CN114000550B - 基坑支护的锚索应力自动化监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了基坑支护的锚索应力自动化监测系统，属于基坑监测技术领域，其包括用于对基坑侧壁进行加固的支护体，所述支护体内穿设有锚索，所述锚索的一端露出支护体侧壁设置，外露的所述锚索上由内向外依次安装有锚索应力计和穿心式千斤顶，所述穿心式千斤顶的下方设置有基座，所述基座顶面的两侧均固接有支撑台，两个所述支撑台的相对内侧滑动安装有支撑板，所述穿心式千斤顶设置于支撑板上，所述支撑台内设置有驱动支撑板升降的驱动装置。本申请具有降低锚索和锚索应力计发生偏心的可能性的效果。

Description

基坑支护的锚索应力自动化监测系统

技术领域

本申请涉及基坑监测技术领域，尤其是涉及基坑支护的锚索应力自动化监测系统。

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。现有的大型基坑或者深基坑通常会在基坑支护结构内设置用于监测支护结构的形变量和位移量的监测设备，以此监测设备对基坑的安全性进行评估和监测，以便于施工人员及时发现基坑内存在的安全隐患，并且立即采取相应措施和制定相关处理方案，避免安全事故的发生。

相关技术中公开号为CN113482068A的中国发明专利，其公开了一种基坑支护自动化监测系统，其包括围护体，围护体上设有锚索轴力监测装置，其包括穿设于围护体的锚索以及用于向锚索提供拉力的张拉机构，锚索的一端灌注于坡体，围护体开设有供锚索穿设的孔洞，张拉机构设于锚索远离坡体的一端并夹持于锚索；锚索轴力监测装置还包括锚索计，锚索计与锚索同心设置，围护体上设有角度调节组件，锚索计与张拉机构之间设有套筒，套筒与锚索计及张拉机构相抵。

上述中的相关技术方案存在以下缺陷：上述结构中锚索上设置的穿心式千斤顶，悬设于挂持架上，而基坑内或基坑周边的施工现场存在大型设备运作，如打桩机、吊车、混凝土泵车等，挂持架存在被施工设备误触而发生倒塌的可能性，此时穿心式千斤顶的重力将全部作用于锚索上，能够导致锚索和锚索应力计偏心，甚至导致锚索应力计向下发生偏移，降低了锚索应力计应力监测的准确度。

发明内容

为了降低锚索和锚索应力计发生偏心的可能性，本申请提供基坑支护的锚索应力自动化监测系统。

本申请提供的基坑支护的锚索应力自动化监测系统，采用如下的技术方案：

基坑支护的锚索应力自动化监测系统，包括用于对基坑侧壁进行加固的支护体，所述支护体内穿设有锚索，所述锚索的一端露出支护体侧壁设置，外露的所述锚索上由内向外依次安装有锚索应力计和穿心式千斤顶，所述穿心式千斤顶的下方设置有基座，所述基座顶面的两侧均固接有支撑台，两个所述支撑台的相对内侧滑动安装有支撑板，所述穿心式千斤顶设置于支撑板上，所述支撑台内设置有驱动支撑板升降的驱动装置。

通过上述技术方案，由于穿心式千斤顶设置于支撑板上，降低了穿心式千斤顶对外露锚索的负荷，从而降低了穿心式千斤顶和锚索发生偏心的可能性，这样能够提升锚索应力计应力监测的准确度；此外，操作人员通过驱动装置能够使得本设备能够对不同高度的穿心式千斤顶进行支撑。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：两个所述支撑台内均开设有空腔一，两个所述支撑台相对内侧的侧壁上均开设有通槽，所述通槽连通于空腔一，所述驱动装置包括丝杠，所述丝杠转动安装于空腔一内，所述丝杠上螺纹连接有升降块，所述空腔一的内壁上开设有限位槽一，所述升降块的周面上固接有限位块一，所述限位块一滑动安装于限位槽一内，所述支撑板的两端侧壁均固接有转动轴，两个所述升降块靠近穿心式千斤顶的一侧侧壁均开设有转动孔，两个所述转动轴一一对应的转动安装于两个转动孔内，所述基座内设置有驱动两个丝杠联动的联动机构，所述基座还设置有驱动一丝杠转动的驱动机构。

通过上述技术方案，当操作人员需要对支撑板的高度进行调整时，通过驱动驱动机构和联动机构，使得两个丝杠发生转动，升降块在限位块一和限位槽一的限位作用下，丝杠能够驱动升降块在空腔一内沿竖向滑动，进而能够对支撑板的高度进行调整，以便于本设备能够对不同高度的穿心式千斤顶进行支撑。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基座内开设有空腔二，所述空腔二连通于空腔一，所述联动机构包括两个带轮，两个所述带轮一一对应的同轴连接于两个丝杠上，且两个所述带轮均设置于空腔二内，所述联动机构还包括使两个带轮联动的皮带。

通过上述技术方案，当驱动机构驱动一丝杠转动时，丝杠驱动带轮转动，带轮驱动皮带转动，皮带驱动另一丝杠上的带轮转动，另一丝杠上的带轮驱动相应的丝杠转动，从而能够使得两个丝杠同时转动。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动机构包括安装于空腔二内的电机，所述电机的输出轴上同轴连接有蜗杆，所述空腔二的底面内壁上转动安装有驱动筒，所述驱动筒上同轴连接有蜗轮，所述蜗轮和蜗杆相互啮合，所述驱动筒顶面开设有滑动腔，所述滑动腔内滑动安装有驱动轴，所述滑动腔的内壁上开设有限位槽一，所述驱动轴的周面上固接有限位块二，所述限位块滑动安装于限位槽二内，所述驱动轴的顶面固接有插接块，所述丝杠的底面开设有插接口，所述插接块和插接口能够相互配合，所述空腔二内设置有驱动组件，所述插接块通过驱动组件插接于插接口内。

通过上述技术方案，当操作人员需要对支撑板的高度进行调整时，启动电机，电机的输出轴驱动蜗杆转动，蜗杆驱动蜗轮转动，蜗杆驱动驱动筒转动，驱动轴由于受到限位槽二和限位块二的限位作用，驱动轴能够随驱动筒转动，通过驱动驱动组件使得插接块插接于插接口内，驱动轴驱动丝杠转动，丝杠通过带轮和皮带驱动另一丝杠转动，丝杠驱动升降块沿竖向滑动，从而能够对支撑板的高度进行调整。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动组件包括设置于空腔二内的驱动板，所述驱动板转动安装于驱动轴上，所述驱动板的侧壁上固接有燕尾块，所述空腔二的内壁上开设有燕尾槽，所述燕尾块滑动安装于燕尾槽内，所述空腔二内壁上固接有固定板，所述固定板设置于带轮和驱动板之间，所述丝杠转动安装于固定板上，且贯穿固定板设置，所述固定板的底面固接有电磁铁一，所述驱动板的顶面固接有吸块，所述吸块和电磁铁一相互配合。

通过上述技术方案，操作人员通过对电磁铁一通电，吸块在电磁铁一的磁力作用下，带动驱动轴上的插接块向上移动，使得插接块插接于插接口内，从而能够使得驱动轴驱动丝杠转动。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动板和固定板之间设置有弹簧一，所述弹簧一的一端固接于固定板的底面，另一端固接于所述驱动板的顶面。

通过上述技术方案，当操作人员完成支撑板的高度调节之后，对电磁铁一断电，电磁铁一失去磁力，并且驱动板在弹簧一的弹力作用下，将向下滑动，此时插接块和插接口分离，降低了支撑板随升降块发生竖向位移的可能性。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述丝杠上同轴连接有棘轮，所述固定板上设置有棘爪，所述棘爪和棘轮能够相互啮合。

通过上述技术方案，在操作人员进行支撑板的高度调节过程中，由于棘轮和棘爪的相互配合，能够保证丝杠进行单向转动，降低了支撑板调整至理想高度后由于丝杠反转而发生回落的可能性。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固定板的顶面固接有电磁铁二，所述电磁铁二和棘爪相互配合，所述电磁铁二靠近棘爪的一侧侧壁上固接有弹簧二，所述弹簧二远离电磁铁二的一端固接于棘爪。

通过上述技术方案，操作人员对电磁铁二进行通电后，棘爪在电磁铁二的磁力作用下和棘轮分离，从而解除棘爪对棘轮的限制，此时丝杠能够恢复转动，支撑板也将恢复升降功能。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电磁铁一和电磁铁二的信号控制端电连接。

通过上述技术方案，当操作人员需要对支撑板的高度进行调整时，能够通过同时对电磁铁一和电磁铁二通电，使得插接块在电磁铁一的磁力作用下插接于插接口内，同时，棘爪在电磁铁二的磁力作用下和棘轮分离，此时不仅解除了棘爪对棘轮的限制，还使得丝杠恢复了转动；当电磁铁一和电磁铁二同时断电时，插接块和插接口分离，同时棘爪啮合于棘轮，此时不仅使得丝杠失去转动的动力源，还降低了支撑板发生回落的可能性。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

1、降低了穿心式千斤顶和锚索发生偏心的可能性，从而提升了锚索应力计应力监测的准确度；

2、由于本结构中的支撑板具备升降功能，从而能够对不同高度的穿心式千斤顶进行支撑。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的局部剖视图，主要示意支撑板、支撑台以及联动机构的构造。

图3是图2中A部分的放大示意图，主要示意驱动机构的构造。

图4是本申请实施例的局部剖视图，主要示意驱动筒、棘轮、棘爪以及电磁铁二的构造。

图5是本申请实施例的局部爆炸图，主要示意电磁铁一、吸块以及插接块的构造。

附图标记说明：

1、基坑侧壁；11、支护体；12、锚索；13、锚索应力计；14、穿心式千斤顶；2、基座；21、空腔二；211、带轮；212、皮带；22、电机；221、蜗杆；23、驱动筒；231、蜗轮；232、限位槽二；24、驱动轴；241、限位块二；242、插接块；2421、导向块；25、驱动板；251、燕尾块；252、吸块；26、燕尾槽；27、固定板；271、电磁铁一；272、棘爪；273、电磁铁二；274、弹簧二；28、弹簧一；3、支撑台；31、空腔一；311、限位槽一；32、通槽；33、丝杠；331、插接口；332、棘轮；34、升降块；341、限位块一；342、转动孔；35、电按钮；4、支撑板；41、转动轴；42、放置槽。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例中公开基坑支护的锚索应力自动化监测系统。参照图1所示，基坑支护的锚索应力自动化监测系统，包括支护体11，支护体11可由钢筋和混凝土组成，支护体11用于对基坑侧壁1进行加固；支护体11内穿设有锚索12，锚索12可由多根钢筋或者多组钢绞线制成，锚索12的一端露出支护体11侧壁设置；外露的锚索12上由内向外依次安装有锚索应力计13和穿心式千斤顶14，穿心式千斤顶14用于向锚索12提供预应力，锚索应力计13用于监测锚索12周边土体的应力变化情况，以便于施工人员及时发现基坑内存在的安全隐患，并且立即采取相应措施和制定相关处理方案，避免安全事故的发生。穿心式千斤顶14的下方设置有基座2，基座2顶面的两侧均固接有支撑台3，两个支撑台3的相对内侧沿竖向滑动安装有支撑板4，穿心式千斤顶14设置于支撑板4，支撑板4的顶面上开设有用于放置穿心式千斤顶14的放置槽42，支撑台3内设置有驱动支撑板4升降的驱动装置。

参照图2所示，两个支撑台3内均开设有空腔一31，基座2内开设有空腔二21，两个空腔一31均和空腔二21连通；两个支撑台3相对内侧的侧壁上均开设有通槽32，通槽32连通于空腔一31，驱动装置包括转动安装于空腔一31内的丝杠33，丝杠33竖直设置，丝杠33设置有两个，两个丝杠33一一对应的设置于两个空腔一31内；两个丝杠33上均螺纹连接有升降块34；两个空腔一31的内壁上均竖直开设有限位槽一311，两个升降块34的周面上均固接有限位块一341，限位块一341沿竖向滑动安装于限位槽一311内；两个升降块34相对内侧的侧壁上均开设有转动孔342，支撑板4的两端侧壁上均固接有转动轴41，转动轴41转动安装于转动孔342内；基座2内设置有驱动两个丝杠33联动的联动机构，基座2还设置有驱动一丝杠33转动的驱动机构。

当操作人员需要对支撑板4的高度进行调整时，通过驱动驱动机构和联动机构，使得两个丝杠33发生转动，升降块34在限位块一341和限位槽一311的限位作用下，丝杠33能够驱动升降块34在空腔一31内沿竖向滑动，进而能够对支撑板4的高度进行调整，以便于本设备能够对不同高度的穿心式千斤顶14进行支撑。

参照图2所示，联动机构包括设置于空腔二21内的两个带轮211，两个带轮211一一对应的同轴连接于两个丝杠33上，两个带轮211上共同套设有使两个带轮211联动的带轮211。

参照图3、图4以及图5所示，驱动机构包括电机22，电机22安装于空腔二21的底面内壁上，电机22的输出轴水平设置，电机22的输出轴上同轴连接有蜗杆221；空腔二21的底面内壁上转动安装有驱动筒23，驱动筒23竖直设置，驱动筒23上同轴连接有蜗轮231，蜗轮231和蜗杆221相互啮合；驱动筒23的顶面竖直开设有滑动腔，滑动腔内沿滑动腔的轴向滑动安装有驱动轴24；滑动腔的内壁上竖直开设有限位槽一311，驱动轴24的周面上固接有限位块二241，限位块沿竖向滑动安装于限位槽二232内；驱动轴24的顶面固接有正方体状的插接块242，插接块242的顶部固接有导向块2421，丝杠33的底面竖直开设有插接口331，插接块242和插接口331能够相互配合，空腔二21内设置有驱动插接块242插接于插接口331内的驱动组件。

当操作人员需要对支撑板4的高度进行调整时，启动电机22，电机22的输出轴驱动蜗杆221转动，蜗杆221驱动蜗轮231转动，蜗杆221驱动驱动筒23转动，驱动轴24由于受到限位槽二232和限位块二241的限位作用，驱动轴24能够随驱动筒23转动，插接块242通过驱动组件插接于插接口331中，驱动轴24驱动丝杠33转动，丝杠33通过带轮211和皮带212驱动另一丝杠33转动，丝杠33驱动升降块34沿竖向滑动，从而能够对支撑板4的高度进行调整。

参照图3和图5所示，驱动组件包括设置于空腔二21内的驱动板25，驱动板25通过轴承转动安装于驱动轴24上，驱动板25的侧壁上固接有燕尾块251，空腔二21的内壁上竖直开设有燕尾槽26，燕尾块251滑动安装于燕尾槽26内；空腔二21内壁上固接有水平设置的固定板27，固定板27设置于带轮211和驱动板25之间，丝杠33转动安装于固定板27上，且贯穿固定板27设置，固定板27的底面固接有电磁铁一271，驱动板25的顶面固接有吸块252，吸块252和电磁铁一271相互配合；固定板27的底面固接有弹簧一28，弹簧一28远离固定板27的一端固接于驱动板25的顶面。

当操作人员需要将插接块242插接于插接口331内时，通过对电磁铁一271通电，吸块252在电磁铁一271的磁力作用下，带动驱动轴24上的插接块242向上移动，使得插接块242插接于插接口331内。

参照图2、图4和图5所示，丝杠33上同轴连接有棘轮332，棘轮332设置于带轮211和固定板27之间，固定板27上设置有棘爪272，棘爪272和棘轮332能够相互啮合；固定板27的顶面固接有电磁铁二273，电磁铁二273和棘爪272相互配合，电磁铁二273靠近棘爪272的一侧侧壁上固接有弹簧二274，弹簧二274远离电磁铁二273的一端固接于棘爪272，电磁铁一271和电磁铁二273的信号控制端电连接，支撑台3的侧壁上设置有用于同时控制电磁铁一271和电磁铁二273的电按钮35。

当操作人员需要对支撑板4的高度进行调整时，能够通过按下电按钮35，同时对电磁铁一271和电磁铁二273通电，使得插接块242在电磁铁一271的磁力作用下插接于插接口331内，同时，棘爪272在电磁铁二273的磁力作用下和棘轮332分离，此时不仅解除了棘爪272对棘轮332的限制，还使得丝杠33恢复了转动；当电磁铁一271和电磁铁二273同时断电时，插接块242和插接口331分离，同时棘爪272啮合于棘轮332，此时不仅使得丝杠33失去转动的动力源，还降低了支撑板4发生回落的可能性。

本实施例的实施原理为：由于穿心式千斤顶14设置于支撑板4上，降低了穿心式千斤顶14对外露锚索12的负荷，从而降低了穿心式千斤顶14和锚索12发生偏心的可能性，这样能够提升锚索应力计13应力监测的准确度。

操作人员通过驱动装置使支撑板4能够进行高度调节，并且通过棘轮332、棘爪272以及电磁铁的配合对支撑板4固定于某一高度，从而使得本装置能够对不同高度的穿心式千斤顶14进行支撑。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依次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 (5)

1.基坑支护的锚索应力自动化监测系统，包括用于对基坑侧壁(1)进行加固的支护体(11)，所述支护体(11)内穿设有锚索(12)，所述锚索(12)的一端露出支护体(11)侧壁设置，外露的所述锚索(12)上由内向外依次安装有锚索应力计(13)和穿心式千斤顶(14)，其特征在于：所述穿心式千斤顶(14)的下方设置有基座(2)，所述基座(2)顶面的两侧均固接有支撑台(3)，两个所述支撑台(3)的相对内侧滑动安装有支撑板(4)，所述穿心式千斤顶(14)设置于支撑板(4)上，所述支撑板(4)的顶面上开设有用于放置所述穿心式千斤顶(14)的放置槽(42)，所述支撑台(3)内设置有驱动支撑板(4)升降的驱动装置；

两个所述支撑台(3)内均开设有空腔一(31)，两个所述支撑台(3)相对内侧的侧壁上均开设有通槽(32)，所述通槽(32)连通于空腔一(31)，所述驱动装置包括丝杠(33)，所述丝杠(33)转动安装于空腔一(31)内，所述丝杠(33)上螺纹连接有升降块(34)，所述空腔一(31)的内壁上开设有限位槽一(311)，所述升降块(34)的周面上固接有限位块一(341)，所述限位块一(341)滑动安装于限位槽一(311)内，所述支撑板(4)的两端侧壁均固接有转动轴(41)，两个所述升降块(34)靠近穿心式千斤顶(14)的一侧侧壁均开设有转动孔(342)，两个所述转动轴(41)一一对应的转动安装于两个转动孔(342)内，所述基座(2)内设置有驱动两个丝杠(33)联动的联动机构，所述基座(2)还设置有驱动一丝杠(33)转动的驱动机构；

所述基座(2)内开设有空腔二(21)，所述空腔二(21)连通于空腔一(31)，所述联动机构包括两个带轮(211)，两个所述带轮(211)一一对应的同轴连接于两个丝杠(33)上，且两个所述带轮(211)均设置于空腔二(21)内，所述联动机构还包括使两个带轮(211)联动的皮带(212)；

所述驱动机构包括安装于空腔二(21)内的电机(22)，所述电机(22)的输出轴上同轴连接有蜗杆(221)，所述空腔二(21)的底面内壁上转动安装有驱动筒(23)，所述驱动筒(23)上同轴连接有蜗轮(231)，所述蜗轮(231)和蜗杆(221)相互啮合，所述驱动筒(23)顶面开设有滑动腔，所述滑动腔内滑动安装有驱动轴(24)，所述滑动腔的内壁上开设有限位槽一(311)，所述驱动轴(24)的周面上固接有限位块二(241)，所述限位块二(241)滑动安装于限位槽二(232)内，所述驱动轴(24)的顶面固接有插接块(242)，所述丝杠(33)的底面开设有插接口(331)，所述插接块(242)和插接口(331)能够相互配合，所述空腔二(21)内设置有驱动组件，所述插接块(242)通过驱动组件插接于插接口(331)内；

所述驱动组件包括设置于空腔二(21)内的驱动板(25)，所述驱动板(25)转动安装于驱动轴(24)上，所述驱动板(25)的侧壁上固接有燕尾块(251)，所述空腔二(21)的内壁上开设有燕尾槽(26)，所述燕尾块(251)滑动安装于燕尾槽(26)内，所述空腔二(21)内壁上固接有固定板(27)，所述固定板(27)设置于带轮(211)和驱动板(25)之间，所述丝杠(33)转动安装于固定板(27)上，且贯穿固定板(27)设置，所述固定板(27)的底面固接有电磁铁一(271)，所述驱动板(25)的顶面固接有吸块(252)，所述吸块(252)和电磁铁一(271)相互配合。

2.根据权利要求1所述的基坑支护的锚索应力自动化监测系统，其特征在于：所述驱动板(25)和固定板(27)之间设置有弹簧一(28)，所述弹簧一(28)的一端固接于固定板(27)的底面，另一端固接于所述驱动板(25)的顶面。

3.根据权利要求2所述的基坑支护的锚索应力自动化监测系统，其特征在于：所述丝杠(33)上同轴连接有棘轮(332)，所述固定板(27)上设置有棘爪(272)，所述棘爪(272)和棘轮(332)能够相互啮合。

4.根据权利要求3所述的基坑支护的锚索应力自动化监测系统，其特征在于：所述固定板(27)的顶面固接有电磁铁二(273)，所述电磁铁二(273)和棘爪(272)相互配合，所述电磁铁二(273)靠近棘爪(272)的一侧侧壁上固接有弹簧二(274)，所述弹簧二(274)远离电磁铁二(273)的一端固接于棘爪(272)。

5.根据权利要求4所述的基坑支护的锚索应力自动化监测系统，其特征在于：所述电磁铁一(271)和电磁铁二(273)的信号控制端电连接。

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