CN113789822B - 基坑监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基坑监测装置，包括底座；支撑杆，设于底座上；连接杆，设于支撑杆上；抵接件，铰接于连接杆远离支撑杆的一端；滑移杆，设于抵接件靠近连接杆的一侧，连接杆上设有供连接杆穿设滑移的滑移槽；压缩弹簧，套设于滑移杆上；压力检测件，用于检测压缩弹簧与连接杆之间的压力并转换为压力检测信号；比较模块，连接于压力检测件以接收压力检测信号并输出比较信号；基准模块，连接于比较模块为比较模块提供基准信号；控制模块，连接于比较模块接收比较信号并输出控制信号；以及警示模块，连接于控制模块接收控制信号并响应于控制信号；当压力检测信号大于基准信号时，警示模块告警；反之，不告警。本申请具有全天候监测基坑侧壁的效果。

Description

基坑监测装置

技术领域

本申请涉及建筑施工的领域，尤其是涉及一种基坑监测装置。

背景技术

基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。基坑坍塌是工程施工过程中发生次数相对较多的安全事故，不仅仅带来大量经济损失还会造成人员伤亡。

相关技术中，为了避免基坑坍塌带来的各种问题，通常是每隔一段时间采用全站仪等设备对基坑的侧壁做变形位移检测，以及时发现基坑坍塌前兆，并提示相关工作人员做出反应。

针对上述中的相关技术，发明人认为采用全站仪等设备对基坑的侧壁做变形位移监测，人工依赖性较强，难以做到全天候的监测，尚有改进的空间。

发明内容

为了全天候检测基坑侧壁，降低基坑侧壁监测的人工依赖性，本申请提供一种基坑监测装置。

本申请提供的一种基坑监测装置采用如下的技术方案：

一种基坑监测装置，包括：

底座，固定于基坑的底部；

支撑杆，设于所述底座上；

连接杆，数量至少为一个且设于所述支撑杆上，所述连接杆与支撑杆呈垂直设置；

抵接件，一一对应铰接于连接杆远离支撑杆的一端且用于抵接基坑的内侧壁；

滑移杆，设于抵接件靠近连接杆的一侧，所述连接杆上设有供滑移杆穿设滑移的滑移槽；

压缩弹簧，套设于滑移杆上，以使抵接件保持有滑离连接杆的趋势；

压力检测件，套设于滑移杆上，所述压力检测件设于压缩弹簧和连接杆之间，所述压力检测件用于检测压缩弹簧与连接杆之间的压力并转换为压力检测信号；

比较模块，连接于压力检测件以接收压力检测信号并输出比较信号；

基准模块，连接于比较模块以为比较模块提供基准信号；

控制模块，连接于比较模块以接收比较信号并输出控制信号；以及

警示模块，连接于控制模块以接收控制信号并响应于控制信号；

当压力检测信号大于基准信号时，警示模块告警；反之，不告警。

通过采用上述技术方案，当基坑的侧壁向内发生位移时，驱使抵接件向靠近支撑杆的方向移动，抵接件驱使压缩弹簧压缩，压力检测件输出的压力检测信号增大，当压力检测信号大于基准信号时，警示模块告警，无需人工干预，实现了基坑侧壁的全天候检测。

可选的，所述连接杆靠近支撑杆的一端固定有滑移套，所述滑移套套设于连接杆上且与连接杆滑移连接，所述滑移套上螺纹连接有两个呈相对设置且压紧连接杆的锁定螺钉。

通过采用上述技术方案，使得连接杆滑移连接于支撑杆上，以方便调节连接杆于支撑杆上的高度。

可选的，所述抵接件包括第一铰接板和第二铰接板，所述第一铰接板与所述第二铰接板分别设于滑移杆的两侧，所述第一铰接板与所述第二铰接板毗邻的一端均铰接于滑移杆远离支撑杆的一端。

通过采用上述技术方案，第一铰接板与第二铰接板均铰接于滑移杆上，使得基坑监测装置即可以监测基坑单个侧壁，也可以同时检测基坑拐角处的两个侧壁，提高了基坑监测装置的适用范围。

可选的，所述第一铰接板靠近连接杆的一侧铰接有第一连杆，所述第二铰接板靠近连接杆的一侧铰接有第二连杆，所述第一连杆远离第一铰接板的一端与所述第二连杆远离第二铰接板的一端铰接，所述第一连杆与所述第二连杆通过铰接轴铰接。

通过采用上述技术方案，使得第一铰接板与第二铰接板相对滑移杆的夹角能够同步调节，提高了第一铰接板与第二铰接板的角度调节效率。

可选的，所述第一铰接板与所述第二铰接板关于连接杆对称，所述第一连杆与所述第二连杆关于连接杆对称，所述滑移杆上设有供铰接轴穿设的穿设孔，所述铰接轴远离第一连杆的一端螺纹连接有配合第一连杆夹紧滑移杆的夹紧螺母。

通过采用上述技术方案，第一铰接板与第二铰接板的夹角调节完成之后，能够通过第一连杆与夹紧螺母夹紧滑移杆，以对第一铰接板与第二铰接板进行锁定。

可选的，所述连接杆铰接于所述滑移套上，所述连接杆靠近滑移套的一端设有两个铰接片，两所述铰接片夹持于滑移套的两侧，所述铰接片上设有供锁定螺钉的螺柱穿设的通孔；

当连接杆呈水平设置时，连接杆靠近支撑杆的一端与滑移套抵接；当连接杆呈竖直设置时，连接杆贴合于支撑杆的一侧。

通过采用上述技术方案，使得基坑监测装置在不使用时，连接杆能够收纳于支撑杆的一侧，减少了基坑监测装置不使用时占用面积。

可选的，还包括设于滑移杆远离抵接件一端的调节组件，所述调节组件包括：

螺柱，设于滑移杆远离抵接件的一端且与滑移杆呈同心设置，所述螺柱与所述滑移杆螺纹连接，所述螺柱的一端伸出滑移杆；以及

调节杆，穿设于螺柱伸出滑移杆的一端且与螺柱滑移连接，所述连接杆上设有与滑移槽互相连通的缺槽，所述调节杆伸出螺柱的两段可同时嵌设于缺槽内，所述调节杆可于嵌槽内滑动。

通过采用上述技术方案，使得握持调节杆于缺槽内绕螺柱的轴线转动，以驱使螺柱转动，调节滑移杆伸出滑移槽的长度。

可选的，所述调节杆的两端设有限位块，所述限位块可经缺槽滑移至滑移槽内，所述限位块可于滑移槽内绕螺柱转动。

通过采用上述技术方案，限位块对调节杆进行限位，使得拉动调节杆相对螺柱移动时不易从螺柱上滑离，提高了调节杆使用时的稳定性。

可选的，所述底座的下侧固定有插锥。

通过采用上述技术方案，插锥插接于基坑的坑底，使得底座与基坑的坑底连接得更加牢固。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.当基坑的侧壁向内发生位移时，驱使抵接件向靠近支撑杆的方向移动，抵接件驱使压缩弹簧压缩，压力检测件输出的压力检测信号增大，当压力检测信号大于基准信号时，警示模块告警，无需人工干预，实现了基坑侧壁的全天候检测；

2.第一铰接板与第二铰接板均铰接于滑移杆上，使得基坑监测装置即可以监测基坑单个侧壁，也可以同时检测基坑拐角处的两个侧壁，提高了基坑监测装置的适用范围。

附图说明

图1是本申请实施例的一种基坑监测装置的结构示意图。

图2是本申请实施例的压力检测件与比较模块、基准模块、控制模块、警示模块的电路连接图。

图3是本申请实施例的支撑杆与滑移套、锁定螺钉、铰接片、连接杆的爆炸示意图。

图4是本申请实施例的连接杆收纳于支撑杆一侧时的结构示意图。

图5是本申请实施例的滑移杆与连接杆、压缩弹簧、压力检测件、调节组件的结构示意图。

图6是本申请实施例的滑移杆与抵接件、第一连杆、第二连杆、铰接轴、夹紧螺母的爆炸示意图。

附图标记说明：10、底座；11、插锥；20、支撑杆；30、连接杆；31、滑移槽；32、滑移套；321、锁定螺钉；33、铰接片；331、通孔；332、第一连接片；333、第二连接片；34、缺槽；40、抵接件；41、第一铰接板；411、第一连杆；412、铰接轴；413、夹紧螺母；42、第二铰接板；421、第二连杆；50、滑移杆；51、穿设孔；52、凸环；60、压缩弹簧；70、压力检测件；80、比较模块；90、基准模块；100、控制模块；110、警示模块；120、调节组件；121、螺柱；1211、穿孔；122、调节杆；123、限位块。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基坑监测装置。参照图1、2，基坑监测装置包括底座10、支撑杆20、连接杆30、抵接件40、滑移杆50、压缩弹簧60、压力检测件70、比较模块80、基准模块90、控制模块100和警示模块110。底座10固定于基坑的坑底，底座10用于提供支撑，支撑杆20固定于底座10上，支撑杆20从底座10向上延伸设置。连接杆30设于支撑杆20上，支撑杆20朝向基坑的侧壁延伸设置，滑移杆50穿设于支撑杆20朝向基坑侧壁的一端，滑移杆50与连接杆30滑移连接。抵接件40连接于滑移杆50远离支撑杆20的一端，抵接件40用于抵接基坑的侧壁，压缩弹簧60套设于滑移杆50上，压缩弹簧60位于抵接件40与连接杆30之间，压力检测件70套设于滑移杆50上，压力检测件70位于压缩弹簧60和连接杆30之间，压力检测件70用于检测压缩弹簧60与连接杆30之间的压力并转换为压力检测信号。比较模块80连接于压力检测件70以接收压力检测信号并输出比较信号，基准模块90连接于比较模块80以为比较模块80提供基准信号，控制模块100连接于比较模块80以接收比较信号并输出控制信号，警示模块110连接于控制模块100以接收控制信号并响应于控制信号。当基坑的侧壁向基坑内发生位移时，抵接件40向靠近支撑杆20的方向移动驱使压缩弹簧60压缩，压力检测件70的压力检测信号大于预设的基准信号，警示模块110告警。

参照图1、2，压力检测件70为环形压力传感器。

参照图1、2，比较模块80为比较器N1，比较器N1的型号为LM393；基准装置包括第一电阻R1和第一电位器RW1，第一电阻R1的阻值为80KΩ，第一电位器RW1的型号为3296W，标称阻值范围为10Ω-2MΩ。

比较器N1的同相输入端与压力传感器的输出端连接，比较器N1的反相输入端分别与第一电阻R1的一端以及第一电位器RW1的一端连接，第一电位器RW1的另一端与电源VCC连接，第一电阻R1的另一端与地GND连接。

当压力检测信号小于基准信号时，比较器N1输出低电平的比较信号；当压力检测信号大于基准信号时，比较器N1输出高电平的比较信号。

参照图1、2，控制模块100包括第一三极管Q1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电磁继电器KM1和第一电容器C1；第一三极管Q1为PNP型的三极管且型号为2SC4019，其中第一三极管的导通阈值为0.7V；第二电阻R2的阻值为3KΩ，第三电阻R3的阻值为1.5KΩ，第一电磁继电器KM1的型号为hh52p且为常开型，第一电容器C1的电容值为200pF。

第一三极管Q1的基极分别与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第一电容器C1的一端连接，第二电阻R2的另一端与第一电容器C1的另一端、比较器N1的输出端连接，第三电阻R3的另一端分别与第一三极管Q1的发射极、地GND连接；第一电磁继电器KM1的一端与第一三极管Q1的集电极连接，第一电磁继电器KM1的另一端与电源VCC连接。

参照图1、2，警示模块110可以是声音警示，可以是灯光警示，也可以是短信警示，本实施例中警示模块110以声音警示为例进行介绍，警示模块110包括发声器SP与第四电阻R4；发声器SP的型号为NMD12065YB，第四电阻R4的阻值为2KΩ；第四电阻R4的一端与地GND连接，另一端与发声器SP的一端连接，发声器SP的另一端与第一电磁继电器KM1常开触点KM1-1的一端连接，第一电磁继电器KM1常开触点KM1-1的另一端与电源VCC连接。

当压力检测信号大于基准信号时，比较模块80输出高电平，第一三极管Q1导通，第一电磁继电器KM1常开触点KM1-1闭合，发声器SP得电发声告警；反之，比较模块80输出低电平，第一三极管Q1不导通，第一电磁继电器KM1常开触点KM1-1保持开启，发声器SP不得电。

参照图1、3，底座10的下侧固定插锥11，插锥11呈锥形设置，插锥11的直径从上至下逐渐减小，以方便将插锥11插接于基坑的坑底，使底座10与基坑的底部连接得更加牢固。

支撑杆20呈圆管状设置，连接杆30呈圆管状设置，连接杆30可以直接固定于支撑杆20上，也可以铰接于连接杆30上，本实施例中连接杆30以铰接于支撑杆20上为例进行介绍。具体地，连接杆30靠近支撑杆20的一端铰接有滑移套32，滑移套32套设于支撑杆20上且与支撑杆20滑移连接，滑移套32上螺纹连接有两个锁定螺钉321，两个锁定螺钉321呈相对设置，锁定螺钉321用于挤压支撑杆20，以将滑移套32锁定于支撑杆20上。当需要调节滑移套32的高度时，旋松锁定螺钉321，移动滑移套32至需要的高度，旋紧锁定螺钉321，将滑移套32固定于支撑杆20上。

连接杆30的两侧均固定有铰接片33，两个铰接片33夹持于滑移套32的两侧，铰接片33包括第一连接片332和第二连接片333，第一连接片332与第二连接片333毗邻的一端呈一体设置，第一连接片332与第二连接片333的夹角可以为锐角，也可以为直角，还可以为钝角，本实施例中第一连接片332与第二连接片333的夹角以直角为例进行介绍。第一连接片332远离第二连接片333的一端开设有通孔331，通孔331供锁定螺钉321的螺柱121穿设，以将铰接片33铰接于滑移套32上，第二连接片333远离第一连接片332的一端与连接杆30固定连接。

参照图3、4，不使用时，连接杆30可以通过铰接片33翻转收纳于支撑杆20的一侧，以节省基坑监测装置占用的空间。

参照图5、6，滑移杆50呈圆柱状设置，连接杆30远离支撑杆20的一端开设有滑移槽31，滑移槽31与连接杆30呈同心设置，滑移杆50靠近支撑杆20的一端穿设于滑移槽31内且与连接杆30滑移连接，滑移杆50的另一端伸出滑移槽31。

抵接件40可以固定于滑移杆50伸出滑移槽31的一端，也可以铰接于滑移杆50伸出滑移槽31的一端，本实施例中抵接件40以铰接于滑移杆50伸出滑移槽31的一端为例进行介绍。具体地，抵接件40包括第一铰接板41和第二铰接板42，第一铰接板41和第二铰接板42关于滑移杆50的轴线对称，第一铰接板41和第二铰接板42毗邻的一端均铰接于滑移杆50伸出滑移槽31的一端，以方便对铰接件进行收纳，同时第一铰接板41和第二铰接板42的夹角可以根据基坑侧壁拐角处的夹角进行调节。当第一铰接板41和第二铰接板42均与滑移杆50的轴线垂直时，第一铰接板41与第二铰接板42毗邻的一端重合，第一铰接板41与第二铰接板42共面，第一铰接板41和第二铰接板42还可以分别收纳于滑移杆50的两侧。

为了同时调节第一铰接板41与滑移杆50的夹角以及第二铰接板42与滑移杆50的夹角，第一铰接板41上铰接有第一连杆411，第二铰接板42上铰接有第二连杆421，第一连杆411与第二连杆421铰接。具体地，第一连杆411的一端与第一铰接板41靠近滑移杆50的一侧铰接，第二连杆421的一端与第二铰接板42靠近滑移杆50的一侧铰接，第一连杆411的另一端与第二连杆421的另一端铰接，第一连杆411与第二连杆421的结构相同，第一连杆411与第二连杆421通过铰接轴412铰接，本实施例中铰接轴412为螺钉。

为了对夹角调节完成之后的第一铰接板41与第二铰接板42进行锁定，滑移杆50靠近第一铰接板41的一侧开设有穿设孔51，穿设孔51呈长腰形设置，穿设孔51的长度方向与滑移杆50的轴线互相平行，穿设孔51供铰接轴412的螺柱121穿设，铰接轴412的螺柱121上螺纹连接有夹紧螺母413，夹紧螺母413配合铰接轴412的螺头夹紧滑移杆50，以将第一连杆411与第二连杆421锁定于滑移杆50上，进而对夹角调节完成之后的第一铰接板41与第二铰接板42进行锁定。

为了使得第一连杆411和第二连杆421不影响压缩弹簧60的形变量，滑移杆50靠近第一铰接板41的外侧壁上一体设有凸环52，凸环52位于压缩弹簧60与穿设孔51之间，压缩弹簧60靠近第一铰接板41的一端压紧凸环52，压缩弹簧60远离第一铰接板41的一端压紧压力检测件70。

为了便于微调滑移杆50伸出滑移槽31的长度，基坑监测装置还包括调节组件120，调节组件120包括螺柱121和调节杆122。螺柱121穿设于滑移杆50于滑移槽31内的一端，螺柱121与滑移杆50呈同心设置，螺柱121与滑移杆50螺纹连接，螺柱121远离滑移杆50的一端伸出滑移杆50。螺柱121伸出滑移杆50的一端开设有穿孔1211，穿孔1211的轴线与螺柱121的轴线互相垂直，穿孔1211贯穿螺柱121，调节杆122穿设于穿孔1211内且与螺柱121滑移连接，调节杆122呈圆柱状设置，连接杆30远离抵接件40的外侧壁上开设有缺槽34，缺槽34与滑移槽31互相连通，调节杆122伸出螺柱121的两段可同时嵌设于缺槽34内，调节杆122可于缺槽34内沿螺柱121的轴向以及周向滑动，以方便握持调节杆122转动螺柱121，以及为调节杆122向靠近支撑杆20的方向滑移留出空间。当需要微调滑移杆50伸出滑移槽31的长度时，拉动调节杆122使得调节杆122的一端嵌设于滑移槽31内，控制调节杆122于缺槽34内转动180°，再拉动调节杆122使得调节杆122的另一端嵌设于滑移槽31内，控制调节杆122于缺槽34内转动180°，来驱使螺柱121转动，微调滑移杆50伸出滑移槽31的长度。

为了使得拉动调节杆122于穿孔1211内滑移时不易从穿孔1211内滑离，调节杆122的两端均设有限位块123，本实施例中限位块123为螺母，螺母螺纹连接于调节杆122的两端，螺母可经缺槽34滑移至滑移槽31内并于滑移槽31内绕螺柱121转动。

本申请实施例一种基坑监测装置的实施原理为：根据基坑侧壁的夹角调节第一铰接板41与第二铰接板42的夹角，并通过铰接轴412与夹紧螺母413配合夹紧滑移杆50对第一铰接板41与第二铰接板42进行锁定，再通过调节组件120调节滑移杆50伸出滑移槽31的长度，此时压缩弹簧60处于压缩状态，调节杆122与缺槽34远离支撑杆20的侧壁抵接，压力检测信号小于基准信号，将底座10通过插锥11插接固定于基坑靠近基坑侧壁的坑底，使得第一铰接板41与第二铰接板42均和基坑的侧壁抵接。当与第一铰接板41、第二铰接板42对应位置的基坑侧壁向内发生位移时，第一铰接板41与第二铰接板42向靠近支撑杆20的方向移动驱使压缩弹簧60压缩，压力检测信号增大，当压力检测信号大于基准信号时，比较模块80输出高电平，第一三极管Q1导通，第一电磁继电器KM1常开触点KM1-1闭合，发声器SP得电发声告警。

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)

1.一种基坑监测装置，其特征在于，包括：

底座（10），固定于基坑的底部；

支撑杆（20），设于所述底座（10）上；

连接杆（30），数量至少为一个且设于所述支撑杆（20）上，所述连接杆（30）与支撑杆（20）呈垂直设置；

抵接件（40），一一对应铰接于连接杆（30）远离支撑杆（20）的一端且用于抵接基坑的内侧壁；

滑移杆（50），设于抵接件（40）靠近连接杆（30）的一侧，所述连接杆（30）上设有供滑移杆（50）穿设滑移的滑移槽（31）；

压缩弹簧（60），套设于滑移杆（50）上，以使抵接件（40）保持有滑离连接杆（30）的趋势；

压力检测件（70），套设于滑移杆（50）上，所述压力检测件（70）设于压缩弹簧（60）和连接杆（30）之间，所述压力检测件（70）用于检测压缩弹簧（60）与连接杆（30）之间的压力并转换为压力检测信号；

比较模块（80），连接于压力检测件（70）以接收压力检测信号并输出比较信号；

基准模块（90），连接于比较模块（80）以为比较模块（80）提供基准信号；

控制模块（100），连接于比较模块（80）以接收比较信号并输出控制信号；以及

警示模块（110），连接于控制模块（100）以接收控制信号并响应于控制信号；

当压力检测信号大于基准信号时，警示模块（110）告警；反之，不告警；

所述抵接件（40）包括第一铰接板（41）和第二铰接板（42），所述第一铰接板（41）与所述第二铰接板（42）分别设于滑移杆（50）的两侧，所述第一铰接板（41）与所述第二铰接板（42）毗邻的一端均铰接于滑移杆（50）远离支撑杆（20）的一端；

所述第一铰接板（41）靠近连接杆（30）的一侧铰接有第一连杆（411），所述第二铰接板（42）靠近连接杆（30）的一侧铰接有第二连杆（421），所述第一连杆（411）远离第一铰接板（41）的一端与所述第二连杆（421）远离第二铰接板（42）的一端铰接，所述第一连杆（411）与所述第二连杆（421）通过铰接轴（412）铰接；

所述第一铰接板（41）与所述第二铰接板（42）关于连接杆（30）对称，所述第一连杆（411）与所述第二连杆（421）关于连接杆（30）对称，所述滑移杆（50）上设有供铰接轴（412）穿设的穿设孔（51），所述铰接轴（412）远离第一连杆（411）的一端螺纹连接有配合第一连杆（411）夹紧滑移杆（50）的夹紧螺母（413）。

2.根据权利要求1所述的一种基坑监测装置，其特征在于：所述连接杆（30）靠近支撑杆（20）的一端铰接有滑移套（32），所述滑移套（32）套设于支撑杆（20）上且与支撑杆（20）滑移连接，所述滑移套（32）上螺纹连接有两个呈相对设置且压紧支撑杆（20）的锁定螺钉（321）。

3.根据权利要求2所述的一种基坑监测装置，其特征在于：所述连接杆（30）靠近滑移套（32）的一端设有两个铰接片（33），两所述铰接片（33）夹持于滑移套（32）的两侧，所述铰接片（33）上设有供锁定螺钉（321）的螺柱（121）穿设的通孔（331）；

当连接杆（30）呈水平设置时，连接杆（30）靠近支撑杆（20）的一端与滑移套（32）抵接；当连接杆（30）呈竖直设置时，连接杆（30）贴合于支撑杆（20）的一侧。

4.根据权利要求1所述的一种基坑监测装置，其特征在于，还包括设于滑移杆（50）远离抵接件（40）一端的调节组件（120），所述调节组件（120）包括：

螺柱（121），设于滑移杆（50）远离抵接件（40）的一端且与滑移杆（50）呈同心设置，所述螺柱（121）与所述滑移杆（50）螺纹连接，所述螺柱（121）的一端伸出滑移杆（50）；以及

调节杆（122），穿设于螺柱（121）伸出滑移杆（50）的一端且与螺柱（121）滑移连接，所述连接杆（30）上设有与滑移槽（31）互相连通的缺槽（34），所述调节杆（122）伸出螺柱（121）的两段可同时嵌设于缺槽（34）内，所述调节杆（122）可于嵌槽内滑动。

5.根据权利要求4所述的一种基坑监测装置，其特征在于：所述调节杆（122）的两端设有限位块（123），所述限位块（123）可经缺槽（34）滑移至滑移槽（31）内，所述限位块（123）可于滑移槽（31）内绕螺柱（121）转动。

6.根据权利要求1所述的一种基坑监测装置，其特征在于：所述底座（10）的下侧固定有插锥（11）。

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