合的滑轨，4.竖直滑块，5.定滑轮构件的牵引绳，6.第一滑轮，7.观测架上的固定板，8.固定传动机构用支杆，9.转轴，10.测量架，11.第二滑轮，12.齿条，13.与齿条配合的滑轨，14.带动齿条移动的滑块，15.第一弹簧，16.齿轮，17.第三滑轮，18.牵引绳，19.指标箭头，20.标尺，21.第二弹簧，22.观测架，23.挡板，24.导向孔，25.挡块，26.指标杆，27.传动齿轮，28.传动齿轮固定杆，29.锥齿轮，30.卷簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种地基基础沉降监测系统，如图1、图2所示，包括在垂直方向测量地基沉降的测量架10和在水平方向显示测量架10测量结果的观测架22，在所述测量架10与所述观测架22间设有传递动力的传动机构，所述测量架10与所述观测架22上各安装有复位元件；在所述测量架10上安装有接触杆1、定滑轮构件，所述定滑轮构件的两端分别连接所述接触杆1和垂直滑块；在所述观测架22上安装有带有指标箭头的标尺，带动所述指标箭头移动的水平滑块；所述传动机构的输入端连接垂直滑块，输出端连接水平滑块。

传动机构包括安装在观测架22上的滑轮、与竖直滑块4间存在齿轮齿条配合的转轴9和牵引绳，所述牵引绳自转轴9起绕经滑轮后固定于所述水平滑块上。

所述观测架22为L型，在所述L型的竖边处安装有连接水平滑块的复位元件；所述测量架10为勺子形，且勺柄端2向下，在所述勺柄端2安装接触杆1，在勺头的顶端安装连接垂直滑块的复位元件，水平滑块滑动安装于所述L型的底边处。

具体的，地面上设有观测架22，观测架22右侧设有标尺20，标尺20顶部设有指标箭头19，指标箭头19左侧与观测架22右侧之间连接有起复位作用的第二弹簧21，标尺20底部右侧设有观测架22上的固定板7，观测架22上的固定板7右侧设有第三滑轮17和固定传动机构用支杆8，第三滑轮17位于固定传动机构用支杆8上方，固定传动机构用支杆8前侧设有齿轮齿条配合中的齿轮16，齿轮齿条配合中的齿轮16上设有转轴9，转轴9上绕有牵引绳18，牵引绳18绕过第三滑轮17与指标箭头19右侧连接，观测架22右方设有测量架10，测量架10内右侧设有与齿条配合的滑轨13和第二滑轮11，与齿条配合的滑轨13位于第二滑轮11上方，与齿条12配合的滑轨13上设有带动齿条12移动的滑块14，带动齿条12移动的滑块14左侧设有齿条12，齿条12和齿轮齿条配合中的齿轮16啮合，齿条12顶部与测量架10内顶部之间连接有第一弹簧15，测量架10底部设有勺柄端2，勺柄端2左侧设有与竖直滑块4相配合的滑轨3，与竖直滑块4相配合的滑轨3顶部设有第一滑轮6，与竖直滑块4相配合的滑轨3上设有竖直滑块4，竖直滑块4左侧设有接触杆1，竖直滑块4顶部连接有定滑轮构件的牵引绳5，定滑轮构件的牵引绳5绕过第一滑轮6，绕过第二滑轮11与齿条12底部连接。

实施例2

一种地基基础沉降监测系统，如图1、图3所示，原理同实施例1，具体不同之处在于，所述观测架22上还安装有棘条棘齿机构，具体的，所述水平滑块为梯形，其斜面处以形成与棘条的对应形状，所述测量架10上安装带有一定数量导向孔的挡板、所述导向孔内安装构成棘齿的指标杆。

具体的说，本实施例还包括有挡板23、挡块25和指标杆26，观测架22右侧设有挡板23，挡板23位于标尺20上方，挡板23上开有导向孔24，挡板23顶部设有挡块25，挡块25上设有指标杆26，指标杆26穿过导向孔24。过程中指标杆26相当于棘齿，水平滑块的斜面部分起到棘条的作用。

实施例3

一种地基基础沉降监测系统，如图4所示，其原理同实施例2，具体不同之处在于，所述测量架10上还安装有传动齿轮27和传动齿轮固定杆28，所述传动齿轮固定杆28设于测量架10顶部，另一端固设传动齿轮27，传动齿轮固定杆28前侧设有传动齿轮27，传动齿轮27安装于与所述齿轮齿条配合中的齿轮与齿条12之间。

具体来讲，本实施例中，还包括有传动齿轮27和传动齿轮固定杆28，勺柄端2顶部设有传动齿轮固定杆28，传动齿轮固定杆28前侧设有传动齿轮27，传动齿轮27与齿轮齿条配合中的齿轮16啮合，传动齿轮27与齿条12啮合。

指标杆26底部的水平位置比指标箭头19顶部的水平位置低。

观测架22呈竖直放置，观测架22右侧与挡板23和标尺20固定连接，且观测架22与挡板23和标尺20之间的夹角为90°。

传动齿轮27的直径比齿轮齿条配合中的齿轮16的直径大。

本实施例中，指标箭头19的右侧为斜面且光滑。

工作原理：当需要对地基的沉降进行监测时，把接触杆1插入至需要进行监测的地基里面，当地基向下沉降时，使接触杆1向下移动，接触杆1进而带动竖直滑块4向下移动，竖直滑块4通过定滑轮构件的牵引绳5带动齿条12向下移动，使齿轮齿条配合中的齿轮16顺转，带动转轴9顺转，转轴9收卷牵引绳18，牵引绳18带动指标箭头19向右移动，可以从标尺20上对地基进行沉降监测，能够从标尺20上观测出指标箭头19向右移动的距离，确定出地基下沉值，可以根据下沉值来判断建筑物倾斜是否超过安全控制标准及采用的工程措施的可靠性。

因为还包括有挡板23、挡块25和指标杆26，观测架22右侧设有挡板23，挡板23位于标尺20上方，挡板23上开有导向孔24，挡板23顶部设有挡块25，挡块25上设有指标杆26，指标杆26穿过导向孔24，当指标箭头19向右移动时，指标箭头19可以将指标杆26顶起，方便观察指标箭头19向右移动的距离，便于对地基的下沉数值进行判断。

因为还包括有传动齿轮27和传动齿轮固定杆28，勺柄端2顶部设有传动齿轮固定杆28，传动齿轮固定杆28前侧设有传动齿轮27，传动齿轮27与齿轮齿条配合中的齿轮16啮合，传动齿轮27与齿条12啮合，当定滑轮构件的牵引绳5带动齿条12向下移动时，带动传动齿轮27顺转，使齿轮齿条配合中的齿轮16逆转，带动转轴9逆转，转轴9收卷牵引绳18，牵引绳18带动指标箭头19向右移动，可以从标尺20上对地基进行沉降监测，可以提高装置的观测精度，便于对地基是否下沉进行判断，有利于提出下一步的工程措施。

因为指标杆26底部的水平位置比指标箭头19顶部的水平位置低，可以使指标箭头19更方便的将指标杆26顶起，可以更直观的对地基的沉降进行观测。

因为观测架22呈竖直放置，观测架22右侧与挡板23和标尺20固定连接，且观测架22与挡板23和标尺20之间的夹角为90°，可以使指标箭头19在标尺20上更好的左右移动，有利于对地基的沉降进行观测。

因为传动齿轮27的直径比齿轮齿条配合中的齿轮16的直径大，可以使标箭头在标尺20上移动的距离扩大，可以使观测的精度提高，有利于对地基的沉降进行观测。

因为指标箭头19的右侧为斜面且光滑，可以更好的将指标杆26顶起，更有利于观察。

实施例4

一种地基基础沉降监测系统，如图5所示，原理同实施例1，具体不同之处在于，所述传动机构包括安装在观测架22上的滑轮、与竖直滑块4间存在锥齿轮配合的转轴9和牵引绳，所述牵引绳自转轴9起绕经滑轮后固定于所述水平滑块上。

图5中，牵引绳18和定滑轮构件的牵引绳5各通过缠绕的方式分别固定在主动齿轮和被动齿轮上，该设计测量距离大，测量精度高。

本实施例中，安装于测量架上的锥齿轮的复位机构为卷簧30。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种地基基础沉降监测系统，其特征在于，包括在垂直方向测量地基沉降的测量架和在水平方向显示测量架测量结果的观测架，在所述测量架与所述观测架间设有传递动力的传动机构，所述测量架与所述观测架上各安装有复位元件；

在所述测量架上安装有接触杆、定滑轮构件，所述定滑轮构件的两端分别连接所述接触杆和带动齿条移动的滑块，所述测量架内右侧设有与齿条配合的滑轨，所述与齿条配合的滑轨上设有带动齿条移动的滑块，所述齿条设置于所述带动齿条移动的滑块的左侧，所述齿条的顶部与所述测量架内顶部之间连接有第一弹簧；

在所述观测架上安装有带有指标箭头的标尺，带动所述指标箭头移动的水平滑块；

所述传动机构的输入端连接有竖直滑块，输出端连接水平滑块；

所述传动机构包括安装在观测架上的滑轮、与竖直滑块间存在齿轮齿条配合的转轴和牵引绳，所述牵引绳自转轴起绕经滑轮后固定于所述水平滑块上；或

所述传动机构包括安装在观测架上的滑轮、与竖直滑块间存在锥齿轮配合的转轴和牵引绳，所述牵引绳自转轴起绕经滑轮后固定于所述水平滑块上。

2.如权利要求1所述的地基基础沉降监测系统，其特征在于，所述观测架为L型，在所述L型的竖边处安装有连接水平滑块的复位元件；所述测量架为勺子形，且勺柄端向下，在所述勺柄端安装接触杆，在勺头的顶端安装连接带动齿条移动的滑块的复位元件。

3.如权利要求2所述的地基基础沉降监测系统，其特征在于，所述观测架上还安装有棘条棘齿机构，具体的，所述水平滑块为梯形，其斜面处以形成与棘条相对应的形状，所述测量架上安装带有一定数量导向孔的挡板、所述导向孔内安装构成棘齿的指标杆。

4.如权利要求3所述的地基基础沉降监测系统，其特征在于，所述测量架上还安装有传动齿轮和传动齿轮固定杆，所述传动齿轮固定杆设于测量架顶部，传动齿轮固定杆前侧设有传动齿轮，传动齿轮安装于与所述齿轮齿条配合中的齿轮与齿条之间。

5.如权利要求4所述的地基基础沉降监测系统，其特征在于，所述指标杆底部的水平位置低于指标箭头顶部的水平位置。

6.如权利要求5所述的地基基础沉降监测系统，其特征在于，所述观测架呈竖直放置，观测架右侧与挡板和标尺固定连接，且观测架与挡板和标尺之间的夹角为90°。

7.如权利要求6所述的地基基础沉降监测系统，其特征在于，所述传动齿轮的直径大于齿轮齿条配合中的齿轮的直径。