CN113203352B - 基坑位移自动监测系统和监测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基坑位移检测技术领域，尤其是涉及一种基坑位移自动监测系统和监测方法，其包括位移感应机构和位移测量机构，位移感应机构固定在基坑侧壁上，位移测量机构固定在位移感应机构远离基坑侧壁的一侧，且位移测量机构和位移感应机构间隔设置，位移感应机构和位移测量机构之间电连接有蓄电池，位移感应机构在基坑侧壁的驱动下可以与位移测量机构电连接。本申请具有以下效果：位移感应机构在基坑侧壁的驱使下与基坑测量机构的电连接，并形成测量电路，再通过位移测量机构检测到电信号，即刻实现对基坑位移进行监测；监测过程无需大量依赖于人力进行操作，更加便捷，同时也无需在光照下才可以进行监测，从而实现对基坑位移的全天候监测。

Description

基坑位移自动监测系统和监测方法

技术领域

本申请涉及基坑位移检测技术领域，尤其是涉及一种基坑位移自动监测系统和监测方法。

背景技术

随着高层建筑的迅速崛起和不断发展，高层建筑工程在基础施工过程中的安全性问题也需要更加重视，尤其是基坑工程中所涉及到的安全问题更应该是重中之重。其稍有不慎，将会造成重大的安全隐患和巨大的财产损失。

基坑工程中的安全性问题包括基坑位移的监测，基坑位移的监测通常指的时对基坑内侧壁的位移变化进行监测。相关技术中对于基坑位移的检测往往依赖于位移监测点的设置，并通过全站仪等设备对位移监测点的位移进行监测来间接实现对基坑位移的监测，从而在基坑变形甚至是坍塌前示警。

针对上述中的相关技术，发明人认为上述监测过程依赖于人工操作完成，且监测过程操作复杂，同时无法实现对基坑位移的全天候的监测。

发明内容

为了使得基坑位移的监测更加便捷，并实现对基坑位移的全天候监测，本申请提供一种基坑位移自动监测系统和监测方法。

本申请提供的一种基坑位移自动监测系统和监测方法采用如下的技术方案：

一种基坑位移自动监测系统，包括位移感应机构和位移测量机构，所述位移感应机构固定在基坑侧壁上，所述位移测量机构固定在位移感应机构远离基坑侧壁的一侧，且位移测量机构和位移感应机构间隔设置，所述位移感应机构和位移测量机构之间电连接有蓄电池，所述位移感应机构在基坑侧壁的驱动下可以与位移测量机构电连接。

通过采用上述技术方案，位移感应机构随基坑侧壁的位移而移动，并与基坑测量机构的电连接，从而形成接通的测量电路，位移测量机构检测到电信号，即刻达到对基坑位移进行监测的目的；监测过程无需大量依赖于人力进行操作，更加便捷，同时也无需在光照下才可以进行监测，因此可以实现对基坑位移的全天候监测。

可选的，所述位移感应机构包括固定基板和滑动电阻插柱，所述固定基板嵌设在基坑侧壁上开设的开口槽内，所述滑动电阻插柱固定在固定基板上，所述滑动电阻与蓄电池电连接。

通过采用上述技术方案，基坑侧壁产生位移时，基坑侧壁对固定基板形成推动，以使得固定基板随基坑侧壁一起移动，此时固定基板带动滑动电阻插柱移动，从而以使得滑动电阻插柱与位移测量机构接触，并实现二者之间的电连接，并使得测量电路被接通。

可选的，所述位测量机构包括测量板、固定接通套筒和电流表，所述测量板与基坑侧壁间隔设置且固定在基坑内，所述固定接通套筒固定在测量板上，所述固定接通套筒可以与滑动电阻插柱插接配合，所述固定接通套筒与蓄电池电连接，所述电流表电连接在固定接通套筒和蓄电池之间。

通过采用上述技术方案，测量板固定，滑动电阻插柱在基坑侧壁的驱使下可以与固定接通套筒插接配合，即可实现测量电路的接通；电流表对测量电路接通时的电流大小进行测量，以显示器读数，通过对电流表的对数，即可直观地观察到基坑位移的发生。

可选的，所述固定接通套筒包括外套筒和弹性拨片，所述外套筒固定在测量板上，且外套筒与滑动电阻插柱同轴设置，所述弹性拨片固定在外套筒的内侧壁上，所述弹性拨片可以与滑动电阻插柱的外侧壁相抵接。

通过采用上述技术方案，滑动电阻插柱移动时，将弹性拨片挤压变形，可以使得滑动电阻插柱在移动的过程中始终与外套筒保持接通；随着基坑位移的增大，滑动电阻插柱插入外套筒内的长度不断增大，滑动电阻插柱接入测量电路中的电阻长度则随之减小，因此测量电路的电流也相应地不断增大，通过电流表显示的电流大小可以间接测量出基坑位移的大小。

可选的，所述测量板远离基坑底壁的一侧设有连接梁，所述连接梁上固定有报警器，所述报警器电连接在固定接通套筒和蓄电池之间。

通过采用上述技术方案，测量电路接通时，报警器工作，可以在基坑位移产生时就起到警示作用。

可选的，所述滑动电阻插柱外套设有内绝缘套，所述内绝缘套固定在固定基板上，所述固定接通套筒外套设于外绝缘套，所述外绝缘套固定在测量板上，所述内绝缘套和外绝缘套相互靠近的一端插接配合且滑移连接。

通过采用上述技术方案，内绝缘套和外绝缘套相配合，可以在滑动电阻插柱和固定接通套筒外形成绝缘防护结构，以提高测量电路的安全性。

可选的，所述外绝缘套靠近固定基板一端的内侧壁设有内环沿，所述内环沿与内绝缘套的外侧壁相抵接，所述内绝缘套靠近测量板一端的外侧壁设有外环沿，所述外环沿与外绝缘套的内侧壁相抵接。

通过采用上述技术方案，雨季等情况下，内绝缘套和外绝缘套外产生渗水，内环沿和外环沿可以延长渗水路径，并使得渗水难以进入内绝缘套和外绝缘套中，从而进一步增强了测量电路的安全性。

可选的，所述外环沿和内环沿间隔设置并形成预留空腔，所述预留空腔靠近基坑底壁一侧的侧壁上设有过水孔。

通过采用上述技术方案，内绝缘套和外绝缘套外产生渗水时，即便是渗水渗过外环沿进入了预留空腔内，渗水仍可以从过水孔中排出，从而再进一步提高测量电路的安全效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.位移感应机构在基坑侧壁的驱使下与基坑测量机构的电连接，并形成接通的测量电路，再通过位移测量机构检测到电信号，即刻实现对基坑位移进行监测；监测过程无需大量依赖于人力进行操作，更加便捷，同时也无需在光照下才可以进行监测，因此可以实现对基坑位移的全天候监测；

2.通过设置内绝缘套和外绝缘套，内绝缘套和外绝缘套相配合，可以在滑动电阻插柱和固定接通套筒外形成绝缘防护结构，以提高测量电路的安全性。

附图说明

图1是本申请实施例基坑位移自动监测系统整体的结构示意图；

图2是本申请实施例基坑位移自动监测系统固定在基坑内的剖视图；

图3是本申请实施例中滑动电阻插柱和固定接通套筒配合的示意图；

图4是本申请实施例中测量电路的示意图。

附图标记说明：1、固定基板；11、钉头；2、滑动电阻插柱；3、测量板；31、承载底板；32、注浆管；33、连接梁；4、固定接通套筒；41、外套筒；42、弹性拨片；5、电流表；6、内绝缘套；61、内套法兰；62、外环沿；7、外绝缘套；71、外套法兰；72、内环沿；73、过水孔；8、报警器；9、蓄电池。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基坑位移自动监测系统。参照图1，基坑位移自动监测系统包括位移感应机构、位移测量机构和蓄电池9。

位移感应机构固定在基坑侧壁上，且位移感应机构在基坑侧壁产生位移时，随基坑侧壁的位移而移动。位移测量机构固定在位移感应机构远离基坑侧壁的一侧，且位移感应机构和位移测量机构间隔设置。蓄电池9电连接在位移感应机构和位移测量机构之间，且蓄电池9固定在地面上。位移感应机构在基坑侧壁的驱使下，可以实现与基坑测量机构的电连接，并形成有接通的测量电路，位移测量机构检测到电信号，从而达到对基坑位移进行监测的目的，且监测过程无需大量依赖于人力进行操作，更加便捷，同时也无需在光照下才可以进行监测，因此可以实现对基坑位移的全天候监测。

参照图1和图2，位移感应机构包括固定基板1和滑动电阻插柱2。固定基板1为矩形板，固定基板1嵌设在基坑侧壁上。基坑侧壁上开设有供固定基板1进行按固定的开口槽，开口槽开设在基坑位移的监测点处，开口槽为长宽均大于固定基板1长度的矩形槽。固定基板1靠近开口槽槽底的一侧固定有钉头11，钉头11固定在固定基板1的四角。钉头11嵌设在开口槽的槽底内，以提高固定基板1在开口槽内的稳固性。

滑动电阻插柱2固定在固定基板1上，且滑动电阻插柱2沿靠近位移测量机构的方向延伸。滑动电阻插柱2为矩形柱体，其可以采用电阻率大于导线电阻率的导电材料制成。滑动电阻插柱2通过导线与蓄电池9电连接。位移感应机构固定完成后，可以在开口槽内灌注水泥浆以形成封堵层，以提高位移感应机构的稳固性。

基坑侧壁产生位移时，基坑侧壁对固定基板1形成推动，以使得固定基板1随基坑侧壁一起移动，此时固定基板1带动滑动电阻插柱2移动，从而以使得滑动电阻插柱2与位移测量机构接触，并实现二者之间的电连接，并使得测量电路被接通，位移测量机构检测到电信号，即可监测到基坑侧壁产生的位移。

位移测量机构包括测量板3、固定接通套筒4和电流表5。测量板3固定在基坑内，且测量板3与基坑间隔设置。测量板3靠近地面的一端焊接固定有承载底板31，承载底板31嵌设在基坑底壁内，承载底板31沿基坑的长度方向进行设置。承载底板31远离测量板3的一端固定有注浆管32，通过注浆管32可以对基坑底壁进行注浆，以使得承台基板31和测量板3不易产生沉降，从而提高基坑位移监测的准确度。

参照图4，固定接通套筒4固定在测量板3上，且固定接通套筒4位于测量板3靠近位移感应机构的一侧。固定接通套筒4通过导线与蓄电池9电连接。基坑侧壁产生位移时，滑动电阻插柱2在基坑侧壁的驱使下可以与固定接通套筒4插接配合，从而实现测量电路的接通。

参照图2和图3，固定接通套筒4包括外套筒41和弹性拨片42，外套筒41和弹性拨片42可以采用电阻率小于滑动电阻插柱2电阻率的导电材料制成，例如采用与导线电阻率相同的材料。外套筒41为内径大于滑动电阻插柱2直径的管体，外套筒41固定在测量板3上，且外套筒41与滑动电阻插柱2同轴设置。

弹性拨片42沿外套筒41的周向在外套筒41的内侧壁均匀固定有多个，本实施例中以四个为例进行说明。弹性拨片42由外套筒41靠近固定基板1的一端沿靠近测量板3的方向倾斜延伸所形成，弹性拨片42具有一定的弹性。滑动电阻插柱2在基坑侧壁的驱使下可以插入外套筒41内，且滑动电阻插柱2可以将弹性拨片42挤压变形，以使得弹性拨片42可以与滑动电阻插柱2的外侧壁相抵接，从而将测量电路接通；并且弹性拨片42可以使得滑动电阻插柱2在移动的过程中始终与外套筒41保持接通。

参照图1和图2，电流表5通过导线电连接在固定接通套筒4和蓄电池9之间，且电流表5固定在地面上。电流表5用于对测量电路接通时的电流大小进行测量，以显示器读数，通过对电流表5的对数，即可直观地观察到基坑位移的发生。并且，随着基坑位移的增大，滑动电阻插柱2插入外套筒41内的长度不断增大，滑动电阻插柱2接入测量电路中的电阻长度则随之减小，因此测量电路的电流也相应地不断增大，通过电流表5显示的电流大小还可以间接测量出基坑位移的大小。

滑动电阻插柱2外套设有内绝缘套6，外套筒41外套设有外绝缘套7。内绝缘套6和外绝缘套7均可以采用复合橡胶材料制成，且内绝缘套6和外绝缘套7均呈圆管状。内绝缘套6靠近固定基板1的一端设有内套法兰61，内套法兰61由内绝缘套6靠近固定基板1一端的侧壁沿远离内绝缘套6的轴线方向垂直翻边所形成。内套法兰61与固定基板1通过螺钉固定连接。外绝缘套7靠近测量板3的一端设有外套法兰71，外套法兰71由外绝缘套7靠近测量板3一端的侧壁沿远离外绝缘套7的方向垂直翻边所形成。外套法兰71与测量板3同样通过螺钉固定连接。

内绝缘套6和外绝缘套7相互靠近的一端插接配合，且内绝缘套6与外绝缘套7滑移连接。固定基板1在基坑侧壁的驱使下移动时，固定基板1可以带动内绝缘套6逐渐伸入外绝缘套7中。内绝缘套6和外绝缘套7相配合，可以在滑动电阻插柱2和固定接通套筒4外形成绝缘防护结构，以提高测量电路的安全性。

外绝缘套7靠近固定基板1一端的内侧壁固定有内环沿72，内环沿72外绝缘套7靠近固定基板1一端的侧壁沿靠近外绝缘套7轴线的方向垂直翻边所形成，且内环沿72与内绝缘套6的外侧壁相抵接。内绝缘套6靠近测量板3一端的外侧壁固定有外环沿62，外环沿62由内绝缘套6靠近测量板3一端的侧壁沿远离内绝缘套6轴线的方向垂直翻边所形成，且外环沿62与外绝缘套7的内侧壁相抵接。雨季等情况下，内绝缘套6和外绝缘套7外产生渗水，内环沿72和外环沿62可以延长渗水路径，并使得渗水难以进入内绝缘套6和外绝缘套7中，从而进一步增强了测量电路的安全性。

外环沿62和内环沿72间隔设置并形成预留空腔，预留空腔由外绝缘套7侧内侧壁与外环沿62和内环沿72相互靠近一侧的侧壁共同围合而成。预留空腔靠近基坑底壁一侧的侧壁上设有过水孔73。内绝缘套6和外绝缘套7外产生渗水时，即便是渗水渗过外环沿62进入了预留空腔内，渗水仍可以从过水孔73中排出，从而再进一步提高测量电路的安全效果。

测量板3远离基坑底壁的一侧固定有连接梁33，连接梁33沿基坑的长度方向进行设置。当位移感应机构和位移测量机构沿基坑的长度方向均设有多组时，连接梁33可以连接多组位移测量机构的测量板3，以提高测量板3在基坑内的稳固性，从而减小测量误差。

连接梁33上固定有报警器8，报警器8通过导线电连接在固定接通套筒4和蓄电池9之间，且报警器8和电流表5之间可以串联连接。测量电路接通时，报警器8工作，可以在基坑位移产生时就起到警示作用。

本申请实施例一种基坑位移自动监测系统的实施原理为：基坑侧壁产生位移时，基坑侧壁驱使固定基板1移动，固定基板1带动滑动电阻插柱2沿靠近外套筒41的方向移动并与外套筒41插接配合。滑动电阻插柱2将弹性拨片42压缩变形，并使得测量电路被接通，此时报警器8工作，起到警示作用，同时电流表5工作，测出测量电路的电流大小。由于滑动电阻插柱2伸入外套筒41内的长度增大时，滑动电阻插柱2的电阻值不断减小，测量电路的电流也随之增大，因此测量电路的电流大小可以间接得出基坑位移的大小。监测过程无需大量依赖于人力进行操作，更加便捷，同时也无需在光照下才可以进行监测，因此可以实现对基坑位移的全天候监测。

本申请实施例还公开一种基坑位移自动监测方法。基坑位移自动监测方法包括以下步骤：

S1.进行基坑的开挖施工，基坑施工的过程中，在基坑的侧壁上预留开口槽；

S2.先将滑动电阻插柱2固定在固定基板1上，并使滑动电阻插柱2与蓄电池9电连接，然后将内绝缘套6固定在固定基板1上，并时内绝缘套6套设在滑动电阻插柱2外，再将固定基板1通过钉头11固定在开口槽的槽底，然后在开口槽内嵌填水泥浆形成封堵层；

S3.先在基坑的底壁上钻孔，然后将注浆管32固定在钻孔内，并通过注浆管32对基坑的底壁进行注浆，然后将承载底板31固定在注浆管32上，并使承载底板31嵌设在基坑底壁内；然后将测量板3焊接固定在底板上，再将固定接通套筒4固定在测量板3上，并使固定接通套筒4与滑动电阻插柱2同轴且间隔设置，然后在固定接通套筒4外套设外绝缘套7，并将外绝缘套7与测量板3固定连接；

S4.将连接梁33固定在测量板3上，然后报警器8固定在测量板3上；

S5.参照图4，将蓄电池9电连接在位移感应机构和位移测量机构之间，然后将电流表5电连接在位移测量机构和蓄电池9之间，再报警器8电连接在固定接通套筒4和蓄电池9之间；不同组的报警器8和电流表5并联连接。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：包括位移感应机构和位移测量机构，所述位移感应机构固定在基坑侧壁上，所述位移测量机构固定在位移感应机构远离基坑侧壁的一侧，且位移测量机构和位移感应机构间隔设置，所述位移感应机构和位移测量机构之间电连接有蓄电池（9），所述位移感应机构在基坑侧壁的驱动下可以与位移测量机构电连接；

所述位移感应机构包括固定基板（1）和滑动电阻插柱（2），所述固定基板（1）嵌设在基坑侧壁上开设的开口槽内，所述滑动电阻插柱（2）固定在固定基板（1）上，所述滑动电阻与蓄电池（9）电连接；

所述位测量机构包括测量板（3）、固定接通套筒（4）和电流表（5），所述测量板（3）与基坑侧壁间隔设置且固定在基坑内，所述固定接通套筒（4）固定在测量板（3）上，所述固定接通套筒（4）可以与滑动电阻插柱（2）插接配合，所述固定接通套筒（4）与蓄电池（9）电连接，所述电流表（5）电连接在固定接通套筒（4）和蓄电池（9）之间；

所述固定接通套筒（4）包括外套筒（41）和弹性拨片（42），所述外套筒（41）固定在测量板（3）上，且外套筒（41）与滑动电阻插柱（2）同轴设置，所述弹性拨片（42）固定在外套筒（41）的内侧壁上，所述弹性拨片（42）可以与滑动电阻插柱（2）的外侧壁相抵接。

2.根据权利要求1所述的基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述测量板（3）远离基坑底壁的一侧设有连接梁（33），所述连接梁（33）上固定有报警器（8），所述报警器（8）电连接在固定接通套筒（4）和蓄电池（9）之间。

3.根据权利要求1所述的基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述滑动电阻插柱（2）外套设有内绝缘套（6），所述内绝缘套（6）固定在固定基板（1）上，所述固定接通套筒（4）外套设于外绝缘套（7），所述外绝缘套（7）固定在测量板（3）上，所述内绝缘套（6）和外绝缘套（7）相互靠近的一端插接配合且滑移连接。

4.根据权利要求3所述的基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述外绝缘套（7）靠近固定基板（1）一端的内侧壁设有内环沿（72），所述内环沿（72）与内绝缘套（6）的外侧壁相抵接，所述内绝缘套（6）靠近测量板（3）一端的外侧壁设有外环沿（62），所述外环沿（62）与外绝缘套（7）的内侧壁相抵接。

5.根据权利要求4所述的基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述外环沿（62）和内环沿（72）间隔设置并形成预留空腔，所述预留空腔靠近基坑底壁一侧的侧壁上设有过水孔（73）。

6.一种应用于权利要求1-5任一所述的基坑位移自动监测系统的自动监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.进行基坑的开挖施工，基坑施工的过程中，在基坑的侧壁上预留开口槽；

S2.将位移感应机构固定在开口槽内；

S3.将位移测量机构固定在基坑的底壁上，并使得位移测量机构与基坑的侧壁间隔设置；

S4.将连接梁（33）固定在测量板（3）上，然后报警器（8）固定在测量板（3）上；

S5.将蓄电池（9）电连接在位移感应机构和位移测量机构之间，然后将电流表（5）电连接在位移测量机构和蓄电池（9）之间，再将报警器（8）电连接在固定接通套筒（4）和蓄电池（9）之间。

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