CN111021437A - 一种围护结构水平位移的测量方法及测斜仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种围护结构水平位移的测量方法，测定测斜管管口与围护结构之间的初始夹角；分段测量测斜管的分段水平位移量；将测斜仪升起或降落预定距离，重复执行分段测量步骤，直至测斜仪升起或降落至测斜管的测量终止端，得到若干个分段水平位移量；累加若干个分段水平位移量，得到测斜管的总位移量，将总位移量作为围护结构的水平位移量；本申请通过在测斜仪中加入水平角度传感器，进而测量测斜管各部位的水平方向的旋转角，可以提高测斜管水平位移量的测量精度，有效的提高了围护结构的监测精度，减少了基坑施工过程中的风险。

Description

一种围护结构水平位移的测量方法及测斜仪

【技术领域】

本发明属于工程围护结构监测技术领域，具体涉及一种围护结构水平位移的测量方法及测斜仪。

【背景技术】

近年来，随着我国经济快速发展，各种基础设施建设日益增多，伴随着基坑工程的施工，在基坑施工过程，需要对围护结构的水平位移进行监测，从而确定基坑安全风险。

目前，围护结构水平位移的测量方法均采用测斜仪进行监测。但是，由于现场条件的制约，在测斜管埋设过程中，其上下各段之间会发生相对水平扭转，在扭转后的测斜管中测量会时续监测精度降低，进而测量得到的结果无法有效的反应出围护结构的实际横移量，从而无法准确的确定基坑的风险。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种围护结构水平位移的测量方法及测斜仪，以解决由于测斜管埋设过程中上下各段之间水平扭转造成的测量误差的问题。

本发明采用以下技术方案：一种围护结构水平位移的测量方法，包括以下步骤：

测定测斜管管口与围护结构之间的初始夹角；其中，初始夹角为：测斜管到围护结构的垂线所在的直线、与测量时两个相对测斜管滑槽所在直线之间的夹角；

将测斜仪置入测斜管的测量起始端，进行分段测量步骤：获取测斜仪在当前位置的水平旋转角度和竖直倾斜角度；根据水平旋转角度和竖直倾斜角度计算当前位置测斜管的分段水平位移量；

将测斜仪升起或降落预定距离，重复执行分段测量步骤，直至测斜仪升起或降落至测斜管的测量终止端，得到若干个分段水平位移量；

累加若干个分段水平位移量，得到测斜管的总位移量，将总位移量作为围护结构的水平位移量。

进一步地，分段水平位移量具体通过

计算，其中，X为分段位移量，L仪器计算长度，β为竖直倾斜角度，γ为水平旋转角度。

进一步地，水平旋转角度为通过γ＝α+θ得出，其中，α为初始夹角，θ为测斜仪所在位置相对于管口位置的转动角。

进一步地，每次分段测量步骤前的预定高度均相等。

进一步地，测量起始端为测斜管的底端，测量终止端为测斜管的顶端。

本发明的另一种技术方案：一种围护结构水平位移的测斜仪，包括测斜管和测斜仪本体，测斜仪本体内分别设置有水平角度传感器和竖直角度传感器，水平角度传感器和竖直角度传感器均通过电缆连接读数仪。

进一步地，测斜仪本体外部还设置有相对设置的导轮，测斜管内还设置由相对设置的测斜管滑槽，相对设置的滑槽沿测斜管轴向设置，且由测斜管的一端延伸至另一端；

导轮用于在测斜管滑槽内滑动，以带动测斜仪本体在测斜管内升起或降落。

本发明的有益效果是：本申请通过在测斜仪中加入水平角度传感器，进而测量测斜管各部位的水平方向的旋转角，并将旋转角加入到测斜管水平位移量的计算过程中，可以提高测斜管水平位移量的测量精度，进而根据测斜管的水平位移量得到围护结构的水平位移量，有效的提高了围护结构的监测精度，减少了基坑施工过程中的风险。

【附图说明】

图1为本申请实施例中一种围护结构水平位移测斜仪的剖面示意图；

图2为本申请实施例中测斜仪的测斜管与围挡结构的相对位置关系示意图；

图3为申请实施例中一种围护结构水平位移测斜仪的使用状态参考图。

其中：1.保护壳；2.水平角度传感器；3.竖直角度传感器；4.导轮；5.电缆；6.测斜管；7.测斜管滑槽；8.围护结构。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

在进行围护结构监测时，测斜管埋设过程中会发生水平方向的转动，进而在测斜仪对测斜管测量时，两个导轮滑槽所在的直线会偏离测斜管相对于围护结构的垂线，在水平方向上产生水平夹角，当产生水平夹角时，由于测斜仪测量时实用的是测斜管相对于水直线之间的夹角，若在整个测量过程中，该竖直夹角位于不同的测量平面内，那么，当计算时，所应用的竖直夹角就会是测量的数值夹角在测量平面内的投影，和测斜管在该测量平面内的实际偏移量有误差，进而造成测斜管数据比实际围护结构变形量偏小，造成测斜数据无法真实反映围护结构的变形量。

为了使得测斜管在各分段之间的竖直夹角均是位于同一个测量平面，可以加入水平角度的改正，修正测斜管转动的角度，使测斜数据更接近真实值，可以更好的反应围护结构的变形量。

本申请实施例公开了一种围护结构水平位移的测量方法，包括以下步骤：

测定测斜管管口与围护结构之间的初始夹角；其中，初始夹角为测斜管到围护结构的垂线所在的直线与测量时两个相对测斜管滑槽所在直线之间的夹角。

将测斜仪置入测斜管的测量起始端，进行分段测量步骤：获取测斜仪在当前位置的水平旋转角度和竖直倾斜角度；根据水平旋转角度和竖直倾斜角度计算当前位置测斜管的分段水平位移量。

将测斜仪升起或降落预定高度，重复执行分段测量步骤，直至测斜仪升起或降落至测斜管的测量终止端，得到若干个分段水平位移量。累加若干个分段水平位移量，得到测斜管的总位移量，将总位移量作为围护结构的水平位移量。累加时通过公式

可得。

本申请实施例通过在测斜仪中加入水平角度传感器，进而测量测斜管各部位的水平方向的旋转角，并将旋转角加入到测斜管水平位移量的计算过程中，可以提高测斜管水平位移量的测量精度，进而根据测斜管的水平位移量得到围护结构的水平位移量，有效的提高了围护结构的监测精度，减少了基坑施工过程中的风险。

在本申请实施例中，由于相对于现有的测斜仪增加了水平角度修正，所以现有的计算方法已经不再适合。本实施例中，分段水平位移量具体通过

计算，其中，如图3所示，X为分段位移量，L仪器计算长度，β为竖直倾斜角度，γ为水平旋转角度，在该计算方法中增加了水平旋转角度的修整，可以使得计算得到的水平位移量更加精确。

具体的，由于本实施例中的水平旋转角度是相对于测斜管到围护结构的垂线的旋转角度，水平角度传感器难以测量出该测量值，所以，如图2所示，选择一个初始夹角，在该初始夹角的基础上测量水平角度传感器的连续旋转角度值，即水平旋转角度为通过γ＝α+θ得出，其中，α为初始夹角，θ为测斜仪所在位置相对于管口位置的转动角。

为了提升各段测量的分段水平位移量相互连续性，所以，每次分段测量步骤前的预定距离均相等，并且该预定距离值应与测斜仪本体的长度值相等，以保证各分段水平位移量之间的连续性，不会出现为测量部分。

在本申请实施例中，测量起始端为测斜管的底端，测量终止端为测斜管的顶端。

在本实施例中，通过对某施工工地的围护结构分别采用现有方法测量和本发明的方法测量，得出如下表1的测量结果。

表1

通过表1可知，在第一列为测斜管相对于管口不同的深度，第二列数值为第一次测量的测斜管的初始竖直偏转角的值，第三列为时隔30天后第二次测量的测斜管的竖直偏转角的值，当采用现有常规方法进行测量时，可得到第四列中的测斜管的水平横移距离。第五列为第二次测量时采用本发明中方法测得的水平偏转角的值，第六列为采用本发明方法计算得到的测斜管水平横移的距离，第七列为第六列中距离与第四列中距离的差值。根据上述表1中数据可知，当采用本发明中方法对测斜管(即围护结构)进行测量时，测量值(即测斜管的水平横移距离)远大于常规方法的测量值，因此可知，由于水平偏转角的影响，现有的常规测量方法测量精度误差相对于本申请的方法的测量误差大，本发明测量方法测量出的水平横移距离更为精确。

本申请的另一实施例公开了一种围护结构水平位移的测斜仪，如图1所示，包括测斜管6和测斜仪本体，测斜仪本体包括其保护壳1，测斜仪本体内分别设置有水平角度传感器2和竖直角度传感器3，水平角度传感器2和竖直角度传感器3均通过电缆5连接读数仪。具体的，水平角度传感器2可以采用陀螺仪等现有设备。

另外，为了方便测斜仪本体在测斜管中滑动，测斜仪本体外部还设置有相对设置的导轮4，测斜管内还设置由相对设置的测斜管滑槽7，相对设置的滑槽7沿测斜管轴向设置，且由测斜管的一端延伸至另一端；导轮4用于在测斜管滑槽7内滑动，以带动测斜仪本体在测斜管内升起或降落。

Claims (7)

1.一种围护结构水平位移的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

测定测斜管管口与围护结构之间的初始夹角；其中，所述初始夹角为：测斜管到所述围护结构的垂线所在的直线、与测量时两个相对测斜管滑槽所在直线之间的夹角；

将测斜仪置入所述测斜管的测量起始端，进行分段测量步骤：获取所述测斜仪在当前位置的水平旋转角度和竖直倾斜角度；根据所述水平旋转角度和竖直倾斜角度计算当前位置测斜管的分段水平位移量；

将所述测斜仪升起或降落预定距离，重复执行所述分段测量步骤，直至所述测斜仪升起或降落至所述测斜管的测量终止端，得到若干个分段水平位移量；

累加所述若干个所述分段水平位移量，得到所述测斜管的总位移量，将所述总位移量作为所述围护结构的水平位移量。

2.如权利要求1所述的一种围护结构水平位移的测量方法，其特征在于，所述分段水平位移量具体通过

计算，其中，X为分段位移量，L仪器计算长度，β为竖直倾斜角度，γ为水平旋转角度。

3.如权利要求2所述的一种围护结构水平位移的测量方法，其特征在于，所述水平旋转角度为通过γ＝α+θ得出，其中，α为初始夹角，θ为测斜仪所在位置相对于管口位置的转动角。

4.如权利要求4所述的一种围护结构水平位移的测量方法，其特征在于，每次所述分段测量步骤前的所述预定高度均相等。

5.如权利要求1-4任一所述的一种围护结构水平位移的测量方法，其特征在于，所述测量起始端为所述测斜管的底端，所述测量终止端为测斜管的顶端。

6.一种围护结构水平位移的测斜仪，其特征在于，包括测斜管(6)和测斜仪本体，所述测斜仪本体内分别设置有水平角度传感器(2)和竖直角度传感器(3)，所述水平角度传感器(2)和竖直角度传感器(3)均通过电缆(5)连接读数仪。

7.如权利要求6所述的一种围护结构水平位移的测斜仪，其特征在于，所述测斜仪本体外部还设置有相对设置的导轮(4)，所述测斜管内还设置由相对设置的测斜管滑槽(7)，相对设置的滑槽(7)沿所述测斜管轴向设置，且由所述测斜管的一端延伸至另一端；

所述导轮(4)用于在所述测斜管滑槽(7)内滑动，以带动所述测斜仪本体在所述测斜管内升起或降落。

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