CN110685305A - 基坑在线安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑在线安全监测系统，其包括监测模块、数据采集模块以及数据接收模块，所述监测模块包括用于基坑变形监测的监测装置，所述数据采集模块包括用于接收监测装置检测数据信息的中心处理器以及与中心处理器通信连接的报警器，所述中心处理器内设定有预定值，当监测装置检测的数据信息达到预定值时，所述报警器发出警报声进行报警，所述数据接收模块包括用于接收中心处理器的发射信号的移动终端。本发明具有对基坑进行实时监测的效果。

Description

基坑在线安全监测系统

技术领域

本发明涉及基坑监测的技术领域，特别是涉及一种基坑在线安全监测系统。

背景技术

目前，随着经济建设的快速发展，城市高层建筑、地铁和重大市政工程建设不断增多，出现越来越多的深基坑工程。深基坑的开挖会引起周边土体变形，对基坑围护结构和环境产生影响，严重时将影响结构的正常使用，易造成人员伤亡和资金损失，因此对于基坑变形的监测显得十分重要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基坑在线安全监测系统，其具有对基坑内壁变形的情况进行实时监测的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基坑在线安全监测系统，包括监测模块、数据采集模块以及数据接收模块，所述监测模块包括用于基坑变形监测的监测装置，所述数据采集模块包括用于接收监测装置检测数据信息的中心处理器以及与中心处理器通信连接的报警器，所述中心处理器内设定有预定值，当所述监测装置检测数据信息达到预定值时，所述报警器发出警报声进行报警，所述数据接收模块包括用于接收中心处理器的发射信号的移动终端。

通过上述技术方案，检测装置实时对基坑变形的情况进行监测，并将检测的数据信息发送给中心处理器，中心处理器将接收数据信息以信号的形式发送到移动终端供操作者查看，使得操作者对基坑变形的情况进行了解。当检测装置检测到基坑变形的数据信息达到预定值时，中心处理器发送信号给报警器，报警器发出警报声提醒操作者及时采取措施，从而减少了基坑发生的形变过大而引发安全隐患的可能。

本发明进一步设置为：所述监测装置包括竖直支撑杆以及设置在竖直支撑杆上的横杆，所述横杆远离竖直支撑杆的一端设有用于和基坑内壁相抵触的抵紧板，所述竖直支撑杆的远离基层底部的一端固设有壳体，所述壳体的中间固接有固定块，所述横杆穿设过壳体并伸入到壳体内，所述横杆的外侧壁上在壳体背离固定块的一侧固定连接有固定环块，所述固定环块和壳体之间固设有压缩弹簧，所述固定块朝向固定环块的一侧设有第一激光测距仪，所述壳体上开设有供第一激光测距仪的激光穿设的通孔，所述中心处理器接收第一激光测距仪发送的检测数据，当所述第一激光测距仪检测到的距离数据达到预定值时，所述报警器发出警报声进行报警。

通过上述技术方案，当基坑发生朝向基坑内部倾斜的形变时，抵紧板受到挤压使得横杆朝向靠近固定块的方向推移，固定环块朝向靠近第一激光测距仪的方向移动，此时第一激光测距仪检测出固定环块距离第一激光测距仪的距离值，并将数据信息发送给中心处理器，中心处理器对数据信息进行分析并得出基坑的形变量。当基坑发生朝向基坑外部倾斜的形变时，抵紧板失去基坑内壁的抵触，此时压缩弹簧弹性恢复，推动固定环块朝向远离壳体的方向移动，直至抵紧板重新抵触在基坑内壁上，第一激光测距仪检测出固定环块距离第一激光测距仪的距离值，并将数据信息发送给中心处理器，中心处理器对数据信息进行分析并得出基坑的形变量。当基坑的形变量达到预定值时，报警器发出警报声进行报警。

本发明进一步设置为：所述横杆朝向抵紧板的一端固接有连接杆以及连接在连接杆端部的球体，所述抵紧板朝向球体的一层开设有卡槽，所述横杆和抵紧板之间通过球体和卡槽的配合转动连接，所述壳体朝向抵紧板的一侧设有将测量数据发送给中心处理器的第二激光测距仪，所述中心处理器和报警器均连接在壳体外侧。

通过上述技术方案，当抵紧板抵触的基坑发生局部形变时，抵紧板随着基坑的形变绕着球体和卡槽的转动点处发生倾斜，第二激光测距仪测量得出抵紧板倾斜后距离第二激光测距仪的距离，第二激光测距仪将测得的数据信息发送给中心处理器，中心处理器分析的得出基坑局部的形变量，提高了监测的准确性。

本发明进一步设置为：所述横杆的侧壁上固接有L型杆，所述L型杆沿竖直方向的一端与横杆保持垂直，所述L型杆沿水平方向且远离壳体的一端也转动连接有抵紧板。

通过上述技术方案，监测时，与L型杆相连的抵紧板和与横杆相连的抵紧板同时抵触在基坑位于同一侧的内壁上，当基坑内壁发生形变时，横杆和L型杆发生同步位移，使得固定环块发生同步移动，然后第一激光测距仪测量得出固定环块移动的距离。这样设置，增加了横杆远离壳体的一端与基坑内壁的实际接触面积，提高了监测的全面性，从而有利于提高监测结果的准确性。

本发明进一步设置为：所述竖直支撑杆朝向壳体的一端同轴连接有螺杆，所述螺杆同时穿设过壳体和固定块，所述螺杆上在壳体和固定块相背的一侧均螺纹连接有螺母。

通过上述技术方案，操作者可以根据测量的需要对壳体在基坑内的高度位置进行调节，从而便于对基坑内位于不同高度位置的侧壁进行监测，有利于测量得出基坑内位于不同位置的内壁的形变量，有利于提高监测的灵活性和测量结果的准确性。

本发明进一步设置为：所述螺母上沿径向穿设有螺栓，所述螺杆上沿轴向开设有多个螺纹孔，多个所述螺纹孔沿螺杆的轴向均匀间隔分布，所述螺栓穿设过螺母并拧紧在其中一个螺纹孔内。

通过上述技术方案，在拧动螺母时，操作者将螺栓穿设过螺母并螺纹连接在螺纹孔内，使得螺母的位置被固定限制住，然后操作者将螺母拧紧固定。这样设置，减少了操作者拧动螺母时用力过大使得螺母丧失拧紧力而难以与螺杆固定配合的可能，对螺母起到了限位的作用，从而有利于提高壳体和螺杆之间连接的稳定性。

本发明进一步设置为：所述螺纹孔的孔底固设有橡胶层。

通过上述技术方案，当螺栓拧紧在螺纹孔内时，螺栓的端部与橡胶层相抵触，橡胶层的设置，有利于增加螺栓和螺母之间连接的紧密性。

本发明进一步设置为：所述竖直支撑杆远离壳体的一端固定连接有预埋块，所述预埋块背离竖直支撑杆的一侧固设有重力感应器，所述中心处理器接收重力感应器发送的信号，所述中心处理器发送信号给报警器，所述报警器进行报警。

通过上述技术方案，当基坑发生沉降时，重力感应器感应到受到的重力发生变化，并发送信号给中心处理器，中心处理器发送型信号给报警器，使得报警器发出警报声提醒操作者基坑发生沉降。

本发明进一步设置为：所述横杆背离螺杆的一侧设有超声波液位传感器，所述中心处理器接收超声波液位传感器发射出的信号,所述横杆背离螺杆的一侧沿长度方向开设有滑槽，所述超声波液位传感器朝向滑槽的一侧固接有滑块，所述横杆上设有用于驱动滑块在滑槽内移动的驱动装置。

通过上述技术方案，在对基坑监测的过程中，当超声波液位传感器检测到基坑内的水位发生变化时，超声波液位传感器将测得的数据信息发送给中心处理器，中心处理器将数据信息发送到移动终端供操作者查看，提醒操作者前来查看并采取措施，从而减少了基坑内的水位上升过高而导致基坑变形塌陷的可能。

本发明进一步设置为：所述驱动装置包括电机、相互啮合的齿轮和齿条，所述齿轮和电机的转动轴同轴连接，所述电机设置在横杆背离螺杆的一侧，所述齿条远离齿轮的一端与滑块相连接。

通过上述技术方案，超声波液位传感器对基坑内的水位进行监测时，电机驱动齿轮旋转，齿轮带动齿条驱动滑块沿着滑槽移动，使得超声波液位传感器沿着横杆的长度方向移动，从而增加了超声波液位传感器监测的范围，有利于提高检测的准确性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.检测时，检测装置实时对基坑变形和沉降的情况进行监测，并将检测数据发送至中心处理器进行数据分析和处理，中心处理器再将测量数据发送到移动终端供操作者查看，实现了对基坑的实时监测，减少了基坑发生形变和沉降而引发安全事故的可能；

2.实现了对基坑内水位的实时监测，使得操作者对基坑内水位的变化有详细的了解，以便操作者及时采取措施应对，减少了水位上升过高而导致基坑发生变形或塌陷的可能。

附图说明

图1是本实施例中用于体现监测模块、数据采集模块和移动终端的工作流程图。

图2是本实施例中用于体现监测装置的整体结构示意图。

图3是图2中A部的放大图。

图4是本实施例中用于体现螺母和螺杆的连接关系以及横杆和抵紧板的连接关系的结构示意图。

图5是图4中B部的放大图。

图6是本实施例中用于体现超声波液位传感器以及驱动装置的结构示意图。

图7是本实施例中用于体现齿轮和齿条以及齿条和滑块之间的连接关系的结构示意图。

附图标记：1、监测装置；11、竖直支撑杆；12、横杆；121、抵紧板；1211、卡槽；122、固定环块；123、压缩弹簧；124、连接杆；125、球体；126、超声波液位传感器；1261、滑块；127、滑槽；128、驱动装置；1281、电机；1282、齿轮；1283、齿条；13、壳体；131、固定块；132、第一激光测距仪；133、通孔；134、第二激光测距仪；14、L型杆；15、螺杆；151、螺母；152、螺纹孔；153、橡胶层；154、螺栓；16、预埋块；161、重力感应器；2、报警器；3、中心处理器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：参照图1和图2，为本发明公开的一种基坑在线安全监测系统，包括监测模块、数据采集模块以及数据接收模块，监测模块包括用于基坑变形监测的监测装置1，数据采集模块包括中心处理器3以及与中心处理器3通信相连的报警器2。数据接收模块包括移动终端，例如智能手机、计算机，移动终端与中心处理器3通信连接。

参照图1和图2，监测过程中，监测装置1将检测到的基坑变形的数据信息发送给中心处理器3，中心处理器3再将数据信息分析处理后发送到移动终端，实时监测获得的数据信息会以折线图的形式在移动终端上显示出来供操作者查看。

参照图2，监测装置1包括竖直支撑杆11以及设置在竖直支撑杆11上的横杆12，竖直支撑杆11远离壳体13的一端焊接有预埋块16，预埋块16背离竖直支撑杆11的一侧连接有重力感应器161。监测之前，操作者将预埋块16预埋在基坑底部，当重力感应器161感应到基坑发生沉降时，重力感应器161将信号发送给中心处理器3，中心处理器3发送信号给报警器2，报警器2发出警报声，从而提醒操作者对基坑的沉降情况进行查看并采取措施。

参照图2，竖直支撑杆11远离基坑底部的一端固设有竖直支撑杆11的远离基层底部的一端固设有壳体13，中心处理器3和报警器2均连接在壳体13外侧。壳体13的中间焊接有固定块131，在本实施例中，壳体13上朝向四个方向均设有一根横杆12，横杆12穿设过壳体13延伸到壳体13内，横杆12朝向固定块131的一端和固定块131之间存在间隙。

参照图2和图3，横杆12的外侧壁上固定连接有固定环块122，固定环块122位于壳体13的外侧，且固定环块122和壳体13之间设有压缩弹簧123，压缩弹簧123的两端分别焊接在固定环块122和壳体13相对的一侧。固定块131朝向固定环块122的一侧固设有第一激光测距仪132，壳体13上开设有通孔133，监测时，第一激光测距仪132发射的激光穿设过通孔133并照射在固定环块122上，对固定环块122和固定块131之间的间距进行测量。

参照图2和图4，横杆12远离壳体13的一端焊接有连接杆124，连接杆124远离横杆12的一端焊接有球体125，连接杆124和球体125一体成型。横杆12远离壳体13的一端设有抵紧板121，抵紧板121朝向横杆12的一侧开设有卡槽1211，球体125和卡槽1211固定配合，横杆12和抵紧板121之间通过球体125和卡槽1211的配合转动连接。在本实施例中，横杆12沿宽度方向的两侧侧壁上均焊接有L型杆14，L型杆14沿竖直方向的一端与横杆12保持垂直，L型杆14沿水平方向且远离壳体13的一端与横杆12远离壳体13的一端相齐平，且L型杆14沿水平方向且远离壳体13的一端也转动连接有一块抵紧板121。

参照图3和图4，检测时，抵紧板121与基坑的内壁相抵触且与基坑的内壁保持平行，此时第一激光测距仪132检测固定环块122和第一激光测距仪132之间的初始间距数据，中心处理器3（图2）中存储固定环块122和第一激光测距仪132之间的初始间距数据信息。

参照图3和图4，中心处理器3（图2）内预设有预定值，当基坑内壁发生形变时，抵紧板121随着基坑的倾斜形变而移动，横杆12随着抵紧板121的移动而移动，此时固定环块122和第一激光测距仪132之间的间距发生改变，第一激光测距仪132检测得到固定环块122和第一激光测距仪132之间的距离值，第一激光测距仪132将测得的数据信息发送给中心处理器3，中心处理器3对数据信息进行分析处理，此时测得的距离值与固定环块122和第一激光测距仪132之间的初始间距数据之间的差值即为基坑的形变量。当差值达到预定值时，中心处理器3发送信号给报警器2（图2），报警器2发出警报声进行预警。与此同时，中心处理器3将收集的数据信息发送到移动终端供操作者查看。

参照图2和图3，壳体13朝向转动连接在横杆12端部的抵紧板121的一侧连接有第二激光测距仪134，第二激光测距仪134与中心处理器3通信连接，检测时，第二激光测距仪134发射激光照射到连接在横杆12端部的抵紧板121上。当抵紧板121抵触基坑的部分发生局部倾斜形变时，抵紧板121随着基坑内壁的形变而绕着球体125（图4）和卡槽1211（图4）之间的转动处偏转，第二激光测距仪134发射激光到抵紧板121上，测得发生倾斜的抵紧板121和第二激光测距仪134之间的间距，并将测得的数据信息发送给中心处理器3，中心处理器3对数据信息进行分析并将数据信息发送到移动终端，使得操作者获得对基坑局部的形变量的了解。

参照图4和图5，竖直支撑杆11（图2）朝向壳体13的一端同轴焊接有螺杆15，螺杆15上沿轴向均匀开设有多个螺纹孔152，螺纹孔152的孔底粘接有一层橡胶层153。螺杆15同时穿设过壳体13和固定块131，螺杆15上螺纹连接有两个螺母151，两个螺母151分别抵紧在壳体13和固定块131相背的一侧。这样设置，便于操作者在监测时根据检测的需要对壳体13即横杆12在基坑内的高度位置进行调节，使得该监测装置1（图2）可用于对基坑内不同高度位置的内壁形变进行监测。螺母151上沿轴向穿设有螺栓154，螺栓154穿设过螺母151并螺纹连接在位于螺母151内侧的螺纹孔152内，且螺栓154朝向螺纹孔152的一端与橡胶层153相抵触，对螺母151起到了固定限制的作用。

参照图6和图7，横杆12背离螺杆15的一侧滑移连接有超声波液位传感器126，超声波液位传感器126与中心处理器3通信连接，在本实施例中，只在其中一个横杆12上连接有超声波液位传感器126。横杆12背离螺杆15的一侧沿长度方向开设有滑槽127，超声波液位传感器126朝向滑槽127的一侧粘接有与滑槽127固定配合的滑块1261，横杆12上设有用于驱动超声波液位传感器126沿着横杆12的长度方向移动的驱动装置128。

参照图6和图7，驱动装置128包括电机1281、齿轮1282和齿条1283，电机1281固定连接在横杆12上，电机1281的转动轴伸入滑槽127内，齿轮1282和齿条1283相互啮合且均位于滑槽127内，齿轮1282和电机1281的转动轴同轴固定连接，齿条1283远离齿轮1282的一端与滑块1261粘接固定。

参照图6和图7，对基坑内水位进行检测时，电机1281驱动齿轮1282旋转并带动齿条1283沿着滑槽127移动，使得滑块1261带动超声波液位传感器126沿着横杆12的长度方向移动，超声波液位传感器126朝向基坑内的水面发射超声波，测得基坑内的水位，并将测得的数据信息发送给中心处理器3，中心处理器3再将数据信息发送到移动终端。用于反映基坑内水位的数据信息在智能手机或者计算机的屏幕上以折线图的形式展现出来，便于操作者对基坑内的水位及水位变化有详细的了解，减少了基坑内水位上升过高而导致基坑发生变形或者塌陷的可能。

本实施例的实施原理为：监测过程中，重力感应器161对基坑沉降的情况进行检测，第一激光测距仪132和第二激光测距仪134对基坑侧壁变形的情况进行检测，与此同时超声波液位传感器126对基坑内的水位进行监测，中心处理器3对检测的数据信息进行收集并分析，并驱动报警器2进行预警，中心处理器3将收集的数据信息发送到移动终端供操作者进行查看，便于操作者对基坑的情况进行实时的了解并采取措施，有利于减少基坑发生沉降或形变而导致安全事故发生的可能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种基坑在线安全监测系统，其特征在于：包括监测模块、数据采集模块以及数据接收模块，所述监测模块包括用于基坑变形监测的监测装置(1)，所述数据采集模块包括用于接收监测装置(1)检测数据信息的中心处理器(3)以及与中心处理器(3)通信连接的报警器(2)，所述中心处理器(3)内设定有预定值，当所述监测装置(1)检测的数据信息达到预定值时，所述报警器(2)发出警报声进行报警，所述数据接收模块包括用于接收中心处理器(3)的发射信号的移动终端。

2.根据权利要求1所述的基坑在线安全监测系统，其特征在于：所述监测装置(1)包括竖直支撑杆(11)以及设置在竖直支撑杆(11)上的横杆(12)，所述横杆(12)远离竖直支撑杆(11)的一端设有用于和基坑内壁相抵触的抵紧板(121)，所述竖直支撑杆(11)的远离基层底部的一端固设有壳体(13)，所述壳体(13)的中间固接有固定块(131)，所述横杆(12)穿设过壳体(13)并伸入到壳体(13)内，所述横杆(12)的外侧壁上在壳体(13)背离固定块(131)的一侧固定连接有固定环块(122)，所述固定环块(122)和壳体(13)之间固设有压缩弹簧(123)，所述固定块(131)朝向固定环块(122)的一侧设有第一激光测距仪(132)，所述壳体(13)上开设有供第一激光测距仪(132)的激光穿设的通孔(133)，所述中心处理器(3)接收第一激光测距仪(132)发送的检测数据，当所述第一激光测距仪(132)检测到的距离数据达到预定值时，所述报警器(2)发出警报声进行报警。

3.根据权利要求2所述的基坑在线安全监测系统，其特征在于：所述横杆(12)朝向抵紧板(121)的一端固接有连接杆(124)以及连接在连接杆(124)端部的球体(125)，所述抵紧板(121)朝向球体(125)的一层开设有卡槽(1211)，所述横杆(12)和抵紧板(121)之间通过球体(125)和卡槽(1211)的配合转动连接，所述壳体(13)朝向抵紧板(121)的一侧设有将测量数据发送给中心处理器(3)的第二激光测距仪(134)，所述中心处理器(3)和报警器(2)均连接在壳体(13)外侧。

4.根据权利要求3所述的基坑在线安全监测系统，其特征在于：所述横杆(12)的侧壁上固接有L型杆(14)，所述L型杆(14)沿竖直方向的一端与横杆(12)保持垂直，所述L型杆(14)沿水平方向且远离壳体(13)的一端也转动连接有抵紧板(121)。

5.根据权利要求2所述的基坑在线安全监测系统，其特征在于：所述竖直支撑杆(11)朝向壳体(13)的一端同轴连接有螺杆(15)，所述螺杆(15)同时穿设过壳体(13)和固定块(131)，所述螺杆(15)上在壳体(13)和固定块(131)相背的一侧均螺纹连接有螺母(151)。

6.根据权利要求5所述的基坑在线安全监测系统，其特征在于：所述螺母(151)上沿径向穿设有螺栓（154），所述螺杆(15)上沿轴向开设有多个螺纹孔(152)，多个所述螺纹孔(152)沿螺杆(15)的轴向均匀间隔分布，所述螺栓（154）穿设过螺母(151)并拧紧在其中一个螺纹孔(152)内。

7.根据权利要求5所述的基坑在线安全监测系统，其特征在于：所述螺纹孔(152)的孔底固设有橡胶层(153)。

8.根据权利要求2所述的基坑在线安全监测系统，其特征在于：所述竖直支撑杆(11)远离壳体(13)的一端固定连接有预埋块(16)，所述预埋块(16)背离竖直支撑杆(11)的一侧固设有重力感应器(161)，所述中心处理器(3)接收重力感应器(161)发送的信号，所述中心处理器(3)发送信号给报警器(2)，所述报警器(2)进行报警。

9.根据权利要求5所述的基坑在线安全监测系统，其特征在于：所述横杆(12)背离螺杆(15)的一侧设有超声波液位传感器(126)，所述中心处理器(3)接收超声波液位传感器(126)发射出的信号,所述横杆(12)背离螺杆(15)的一侧沿长度方向开设有滑槽(127)，所述超声波液位传感器(126)朝向滑槽(127)的一侧固接有滑块(1261)，所述横杆(12)上设有用于驱动滑块(1261)在滑槽(127)内移动的驱动装置(128)。

10.根据权利要求9所述的基坑在线安全监测系统，其特征在于：所述驱动装置(128)包括电机(1281)、相互啮合的齿轮(1282)和齿条(1283)，所述齿轮(1282)和电机(1281)的转动轴同轴连接，所述电机(1281)设置在横杆(12)背离螺杆(15)的一侧，所述齿条(1283)远离齿轮(1282)的一端与滑块(1261)相连接。

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