CN113502855A - 一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，包括支撑筒、滑筒及设置于滑筒内部的监测环，所述监测环与滑筒固定连接；在所述滑筒底部设有竖直朝向的轴承，所述轴承内固定有转轴；还包括固定于轴承上方的转轴上的凸轮及固定于监测环上的横向设置的土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器的末端与凸轮贴紧，还包括与所述土壤传感器连接的复位件，所述土壤传感器的探针在凸轮及复位件的作用下依次穿过监测环、滑筒、支撑筒后刺入土层及收回滑筒内部；还包括设置于支撑筒顶部的止回件，以防止滑筒回落；能够有效提升针对于不同深度的土层的湿度监测结果的精度，并减少检测器材的投入，节约大量监测成本。

Description

一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置

技术领域

本发明涉及基坑支护监测技术领域，具体涉及到一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置。

背景技术

深基坑是指开挖深度超过5米（含5米），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程，在施工人员进行深基坑施工时，大多采用中心岛式开挖法和盆式开挖法，则在基坑挖设过程中，支撑护坡效果差，易导致基坑坡面出现塌方滑坡，易对设备和人员造成埋没意外情况，同时也大大影响了基坑的整体开挖进度。为防止基坑出现坍塌，危害施工人员的生命安全，基坑支护建设中需要对影响基坑支护安全性的各项数据进行检测，其中基坑支护附近的土壤湿度同样是监测的重要一环，土壤湿度过大会导致基坑更加容易坍塌，使得基坑支护承受的压力更大，而土壤湿度过大会导致锚杆的锚固部位不稳定，导致锚拉式支护无法起到应有的作用。

在对基坑土壤进行监测时一般采用将土壤湿度传感器埋设入地下合适深度，虽然能够对土壤湿度进行实时监测，但是由于土壤湿度传感器埋入较深，不便于将土壤湿度传感器取出，无法多次使用，同时埋入地下的土壤湿度传感器无法轻易调整位置，无法对不同深度的土壤进行检测，使用有诸多不便。

针对上述技术问题，现有中国专利号为201921292833.4《一种用于不同深度土壤的湿度检测仪》公开了一种用于不同深度土壤的湿度监测仪，通过在监测组件上设置不同高度的多个湿度传感器，且多个湿度传感器通过一种监测主体承载，在减少监测成本的同时实现多功能化。土壤湿度监测仪在探针的外部设置套筒，将进行土壤钻孔的部件和湿度传感器分开设置，在用钻孔的部件进行土壤钻孔后再使用湿度传感器进行湿度的测量，对湿度传感器起到了很好的保护作用，进而延长了传感器的使用寿命。但该技术方案中湿度传感器是以探针为载体，通过探针上的预留开口作为检测部位对土壤湿度进行监测，一方面由于并未与土体接触，对于土壤内部的湿度监测结果并不精确，同时该装置通过电机及齿轮驱动，故障率较高，也无法脱离电源使用，因此还是存在一定的局限性。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，现有技术无法将迈入较深的土壤湿度传感器取出，造成无法多次使用的监测成本较高的问题以及无法针对不同土壤深度的土壤湿度提供准确有效的测量的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，包括支撑筒、滑筒及固定设置于滑筒底部的监测环；所述滑筒可上下滑动的设置于支撑筒内部，在所述滑筒底部设有轴向竖直的轴承，所述轴承内固定有转轴，转轴顶端伸出滑筒上沿；还包括固定于轴承上方的转轴上的凸轮及活动设置于监测环内的横向设置的土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器的末端与凸轮贴紧，还包括与所述土壤湿度传感器连接的复位件，所述土壤湿度传感器通过复位件设置于监测环内部，其一端抵靠凸轮，另一端设有对应于探针孔的探针；所述探针孔依次穿透监测环、滑筒和支撑筒通向外部土壤。

特别的，所述复位件包括在土壤湿度传感器左右两侧的伸缩杆，所述伸缩杆连接监测环及土壤湿度传感器，所述伸缩杆上还套设有复位弹簧。

特别的，所述轴承通过三根连杆固定于滑筒内壁上，且偏心地设置于滑筒内远离土壤湿度传感器一侧。

特别的，所述支撑筒上在对应探针位置处设有竖直的长条状的让位槽，所述让位槽内设有橡胶密封条，所述橡胶密封条上设有竖直的线形预开口，所述线形预开口内均匀地设有若干探针孔以供探针刺入土壤。

特别的，还包括设置于支撑筒顶部的止回件，以防止滑筒回落；所述止回件包括方形框体，所述方形框体内水平地设有止回针，还包括设置于滑筒外侧壁上的阶梯状止回带，所述阶梯状止回带竖直设置，所述止回针通过压缩弹簧固定于方形框体内，且止回针一端在压缩弹簧作用下抵紧所述阶梯状止回带；所述止回针另一端伸出方形框体且固定有拉头。

特别的，所述监测环及滑筒上与探针等高的位置处嵌有与所述探针匹配的密封橡胶圈，所述密封橡胶圈中心处设有供探针穿过的探针孔。

特别的，在支撑筒的内侧壁上均匀地设有若干竖直的限位凸起，在所述滑筒的外侧壁上均匀地设有若干限位槽22，所述限位槽及限位凸起相互匹配。

特别的，所述转轴上设有刻度线，转轴顶部设有横向把手。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明通过凸轮实现探针的刺入及回收，避免了现有技术中探针及土壤湿度传感器位置固定无法移动无法取出造成监测成本较高的问题，同时有效提高土壤湿度的监测精度，使得监测结果更为可靠；通过滑筒及支撑筒的配合，带动监测环上下移动从而实现了对于不同土壤深度的土壤湿度监测的目的；相较于现有技术而言，减少了土壤传感器及探针的监测器材投入，节约了大量监测成本。

附图说明

图1为本发明外部结构示意图。

图2为本发明俯视结构示意图。

图3为图2中A处放大结构示意图。

图4为图2中B-B面剖面结构示意图。

图5为监测环内部结构示意图。

图6为止回件结构示意图。

其中，各标号的释义为：支撑筒—1；让位槽—11；橡胶密封条—12；线形预开口—13；限位凸起—14；滑筒—2；轴承—21；限位槽—22；监测环—3；土壤传感器—31；探针—32；伸缩杆—33；复位弹簧—34；密封橡胶圈—35；探针孔—36；转轴—4；凸轮—41；横向把手—42；方形框体—51；止回针—52；压缩弹簧—53；阶梯状止回带—54；拉头—55。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1及图2所示，本发明一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，包括支撑筒1、滑筒2及固定设置于滑筒2底部的监测环3；所述滑筒2可上下滑动的设置于支撑筒内部，在所述滑筒2底部设有轴向竖直的轴承21，所述轴承21内固定有转轴4，转轴顶端伸出滑筒上沿；还包括固定于轴承21上方的转轴4上的凸轮41及活动设置于监测环3内的横向设置的土壤湿度传感器31，所述土壤湿度传感器31的末端与凸轮41贴紧，还包括与所述土壤湿度传感器31连接的复位件，所述土壤湿度传感器31通过复位件设置于监测环3内部，其一端抵靠凸轮41，另一端设有对应于探针孔的探针32；所述探针孔依次穿透监测环3、滑筒2和支撑筒1通向外部土壤。

如图2及图5所示，作为一个优选的实施例，所述复位件包括在土壤湿度传感器31左右两侧的伸缩杆33，所述伸缩杆33连接监测环3及土壤湿度传感器31，所述伸缩杆33上还套设有复位弹簧34。

作为一个优选的实施例，所述轴承21通过三根连杆固定于滑筒2内壁上，且偏心地设置于滑筒2内远离土壤湿度传感器31一侧。

如图1所示，作为一个优选的实施例，所述支撑筒1上在对应探针32位置处设有竖直的长条状的让位槽11，所述让位槽11内设有橡胶密封条12，所述橡胶密封条12上设有竖直的线形预开口13，所述线形预开口13内均匀地设有若干探针孔以供探针32刺入土壤。

作为一个优选的实施例，所述监测环3及滑筒2上与探针32等高的位置处嵌有与所述探针32匹配的密封橡胶圈35，所述密封橡胶圈35中心处设有供探针32穿过的探针孔36。

如图6所示，作为一个优选的实施例，还包括设置于支撑筒1顶部的止回件，以防止滑筒2回落；所述止回件包括方形框体51，所述方形框体51内水平地设有止回针52，还包括设置于滑筒2外侧壁上的阶梯状止回带54，所述阶梯状止回带54竖直设置，所述止回针52通过压缩弹簧53固定于方形框体51内，且止回针52一端在压缩弹簧53作用下抵紧所述阶梯状止回带54；所述止回针52另一端伸出方形框体51且固定有拉头55。

作为一个优选的实施例，所述监测环3及滑筒2上与探针32等高的位置处嵌有与所述探针32匹配的密封橡胶圈35，所述密封橡胶圈35中心处设有供探针32穿过的探针孔36。

作为一个优选的实施例，在支撑筒1的内侧壁上均匀地设有若干竖直的限位凸起14，在所述滑筒2的外侧壁上均匀地设有若干限位槽22，所述限位槽22及限位凸起14相互匹配。

作为一个优选的实施例，所述转轴4上设有刻度线，转轴顶部设有横向把手42。

具体来说，在本发明中，通过设置支撑筒1对装置整体起到支撑作用，同时在将装置放入监测基坑的过程中支撑筒可以起到防护作用，防止外部土体及下滑的落实对装置产生影响。当装置放至坑底后，通过转动转轴4带动凸轮41，当凸轮41的凸起部分与土壤湿度传感器31接触时，凸轮41对土壤湿度传感器31进行挤压，使得土壤湿度传感器31将探针32向外挤压，从而将探针32刺入地下的土壤中。当需要更换检测位置时，通过转动转轴4使得凸轮41的凸起位置移开土壤湿度传感器31的位置，土壤湿度传感器3在复位件的作用下回弹，从而带动探针32从土壤中拔出，收入支撑筒1及滑筒2内部；后提拉转轴4，带动滑筒2上移，从而便于调整滑筒2的位置，进而对不同深度的土壤进行精确测量。同时由于转轴4上设有刻度线，通过刻度线即可直观地知道土壤湿度传感器31的位置。

转轴4底端设有轴承21，轴承21通过三根连杆固定于滑筒2内侧壁上，使得转轴4能够在轴承21内部转动时仅带动凸轮41发生转动，滑筒2与支撑筒1处于相对静止状态从而使得探针32能够穿过滑筒2及支撑筒1；轴承21以偏心的方式固定于滑筒2内壁上的目的在于增大凸轮41的尺寸，保证凸轮41的强度而避免由于长期使用导致的凸轮变形，引发探针32刺入土壤中的长度不足，影响监测结果。若轴承21固定于滑筒2中心处，则凸轮41的尺寸则无可避免地需要减小，以保证探针32能够有足够的空间收回滑筒2内。

复位件的作用在于当凸轮41的凸起处与土壤湿度探测器31的末端接触时，复位件的复位弹簧34压缩，探针32刺入土层。当转轴4旋转时，凸轮41的凸起处移开，压缩弹簧34复位，从而带动探针32从土层中收回。

止回件的作用在于当需要提升土壤湿度探测器31的高度时，直接提拉转轴4即可，阶梯状止回带54上的斜坡状阶梯的下表面能够使得止回针52在压缩弹簧53的作用下卡住滑筒2，防止滑筒2下滑回落；当需要降低土壤湿度探测器31的高度时，通过拉动止回件的拉头55，使得止回针52的端头离开阶梯状止回带54，滑筒2能够在支撑筒1内部自由上下滑动，即可下移土壤湿度探测器31，从而完成对于土壤湿度传感器31的位置调节。

设置于支撑筒1上对应探针32位置处的竖直的长条状的让位槽11，所述让位槽11内设有橡胶密封条12。所述让位槽11及橡胶密封条12的作用在于，一方面对于外部土体进行支护，防止泥土砂石进入装置内部影响探针32及土壤湿度探测器31的工作，另一方面橡胶密封条12上开设的探针孔36对收回装置内部的探针32表面沾附的泥土进行初步的清洁，避免影响其他深度土层的监测结果，提高监测结果可信度。

在监测环3及滑筒2上与探针32等高位置处嵌设的密封橡胶圈35的作用在于，一方面通过橡胶密封圈35、探针孔36与探针32的配合，使得探针32在收回滑筒2的过程中对于探针32进行清洁，将探针32上附着的泥土进行进一步刮除，避免探针32上沾附的泥土对于其他位置的土壤湿度产生影响，从而增加检测结果的精确度。另一方面配合设置于支撑筒1上的让位槽22内的橡胶密封条12，对于外部土层进行阻隔，避免外部土层进入支撑筒1及滑筒2内部，起到辅助支护的作用。

所述限位圈设置于支撑筒1外侧顶部外围，在使用过程中，将支撑筒1插入预先开设好的安装洞内，保证限位圈位于安装洞顶部，从而使得限位圈与地面能够良好地卡合，从而对支撑筒1进行固定。限位筒上的角度刻线的作用在于配合转轴4顶部的横向把手，以确定下方的凸轮41的转动情况，确保探针32完全顶入土层当中，确保探针32的检测效果。

本发明描述中出现的“连接”、“固定”，可以是固定连接、加工成型、焊接，也可以机械连接，具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明描述中，出现的术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系仅为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位，因此并不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所描述的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，其特征在于，包括支撑筒（1）、滑筒（2）及固定设置于滑筒（2）底部的监测环（3）；所述滑筒（2）可上下滑动的设置于支撑筒内部，在所述滑筒（2）底部设有轴向竖直的轴承（21），所述轴承（21）内固定有转轴（4），转轴顶端伸出滑筒上沿；还包括固定于轴承（21）上方的转轴（4）上的凸轮（41）及活动设置于监测环（3）内的横向设置的土壤湿度传感器（31），所述土壤湿度传感器（31）的末端与凸轮（41）贴紧，还包括与所述土壤湿度传感器（31）连接的复位件，所述土壤湿度传感器（31）通过复位件设置于监测环（3）内部，其一端抵靠凸轮（41），另一端设有对应于探针孔（36）的探针（32）；所述探针孔（36）依次穿透监测环（3）、滑筒（2）和支撑筒（1）通向外部土壤。

2.如权利要求1所述的一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，其特征在于，所述复位件包括在土壤湿度传感器（31）左右两侧的伸缩杆（33），所述伸缩杆（33）连接监测环（3）及土壤湿度传感器（31），所述伸缩杆（33）上还套设有复位弹簧（34）。

3.如权利要求1所述的一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，其特征在于，所述轴承（21）通过三根连杆固定于滑筒（2）内壁上，且偏心地设置于滑筒（2）内远离土壤湿度传感器（31）一侧。

4.如权利要求1所述的一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，其特征在于，所述支撑筒（1）上在对应探针（32）位置处设有竖直的长条状的让位槽（11），所述让位槽（11）内设有橡胶密封条（12），所述橡胶密封条（12）上设有竖直的线形预开口（13），所述线形预开口（13）内均匀地设有若干探针孔（36）以供探针（32）刺入土壤。

5.如权利要求4所述的一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，其特征在于，还包括设置于支撑筒（1）顶部的止回件，以防止滑筒（2）回落；所述止回件包括方形框体（51），所述方形框体（51）内水平地设有止回针（52），还包括设置于滑筒（2）外侧壁上的阶梯状止回带（54），所述阶梯状止回带（54）竖直设置，所述止回针（52）通过压缩弹簧（53）固定于方形框体（51）内，且止回针（52）一端在压缩弹簧（53）作用下抵紧所述阶梯状止回带（54）；所述止回针（52）另一端伸出方形框体（51）且固定有拉头（55）。

6.如权利要求1所述的一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，其特征在于，所述监测环（3）及滑筒（2）上与探针（32）等高的位置处嵌有与所述探针（32）匹配的密封橡胶圈（35），所述密封橡胶圈（35）中心处设有供探针（32）穿过的探针孔（36）。

7.如权利要求1所述的一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，其特征在于，在支撑筒（1）的内侧壁上均匀地设有若干竖直的限位凸起（14），在所述滑筒（2）的外侧壁上均匀地设有若干限位槽（22），所述限位槽（22）及限位凸起（14）相互匹配。

8.如权利要求1所述的一种深基坑锚拉式支护智能化监测装置，其特征在于，所述转轴（4）上设有刻度线，转轴顶部设有横向把手（42）。

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