CN113026704A - 一种基坑土体沉降监测装置和自动回灌系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基坑土体沉降监测装置，包括与地面垂直的基准柱和沉降监测块，所述基准柱上沿高度方向设有多对电触点，任意一对电触点通过导线与外界电源和输出装置相连，所述沉降监测块具有与电触点匹配的导电片，导电片可在基准柱的凹槽内垂直移动并通过与电触点接触使输出装置与电源连通。本发明的土体沉降装置可以设置在基坑周边需要保护的区域，并将土体沉降状况以可视化状态实时显示在外部的输出装置上，而无需定时对土体沉降进行监测，本发明的装置当沉降达到报警高度时，会自动触发警报，本发明还公开了一种自动回灌系统，当基坑土体沉降监测装置报警时可自动启动回灌系统，将水回灌至保护区域，避免灾害的发生。

Description

一种基坑土体沉降监测装置和自动回灌系统
技术领域
本发明涉及一种基坑土体沉降监测装置和自动回灌系统。
背景技术
在基坑挖掘过程中，经常需要采取降排水措施，比如潜水水位较高，高于基坑的挖掘高度时，就需要采取降排水措施降低潜水水位，又比如当基坑下方有承压水层时，为了避免基坑挖掘使承压水层上方因土层变薄，承压水冲破土层形成突涌，也需要采取降排水降低承压水层的水头压力。而在采取降排水措施后，基坑周边包气带中的潜水面会下降，土层中孔隙水会流失，会导致土体中压力失衡，引发土体结构失衡，产生地面沉降，严重的地面沉降会导致道路和建筑沉降或坍塌，因此，在传统的基坑降排水过程中，至少每天一次或多次对土体沉降情况进行观测，当需要保护的区域沉降达到警戒位时，就需要采取回灌或灌浆来避免灾害的发生。现有技术对土体沉降需要定时进行，无法实时监测土体的沉降，回灌也可能无法及时进行。
发明内容
本发明的目的是提供可自动监测基坑土体沉降状况，当土体沉降达到警戒位时自动报警的装置，本发明的目的还包括提供一种当土体沉降达到警戒位时，自动回灌的系统。
为了实现以上目的，本发明提供的一种基坑土体沉降监测装置，包括与地面垂直的基准柱和沉降监测块，所述基准柱上沿高度方向设有多对电触点，任意一对电触点通过导线与外界电源和输出装置相连，所述沉降监测块具有与电触点匹配的导电片，导电片可在基准柱的凹槽内垂直移动并通过与电触点接触使输出装置与电源连通。
进一步的，所述凹槽外侧由内向外依次固定有保护板、轻质密封板和挡土板，所述沉降监测块与刚性杆固定，所述刚性杆与轻质密封板固定，刚性杆末端与导电片固定，所述保护板和挡土板上设有供刚性杆垂直移动的滑槽，所述轻质密封板上设有供刚性杆穿过的孔，孔上设有第一密封垫，所述轻质密封板与保护板和/或挡土板之间设有第二密封垫，所述，所述轻质密封板可在基准柱的移动槽内移动并覆盖凹槽。
进一步的，所述输出装置为多个指示灯，其中，任意一个指示灯与不同高度的一对电触点通过导线相连。
进一步的，还包括报警电路，在设定高度的报警电触点与声光报警器通过导线相连，其中，报警电触点与导电片连通时，声光报警器触发并发出警报。
本发明还包括一种自动回灌系统，包括储水装置、预先设置的回灌井和与储水装置通过管道相连的电动水泵，电动水泵的出水口与回灌井连通，所述电动水泵还包括启动开关，所述启动开关与继电器相连，所述继电器的闭合回路与基坑土体沉降监测装置中的报警电路相连。
进一步的，所述储水装置与沉淀池通过泵连接，所述沉淀池与基坑集水井相连。
进一步的，所述回灌井上方设有增压装置，所述增压装置包括一个可压入回灌井的压桩，所述增压装置与电动水泵电路联动。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在基坑周边，尤其是需要保护的居民区、桥梁、道路等重要区域设置基坑土体沉降监测装置，包括基准柱和沉降监测块，基准柱用作监测的水准基点，基准柱深埋坚固，沉降监测块置入基坑周边的土体中，以基准柱为对照，沉降监测块相对基准柱的垂直位移即为土体沉降的距离，基准柱上具有凹槽，凹槽内沿高度方向设有多对电触点，每对电触点均与外界的电源和输出装置通过导线相连，土体监测块具有可在凹槽内移动并可与电触点接触使电源与输出装置连通的导电片，随着沉降监测块与土体一同沉降，沉降监测块带动导电片沿凹槽下移，并与不同高度的一对电触点接触，此时外界的输出装置即可向外输出该位置电触点信号，每一对电触点均对应外界输出装置的一个沉降高度，因此无需人工对现场进行观测，可在输出装置上观测到相应的沉降高度；
（2）在上述基础上，本发明还可以根据工程设计，设置沉降警戒位，以及和警戒位对应的报警电路，报警电路包括设置基准柱上预定高度的报警电触点，当沉降监测块沉降预定高度后，导电片与报警电触点接触，报警电路被触发，输出装置输出报警信号。
（3）在上述报警电路的基础上，将该报警电路与继电器相连，继电器作为回灌系统的电动水泵电路的开关，当报警电路接通后，继电器线圈通电，继电器开关闭合，电动水泵启动，自动将储水罐中的水通过预先设定的回灌井对保护区域进行回灌。
附图说明
图1为本发明基准柱和沉降监测块的剖面示意图；
图2为图1的局部放大剖视图；
图3为图1的局部剖面示意图；
图4为输出装置示意图；
图5回灌系统示意图；
图6为报警电路和电动水泵电路示意图；
图7为回灌井和增压装置示意图。
附图标记说明：1、基准柱；2、沉降监测块；201、刚性杆；202、导电片；3、电触点；4、导线；5、输出装置；501、指示灯；502、刻度线；6、凹槽；7、滑槽；8、保护板；9、轻质密封板；10、挡土板；11、孔；12、第一密封垫；13、第二密封垫；14、移动槽；15、报警电触点；16、声光报警器；17、储水装置；18、沉淀池；19、电动水泵；20、启动开关；21、继电器；22、增压装置；221、压桩；23、回灌井；24、出水口；25、集水井。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参照图1、图2、图3、图4所示，本发明的一种基坑土体沉降监测装置，包括与地面垂直的基准柱1和沉降监测块2，基准柱1上沿高度方向设有多对电触点3，相邻一对电触点3相距一定距离，任意一对电触点3通过导线4与外界电源和输出装置5相连，沉降监测块2具有与电触点3匹配的导电片202，导电片202可在基准柱1的凹槽6内垂直移动并通过与电触点3接触使输出装置5与电源连通，在本实施例中，基准柱1可按照《GB 50026-2007工程测量规范》进行设置，一般采用深埋式设置，且埋设坚固，沉降监测块2可为柱状体并压入土体中，沉降监测块2可具有锥形头，便于将沉降监测块2压入土体中，为了较为准确监测地表的沉降情况，沉降监测块2可设在距离地表较近的土体中。
在上述实施例中，由于土体沉降的高度达到一定程度后，就可能造成严重的后果，一般来说土体沉降的高度不会过于大，因此为了方便，凹槽6的长度无需设置很长，一般1m以内即可，虽然凹槽6的长度较短，且靠近地面设置，但在多雨和潮湿地带，包气带中仍然可能存在一定量的潜水或水分，这些水分和土体可能会侵入到凹槽6中，即使电触点3和凹槽6采用防水和防锈设计，仍然可能影响电路的正常工作，因此发明人提供了一种改进的方案，参照图2、图3所示，凹槽6由内向外依次固定有保护板8、轻质密封板9和挡土板10，沉降监测块2与刚性杆201固定，刚性杆201末端与导电片202固定，所述保护板8和挡土板10上设有供刚性杆201垂直移动的滑槽7，所述轻质密封板9上设有供刚性杆201穿过的孔11，孔11上设有第一密封垫12，所述轻质密封板9与保护板8和/或挡土板10之间设有第二密封垫13，由于保护板8和挡土板10中需设置供刚性杆201移动的滑槽7，刚性杆201和滑槽7可以通过缩小尺寸来减少土体和水分侵入，刚性杆201穿过设在轻质密封板9上的孔11并与轻质密封板9固定，轻质密封板9的长度大于凹槽6的长度并始终覆盖凹槽6，轻质密封板9可在基准柱1的移动槽14中移动，设在孔11与刚性杆201之间的第一密封垫12，以及设置轻质密封板9与保护板8和/或挡土板10之间的第二密封垫13可以阻止水分和土体的侵入，在本实施例中，沉降监测块2可以带动轻质密封板9在移动槽14中移动，轻质密封板9可采用轻质的发泡板材等制作，由于轻质密封板9等额外施加的阻力，相对于土体沉降的压力可以忽略，沉降监测块2可以较为准确的反映出土体沉降的情况。
在上述实施例中，参照图4所示，上述的输出装置5可以为多个指示灯501，其中，任意一个指示灯501与不同高度的一对电触点3通过导线4相连，任意指示灯501与一条沉降高度刻度线502相对应。在本实施例中，可将所有的电触点3和指示灯501按照顺序进行编号1、2、3……n，初始状态，即安装时，沉降监测块2导电片202与第一对电触点，即1号电触点相接触，此时1号指示灯亮，表示土体未沉降，当导电片202与1号电触点脱离接触时，1号指示灯熄灭，表示土体发生了沉降，当其他指示灯亮，则表示相应的沉降高度。当然，上述的输出装置5也可以为扬声器或不同颜色的指示灯或计算机显示屏等现有技术。
在上述实施例中，参照图2所示，还包括报警电路，在设定高度的安装用于报警电路的报警电触点15，该报警电触点15与声光报警器16通过导线4相连，其中，当该报警电触点15与导电片202连通时，声光报警器16触发并发出警报。报警电触点15可以为长条状，当沉降监测块2沉降至预设的警戒位时，长条状的电触点3可以避免沉降监测块2继续沉降的过程中，导电片202与报警电触点15脱离接触，警报被非预期的消除。
本发明还包括一种自动回灌系统，参照图5、图6、图7所示，包括储水装置17、预先设置的回灌井23和与储水装置17通过管道相连的电动水泵19，电动水泵19的出水口与回灌井23连通，所述电动水泵19还包括启动开关20，所述启动开关20与继电器21相连，所述继电器21的闭合回路与基坑土体沉降监测装置中的报警电路相连，即当报警电路通电时，继电器21的线圈通电，电动水泵19的启动开关20闭合，电动水泵19启动，向回灌井23注入水流。
在上述实施例中，参照图5所示，为了方便取水、以及减少基坑水的直排，所述储水装置17与沉淀池18通过泵连接，所述沉淀池18与基坑集水井25相连。集水井25中的水一般为深层地下水，其水质极佳，在上涌的过程中混入了泥沙等固体悬浮物，通过设置沉淀层静置24小时以上可以去除85%以上的SS，将沉淀后的水检测合格后泵入储水装置17，储水装置17一般为储水罐。本发明可以减少基坑水往河道的直排，还可以减少回灌在其他水源的取水作业。
在上述实施例中，参照图7所示，为了提高回灌的效果，回灌井23上方还可设有增压装置22，所述增压装置22包括一个可压入回灌井23的压桩221，所述增压装置22的启动装置可通过继电器与所述电动水泵电路联动，其电路和原理与电动水泵与报警电路的联动相同，这里不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基坑土体沉降监测装置，其特征在于：包括与地面垂直的基准柱和沉降监测块，所述基准柱上沿高度方向设有多对电触点，任意一对电触点通过导线与外界电源和输出装置相连，所述沉降监测块具有与电触点匹配的导电片，导电片可在基准柱的凹槽内垂直移动并通过与电触点接触使输出装置与电源连通。
2.根据权利要求1所述的一种基坑土体沉降监测装置，其特征在于：所述凹槽外侧由内向外依次固定有保护板、轻质密封板和挡土板，所述沉降监测块与刚性杆固定，所述刚性杆与轻质密封板固定，刚性杆末端与导电片固定，所述保护板和挡土板上设有供刚性杆垂直移动的滑槽，所述轻质密封板上设有供刚性杆穿过的孔，孔上设有第一密封垫，所述轻质密封板与保护板和/或挡土板之间设有第二密封垫，所述，所述轻质密封板可在基准柱的移动槽内移动并覆盖凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种基坑土体沉降监测装置，其特征在于：所述输出装置为多个指示灯，其中，任意一个指示灯与不同高度的一对电触点通过导线相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种基坑土体沉降监测装置，其特征在于：还包括报警电路，在设定高度的报警电触点与声光报警器通过导线相连，其中，报警电触点与导电片连通时，声光报警器触发并发出警报。
5.一种自动回灌系统，其特征在于：包括储水装置、预先设置的回灌井和与储水装置通过管道相连的电动水泵，电动水泵的出水口与回灌井连通，所述电动水泵还包括启动开关，所述启动开关与继电器相连，所述继电器的闭合回路与基坑土体沉降监测装置中的报警电路相连。
6.根据权利要求5所述的一种自动回灌系统，其特征在于：所述储水装置与沉淀池通过泵连接，所述沉淀池与基坑集水井相连。
7.根据权利要求5所述的一种自动回灌系统，其特征在于：所述回灌井上方设有增压装置，所述增压装置包括一个可压入回灌井的压桩，所述增压装置与电动水泵电路联动。
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