CN111705851B - 一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，支护板一侧侧壁上安装有反射板，在地面上放置有底座，底座下表面上固定连接有四组支脚，底座上表面上安装有一安装杆，安装杆上安装有激光测距仪，底座上设有用于驱动安装杆转动的驱动机构，安装杆和激光测距仪之间设有用于方便调节激光测距仪水平的调节机构，在支护板和反射板之间设有用于方便调节反射板呈竖直设置的调节件，将激光测距仪安装在安装杆上，调节反射板与支护班之间的角度，在调节件的作用下，反射板处于竖直状态，通过驱动机构，驱动机构驱动安装杆转动，安装杆带动激光测距仪运动，激光测距仪转动后分别与每个反射板呈垂直，方便了操作者实时监测支护板的水平位移。

Description

一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置及使用方法
技术领域
本发明涉及的施工监测，尤其是涉及一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置及使用方法。
背景技术
随着基坑规模和深度不断加大，支护结构的形式不断出现，基坑监测项目也随之增多，按照现行《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)和《城市轨道交通工程监测技术规范》(GB 50911-2013)要求，支护桩(墙)顶部水平位移监测对于整个基坑的安全管控至关重要，且为各等级基坑安全监测的常规指标之一。
支护桩(墙)顶部水平位移主要由基坑开挖施工，坡体向坑内位移，支撑构件受力变形而产生的。较大的水平位移直接影响深基坑内主体结构的施工及周围环境的安全。因此，基坑在开挖支护过程中有必要对支护桩(墙)顶部水平位移进行监测，以便及时调整基坑开挖支护的顺序和速度。
目前，深基坑顶部水平位移监测通常采用小角法、方向线偏移法、极坐标法等测量方法，为了满足测量精度要求，上述方法对测量仪器、基准点及现场条件要求较高，须制作高质量的观测墩，同时，为了达到理想的观测条件，现场监测过程中应避免施工现场大型机械设备对测线的干扰，此外，上述监测方法需配备高精度的全站仪，极大的提高了仪器投入费用和人工成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，具有的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，在支护板一侧侧壁上安装有若干组反射板，在地面上放置有一底座，在所述底座下表面上固定连接有四组支脚，在所述底座上表面上安装有一安装杆，在所述安装杆上安装有激光测距仪，在所述底座上设有用于驱动安装杆转动的驱动机构，在所述安装杆和激光测距仪之间设有用于方便调节激光测距仪水平的调节机构，在支护板和反射板之间设有用于方便调节反射板呈竖直设置的调节件。
通过采用上述技术方案，将激光测距仪安装在安装杆上，调节反射板与支护班之间的角度，在调节件的作用下，反射板处于竖直状态，通过驱动机构，驱动机构驱动安装杆转动，安装杆带动激光测距仪运动，激光测距仪转动后分别与每个反射板呈垂直，通过这样的设置，结构简单，操作方便，方便了操作者实时监测支护板的水平位移。
本发明的进一步设置为：所述调节机构包括固定连接在安装杆一端上的支杆、固定连接在支杆一端下表面上的连接杆、固定连接在连接杆下表面上的第一环、两根一端转动连接在第一环内壁上的第一杆、转动连接在两根第一杆上的第二环、两根一端转动连接在第二环内壁上的第二杆、转动连接在两根第二杆上的安装板，所述激光测距仪安装在安装板下表面上，两根所述第一杆呈同轴设置且间隔均匀的转动连接在第一环内壁上，两根所述第二杆呈同轴设置且间隔均匀的转动连接在第二环内壁上，所述第一杆的延长线与第二杆的延长线呈垂直设置。
通过采用上述技术方案，在激光测距仪的重力作用下，一旦安装杆出现倾斜时，安装板在第二杆上转动，第二环在第一杆上转动，安装板始终保持水平状态，通过这样的设置，结构简单，操作方便，方便了操作者控制安装板始终处于水平状态。
本发明的进一步设置为：在所述安装板下表面上固定连接有一连接板，在所述连接板上设有用于夹紧激光测距仪的夹紧机构，所述夹紧机构包括转动连接在连接板下表面上且内部呈中空设置的安装框、一端固定连接在连接板下表面上的锁紧板、固定连接在锁紧板靠近安装框的一侧侧壁上的锁紧块、开设在锁紧块远离连接板的一端下表面上的导向面，所述安装框一端呈开口设置，导向面朝下设置，所述锁紧块的上表面抵紧在安装框下表面上。
通过采用上述技术方案，将激光测距仪放置在安装框中，转动安装框，安装框通过导向面驱动锁紧板形变，锁紧块的上表面抵紧在安装框靠近开口的一端下表面上，通过这样的设置，结构简单，操作方便，方便了操作者对激光测距仪的安装和拆卸。
本发明的进一步设置为：所述驱动机构包括固定连接在底座上的伺服电机、固定连接在伺服电机输出轴上的主动轮、一个固定连接在主动轮外壁上的主动齿、固定连接在安装杆外壁上的驱动齿轮，所述主动轮转动后通过主动齿带动驱动齿轮转动。
通过采用上述技术方案，通过伺服电机带动主动轮转动，主动轮通过主动齿带动驱动齿轮转动，通过这样的设置，结构简单，操作方便，方便了操作者控制安装杆每次转动后激光测距仪发射出来的激光照射在反射板上。
本发明的进一步设置为：所述调节件包括通过螺栓固定连接在支护板上的底板、两组一端固定连接在底板上的连杆、固定连接在反射板两侧侧壁上的转动杆和固定连接在反射板下表面上的配重块，所述转动杆一端转动连接在连杆的两侧内壁上，所述转动杆位于反射板两侧侧壁上端。
通过采用上述技术方案，反射板通过转动杆转动连接在连杆上，在配重块的作用下，反射板始终处于竖直状态，通过这样的设置，结构简单，操作方便，方便了操作者控制反射板始终处于竖直状态。
本发明的进一步设置为：在两组所述连杆相对面上均开设有一滑槽，在所述滑槽中滑动连接有一滑块，所述转动杆一端转动连接在滑块上，在所述连杆上设有用于定位滑块在滑槽中位置的定位机构。
通过采用上述技术方案，转动杆转动连接在滑块上，通过定位机构定位滑块在滑槽中的位置，通过这样的设置，结构简单，操作方便，方便了操作者调节反射板与支护板之间的角度。
本发明的进一步设置为：所述定位机构包括开设在连杆上表面上的定位槽、开设在定位槽两侧内壁上的滑动槽、滑动连接在滑动槽中的定位板、固定连接在定位板上表面上的第一齿条、固定连接在滑动槽内壁上表面上的第二齿条和螺纹连接在定位板上的定位螺栓，定位螺栓的一端转动连接在滑块上。
通过采用上述技术方案，定位螺栓滑动连接在定位槽中，滑块在滑槽中滑动，定位板在滑动槽中滑动，定位螺栓的一端抵紧在滑块上，定位板上的第一齿条和滑动槽内壁上的第二齿条啮合，通过这样的设置，结构简单，操作方便，方便了操作者定位滑块在滑槽中的位置。
本发明第二目的在于提供一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一，根据需要将支脚支撑在地面上，将支脚插入泥土中并初步调整底座水平；
步骤二，将激光测距仪放入安装框中，转动安装框，将锁紧块的上表面抵紧在安装框一端下表面上；
步骤三，将底板通过螺栓固定连接在支护板上；
步骤四，调节滑块在滑槽中的位置，调整反射板与激光测距仪发出来的激光呈垂直；
步骤四，伺服电机驱动主动轮转动，主动轮上的主动齿电动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动安装杆转动，安装杆带动激光测距仪转动，主动齿转一圈带动激光测距仪发射出的激光从一块反射板运动至相邻的反射板上。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：方便了操作者实时监测支护板的水平位移；方便了操作者定位滑块在滑槽中的位置；方便了操作者调节反射板与支护板之间的角度。
附图说明
图1是实施例的整体结构示意图；
图2是试试中驱动机构和调节机构的结构示意图；
图3是实施例中调节件的结构示意图。
图中，1、反射板；2、底座；3、支脚；4、安装杆；5、激光测距仪；6、驱动机构；7、调节机构；8、调节件；9、支杆；10、连接杆；11、第一环；12、第一杆；13、第二环；14、第二杆；15、安装板；16、连接板；17、夹紧机构；18、安装框；19、锁紧板；20、锁紧块；21、导向面；22、伺服电机；23、主动轮；24、主动齿；25、驱动齿轮；26、底板；27、连杆；28、转动杆；29、配重块；30、滑槽；31、滑块；32、定位机构；33、定位槽；34、滑动槽；35、定位板；36、第一齿条；37、第二齿条；38、定位螺栓。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，为本发明公开的一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，在支护板的一侧侧壁上安装有若干组反射板1，在地面上放置有一底座2，在底座2下表面上固定连接有四组支脚3，在底座2上表面上安装有一安装杆4，在安装杆4上安装有一激光测距仪5，在底座2上设有用于驱动安装杆4转动的驱动机构6，在安装杆4和激光测距仪5（如图2）之间设有用于调平激光测距仪5的调节机构7，在支护板和反射板1之间设有用于调节反射板1呈竖直的调节件8。
如图2所示，调节机构7包括支杆9、连接杆10、第一环11、第一杆12、第二环13、第二杆14和安装板15，支杆9一端固定连接在安装杆4一端上，连接杆10一端固定连接在支杆9一端下表面上，第一环11固定连接在连接杆10一端上，第一杆12一端转动连接在第一环11内壁上，在第一环11内壁上间隔均匀的转动连接有两杆第一杆12，转动连接在第一杆12一端上的第二环13，第二杆14一端转动连接在第二环13内壁上，在第二环13内壁间隔均匀的转动连接有两根第二杆14，第二杆14的轴线与第一杆12的轴线呈垂直设置且在同一高度，安装板15转动连接在两根第二杆14上，激光测距仪5安装在安装板15下表面上。
如图2所示，在安装板15下表面上固定连接有一连接板16，在连接板16下表面上设有用于将激光测距仪5锁紧在连接板16上的夹紧机构17，夹紧机构17包括安装框18、锁紧板19、锁紧块20和导向面21，安装框18一端转动连接在连接板16下表面上，安装框18一端呈开口设置，锁紧板19一端固定连接在连接板16下表面上，锁紧块20固定连接在锁紧板19靠近安装框18的一侧上，导向面21开设在锁紧块20远离锁紧板19的一端下表面上，锁紧块20的上表面抵接在安装框18靠近开口的一端下表面上。
如图1所示，驱动机构6包括伺服电机22、主动轮23、主动齿24、驱动齿轮25，伺服电机22固定连接在底座2上，驱动齿轮25固定连接在安装杆4外壁上，主动轮23固定连接在伺服电机22输出轴上，主动齿24固定连接在主动轮23侧壁上，在主动轮23外壁上固定连接有一个主动齿24，主动齿24与驱动齿轮25啮合。
如图3所示，调节件8包括底板26、连杆27、转动杆28、配重块29，底板26通过螺栓固定连接在支护板上，连杆27一端固定连接在底板26上，在底板26上固定连接有两根连杆27，两根连杆27呈水平平行设置，转动杆28一端固定连接在反射板1侧壁上，在反射板1两侧侧壁上均固定连接有一转动杆28且转动杆28位于反射板1侧壁的上端，转动杆28的另一端转动连接在连杆27内壁上，配重块29固定连接在反射板1下表面上。
如图3所示，在两连杆27的相对面上均开设有一滑槽30，在滑槽30中滑动连接有一滑块31，转动杆28的一端转动连接在滑块31上，在连杆27上设有用于定位滑块31在滑槽30中位置的定位机构32，定位机构32包括定位槽33、滑动槽34、定位板35、第一齿条36、第二齿条37和定位螺栓38，定位槽33开设在连杆27上表面上，定位槽33与滑槽30连通，滑动槽34开设在定位槽33两侧内壁上，定位板35滑动连接在滑动槽34中，定位螺栓38螺纹连接在定位板35上，定位螺栓38的一端抵紧在滑块31上，第一齿条36固定连接在定位板35上表面上，第二齿条37固定连接在滑动槽34内壁上表面上，第一齿条36和第二齿条37啮合。
本实施例的实施原理为：将底板26连接在支护板上，根据需要调节反射板1的角度，调节好角度后，拧紧定位螺栓38，定位螺栓38的一端抵紧在滑块31上，第一齿条36和第二齿条37啮合；
将激光测距仪5安装在安装框18中，锁紧块20的上表面抵紧在安装框18靠近开口的一端下表面上，在重力作用下，激光测距仪5处于水平状态，伺服电机22通过主动轮23和主动齿24带动驱动齿轮25转动，驱动齿轮25带动安装杆4转动。
一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一，根据需要将支脚3支撑在地面上，将支脚3插入泥土中并初步调整底座2水平；
步骤二，将激光测距仪5放入安装框18中，转动安装框18，将锁紧块20的上表面抵紧在安装框18一端下表面上；
步骤三，将底板26通过螺栓固定连接在支护板上；
步骤四，调节滑块31在滑槽30中的位置，调整反射板1与激光测距仪5发出来的激光呈垂直；
步骤四，伺服电机22驱动主动轮23转动，主动轮23上的主动齿24电动驱动齿轮25转动，驱动齿轮25带动安装杆4转动，安装杆4带动激光测距仪5转动，主动齿24转一圈带动激光测距仪5发射出的激光从一块反射板1运动至相邻的反射板1上。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，其特征在于：在支护板一侧侧壁上安装有若干组反射板(1)，在地面上放置有一底座(2)，在所述底座(2)下表面上固定连接有四组支脚(3)，在所述底座(2)上表面上安装有一安装杆(4)，在所述安装杆(4)上安装有激光测距仪(5)，在所述底座(2)上设有用于驱动安装杆(4)转动的驱动机构(6)，在所述安装杆(4)和激光测距仪(5)之间设有用于方便调节激光测距仪(5)水平的调节机构(7)，在支护板和反射板(1)之间设有用于方便调节反射板(1)呈竖直设置的调节件(8)；所述调节机构(7)包括固定连接在安装杆(4)一端上的支杆(9)、固定连接在支杆(9)一端下表面上的连接杆(10)、固定连接在连接杆(10)下表面上的第一环(11)、两根一端转动连接在第一环(11)内壁上的第一杆(12)、转动连接在两根第一杆(12)上的第二环(13)、两根一端转动连接在第二环(13)内壁上的第二杆(14)、转动连接在两根第二杆(14)上的安装板(15)，所述激光测距仪(5)安装在安装板(15)下表面上，两根所述第一杆(12)呈同轴设置且间隔均匀的转动连接在第一环(11)内壁上，两根所述第二杆(14)呈同轴设置且间隔均匀的转动连接在第二环(13)内壁上，所述第一杆(12)的延长线与第二杆(14)的延长线呈垂直设置。
2.根据权利要求1所述的一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，其特征在于：在所述安装板(15)下表面上固定连接有一连接板(16)，在所述连接板(16)上设有用于夹紧激光测距仪(5)的夹紧机构(17)，所述夹紧机构(17)包括转动连接在连接板(16)下表面上且内部呈中空设置的安装框(18)、一端固定连接在连接板(16)下表面上的锁紧板(19)、固定连接在锁紧板(19)靠近安装框(18)的一侧侧壁上的锁紧块(20)、开设在锁紧块(20)远离连接板(16)的一端下表面上的导向面(21)，所述安装框(18)一端呈开口设置，导向面(21)朝下设置，所述锁紧块(20)的上表面抵紧在安装框(18)下表面上。
3.根据权利要求1所述的一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，其特征在于：所述驱动机构(6)包括固定连接在底座(2)上的伺服电机(22)、固定连接在伺服电机(22)输出轴上的主动轮(23)、一个固定连接在主动轮(23)外壁上的主动齿(24)、固定连接在安装杆(4)外壁上的驱动齿轮(25)，所述主动轮(23)转动后通过主动齿(24)带动驱动齿轮(25)转动。
4.根据权利要求1所述的一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，其特征在于：所述调节件(8)包括通过螺栓固定连接在支护板上的底板(26)、两组一端固定连接在底板(26)上的连杆(27)、固定连接在反射板(1)两侧侧壁上的转动杆(28)和固定连接在反射板(1)下表面上的配重块(29)，所述转动杆(28)一端转动连接在连杆(27)的两侧内壁上，所述转动杆(28)位于反射板(1)两侧侧壁上端。
5.根据权利要求4所述的一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，其特征在于：在两组所述连杆(27)相对面上均开设有一滑槽(30)，在所述滑槽(30)中滑动连接有一滑块(31)，所述转动杆(28)一端转动连接在滑块(31)上，在所述连杆(27)上设有用于定位滑块(31)在滑槽(30)中位置的定位机构(32)。
6.根据权利要求5所述的一种深基坑支护结构顶部水平位移监测装置，其特征在于：所述定位机构(32)包括开设在连杆(27)上表面上的定位槽(33)、开设在定位槽(33)两侧内壁上的滑动槽(34)、滑动连接在滑动槽(34)中的定位板(35)、固定连接在定位板(35)上表面上的第一齿条(36)、固定连接在滑动槽(34)内壁上表面上的第二齿条(37)和螺纹连接在定位板(35)上的定位螺栓(38)，定位螺栓(38)的一端转动连接在滑块(31)上。
7.一种如权利要求6所述的深基坑支护结构顶部水平位移监测装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，根据需要将支脚(3)支撑在地面上，将支脚(3)插入泥土中并初步调整底座(2)水平；
步骤二，将激光测距仪(5)放入安装框(18)中，转动安装框(18)，将锁紧块(20)的上表面抵紧在安装框(18)一端下表面上；
步骤三，将底板(26)通过螺栓固定连接在支护板上；
步骤四，调节滑块(31)在滑槽(30)中的位置，调整反射板(1)与激光测距仪(5)发出来的激光呈垂直；
步骤四，伺服电机(22)驱动主动轮(23)转动，主动轮(23)上的主动齿(24)电动驱动齿轮(25)转动，驱动齿轮(25)带动安装杆(4)转动，安装杆(4)带动激光测距仪(5)转动，主动齿(24)转一圈带动激光测距仪(5)发射出的激光从一块反射板(1)运动至相邻的反射板(1)上。
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