CN210666436U - 工地的深基坑施工监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑工程技术领域，具体公开了一种工地的深基坑施工监控系统，能够对深基坑进行实时监控和危险警报，具体包括前端数据采集子系统，设置于深基坑内，用于对基坑内壁和基坑内的情况进行实时监测；终端管理子系统，与所述前端数据采集子系统通信连接。前端数据采集子系统包括水位传感器，通过在水位传感器的上方设置限位装置，让水位传感器保持竖直状态，使得水位传感器采集到的水位信息更加准确。

Description

工地的深基坑施工监控系统

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，具体公开了一种工地的深基坑施工监控系统。

背景技术

近年来，随着城市现代化建设的不断加快，在各个地市，建筑工地随处可见，在高楼的建设中，其基坑是楼房稳定的基础，而随着楼房越盖越高，其基坑的深度也越来越深，而在目前的技术中，基坑的安全防护还是采用传统的钢筋加固的方式，而采用物联网对基坑的实时监测、监控还是一片空白，这就导致了基坑在安全防范时存在监视盲区，特别是在深夜的风雨天，基坑更是存在较大的塌方危险，而如果不能对基坑进行实时的监测，一旦发生基坑塌方，对施工人员、施工设备及施工的进度均会造成严重的影响，因此，针对上述问题，确有必要对此进行解决。

专利号为CN205475180U的文件公开了一种可对建筑工地中的深基坑同时进行实时监测和危险报警的建筑工地的深基坑实时监控系统，包括：前端数据采集子系统，设置于所述基坑(1)内，用于对基坑(1)的内壁和基坑(1)内的情况进行实时监测；终端管理子系统，与所述前端数据采集子系统通信连接；所述前端数据采集子系统包括控制器、通过模数转换模块均与所述控制器连接的图像采集器 (3)、水位传感器(17)；还包括与所述控制器连接的音柱(4)、报警装置、水泵驱动器；还包括设置于基坑(1)内的水泵(16)，所述水泵驱动器还与所述水泵连接；所述水位传感器(17)设置于所述基坑(1)内；所述图像采集器(3)、报警装置和所述音柱(4)均通过支撑杆(2)设置于所述基坑(1)上方的边缘；还包括用于对基坑(1)侧壁进行实时检测的至少一个侧壁监测单元；所述侧壁监测单元包括通过模数转换模块均与所述控制器连接的倾角传感器(7)、压力传感器(11)；还包括紧贴所述基坑(1)侧壁设置的竖向检测板(5)、设置于所述基坑(1)底部的水平支撑板(14)；所述竖向检测板(5)和所述水平支撑板(14)通过斜支撑杆连接，所述斜支撑杆包括第一斜支撑杆(9)和第二斜支撑杆(10)；所述第一斜支撑杆(9)的一端与所述竖向检测板(5)的中部铰接，所述第二斜支撑杆(10)的一端与所述水平支撑板(14)的中部铰接，所述压力传感器(11)设置于所述第一斜支撑杆(9)和第二斜支撑杆(10)之间，且所述第一斜支撑杆(9)和第二斜支撑杆(10)的另一端通过压力传感器(11)连接；所述倾角传感器(7)设置于所述竖向检测板(5)上，所述侧壁监测单元还包括设置于所述竖向检测板(5)上的指示灯(8)，所述指示灯(8) 还与所述控制器连接。

通过该系统可以实现对基坑进行全方位24小时的监测，进而解决现有方式中存在监视盲点的技术问题，且该系统在使用中可以实现自行监测、自行报警的功能，同时通过该系统的监测还可以将实时的监测信息发送至后方的终端管理子系统中，便于管理人员在室内进行实时的监视。

该方案公开的水位传感器仅仅设置在深基坑的底部，面对基坑内积水突涨的情况时，基坑底部的土壤经积水的浸泡，土壤会变得湿软，此时土壤对水位传感器的底部支撑效果大大降低，水位传感器因为在土壤内部的部分不稳固，容易随着积水的流动而摇晃，从而发生倾斜或者直接从土壤出脱离，影响水位测量的准确性。

实用新型内容

为解决水位传感器平稳性差的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种工地的深基坑施工监控系统。

本实用新型技术方案如下：

工地的深基坑施工监控系统，包括终端管理子系统和前端数据采集子系统，终端管理子系统与前端数据采集子系统通信连接；所述前端数据采集子系统包括控制器、模数转换器、图像采集器、水位传感器、音柱、报警装置、水泵驱动器、水泵、支撑柱、倾角传感器、压力传感器、竖向检测板、水平支撑板、斜支撑杆和指示灯；所述竖向检测板紧贴设置在深基坑侧壁，所述水平支撑板设置于深基坑底部，所述竖向检测板与所述水平支撑板通过斜支撑杆连接，所述斜支撑杆包括第一斜支撑杆和第二斜支撑杆；所述第一斜支撑杆的一端与所述竖向检测板的中部转动铰接，所述第一斜支撑杆的另一端与所述压力传感器固定连接，所述第二斜支撑杆的一端与所述压力传感器固定连接，所述第二斜支撑杆的另一端与所述水平支撑板的中部转动铰接，所述第一斜支撑杆和第二斜支撑杆处于同一直线上；所述倾角传感器和所述指示灯设置于所述竖向检测板上，所述压力传感器、所述倾角传感器和所述指示灯还与所述控制器信号连接；所述水位传感器和所述水泵设置于深基坑底部；所述水泵与所述水泵驱动器控制连接，所述水泵驱动器与所述控制器控制连接；图像采集器与所述模数转换器信号连接，所述模数转换器与所述控制器信号连接，音柱和报警装置固定连接在支撑柱上，所述支撑柱设置于所述深基坑上方的边缘，

所述水位传感器的上方套设有限位装置，所述限位装置包括固定套筒和滑动套筒，固定套筒固定在水位传感器的上方，固定套筒上设有一号固定座，一号固定座螺纹连接有丝杆；滑动套筒位于固定套筒的下方，套设在水位传感器上，滑动套筒上设有二号固定座，二号固定座与丝杆螺纹连接；固定套筒上转动连接有若干根支撑杆，所述支撑杆以水位传感器的轴向为中心圆周分布，所述支撑杆的中部转动连接有连接杆，所述连接杆的自由端与滑动套筒转动连接。

有益效果：用户在使用时，设置在基坑底部的水位传感器可以实时监测基坑的水位，当水位上升到警戒线时，水泵可以直接将基坑内的给水抽离，防止深基坑被水侵泡，导致塌陷。压力传感器和倾角传感器也实时监测基坑侧壁的压力以及基坑侧壁的倾斜角度，反映当前基坑侧壁的状况，当深基坑的侧壁发生异常时，竖向检测板上的指示灯亮起，报警装置开始警示，施工人员根据竖向检测板上的指示灯远离即将塌方的区域，保障施工人员的安全。终端管理子系统与前端数据采集子系统通信连接，能够实时对深基坑进行监控，还能远程报警，即使恶劣天气也能够对深基坑进行安全防范。

从器件稳固方面来看，存在松脱的情况的水位传感器上，安装一个限位装置，限位装置通过调整环绕在水位传感器上的支撑杆的倾斜角度，给水位传感器提供不同方位的作用力。当水位传感器在不平整的地面，有向一侧倾倒的趋势时，调整支撑杆的倾斜角度，给水位传感器提供与水位传感器倾斜相反的方向的作用力，让水位传感器不会倾倒。

从操作方面来看，通过丝杆带动滑动套筒上下滑动，可同时控制所有支撑杆相对水位传感器的轴向转动，向水位传感器有倾倒趋向的相反方向提供一个作用力，使垂直于水位传感器轴向的水平面上的作用力为零，从而水位传感器保持水位传感器轴向垂直地面的状态。

进一步，所述支撑杆的自由端端转动连接支撑台。

有益效果：所述支撑台给所述支撑杆增加一些重量，增大支撑杆在相同倾斜角度时的作用力，从而能够抵抗由于积水冲击或土壤松动导致水位传感器向一侧倾倒的力。

进一步，所述支撑台沿着平行于水位传感器轴向的方向开设有通孔，通孔内设有螺纹杆，所述支撑台内设有对螺纹杆限位的卡槽活动连接装置，所述螺纹杆下端设有小圆锥头。

有益效果：一方面，小圆锥头给支撑杆增加一些重量，增大支撑杆在相同倾斜角度时的作用力；另一方面，通过上下位移支撑座的小圆锥头，并将圆锥头插入地面内，增加固定支撑水位传感器与地面的固定点，增加地面对水位传感器的支撑力，使水位传感器更加稳定的固定在深基坑的底部，避免水位传感器向一侧倾倒，从而使水位传感器的轴向一直与地面垂直，使检测结果保持准确。

进一步，所述卡槽活动连接装置包括固定条和弹簧，通孔的侧壁开设有矩形开口，固定条转动连接在矩形开口内部，固定条的一端位于螺纹杆上的螺纹凹槽之间，固定条的另一端与弹簧固定连接，弹簧的自由端与矩形开口的侧壁固定连接。

有益效果：本技术方案中，一方面，按压固定条，固定条平行于螺纹杆的轴向，此时螺纹杆可以在通孔内自由移动；另一方面，移除按压固定条的力，固定条在弹簧作用力下转动，固定条的一端卡在螺纹杆上的螺纹凹槽之间，实现对螺纹杆的限位。不需要转动螺纹杆，便实现螺纹杆的移动和固定，不仅省力，还方便使用。

进一步，所述竖向检测板面向深基坑侧壁的一侧设有插杆，插杆的一端与所述竖向检测板固定连接，所述插杆另一端嵌入深基坑侧壁。

有益效果：加强竖向检测板与深基坑侧壁的稳固性，竖向检测板不易从深基坑侧壁脱落。

进一步，所述水平支撑板面向深基坑底部一侧设有固定插件，固定插件一端与所述水平支撑板固定连接，固定插杆的另一端嵌入深基坑底部。

有益效果：加强水平支撑板与深基坑底部的稳固性，水平支撑板不易在深基坑底部移动。

进一步，所述水位传感器的顶端设有水平仪。

有益效果：通过水平仪可更加准确的将水位传感器限位于竖直状态。

进一步，所述水位传感器底端设有大圆锥头，所述大圆锥头与水位传感器固定连接。

有益效果：大圆锥头的设计方便水位传感器插入深基坑底部，有效固定水位传感器在深基坑底部，使水位传感器处于竖直状态，达到检测结果更加准确的效果。

进一步，所述丝杆上端设有手轮。

有益效果：方便旋转丝杆。

进一步，所述图像采集器为防水摄像机或者防水摄像头。

有益效果：避免雨水不会损坏图像采集器，影响图像信息的采集。

附图说明

图1为工地的深基坑施工监控系统实施例一的基坑剖面结构示意图；

图2为工地的深基坑施工监控系统实施例一水位传感器的局部视图；

图3为工地的深基坑施工监控系统实施例二卡槽活动连接装置的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：图像采集器1、音柱2、倾角传感器3、插杆4、压力传感器5、指示灯6、第一斜支撑杆7、第二斜支撑杆8、水平支撑板 9、水泵10、支撑柱11、竖向检测板12、水位传感器13、大圆锥头14、连接杆 15、滑动套筒16、固定套筒17、丝杆18、水平仪19、一号固定座20、二号固定座21、手轮22、支撑杆23、小圆锥头24、支撑台25、卡槽活动连接装置26、螺纹杆27、弹簧28、固定条29、矩形通孔30。

实施例一

工地的深基坑施工监控系统，包括终端管理子系统和前端数据采集子系统，终端管理子系统与前端数据采集子系统通信连接；如图1所示，前端数据采集子系统包括控制器、模数转换器、图像采集器、水位传感器13、音柱2、报警装置、水泵10驱动器、水泵10、支撑柱11、倾角传感器3、压力传感器5、竖向检测板12、水平支撑板9、斜支撑杆23、指示灯6；竖向检测板12面向深基坑侧壁的一侧焊接有插杆4，插杆4的一端嵌入深基坑侧壁。在本实施例中，竖向检测板12焊接有插杆4，水平支撑板9面向深基坑底部的一侧焊接有固定插杆4，固定插杆4的一端垂直嵌入深基坑底部。斜支撑杆23包括第一斜支撑杆7和第二斜支撑杆8，第一斜支撑杆7的一端与竖向检测板12转动铰接，第一斜支撑杆7 的另一端与压力传感器5焊接；第二斜支撑杆8与第一斜支撑杆7处于同一直线上，第二斜支撑杆8的一端与压力传感器5焊接，第二斜支撑杆8的另一端与水平支撑板9转动铰接。竖向检测板12上焊接有倾角传感器3和指示灯6，水位传感器13和水泵10嵌入深基坑底部固定。

支撑柱11嵌入深基坑上方边缘的土壤内，图像采集器、音柱2和报警装置均焊接在支撑柱11上。图像采集器为防水摄像机或者防水摄像头，在本实施例中，图像采集器优选为防水摄像头。

图像采集器与模数转换器信号连接，模数转换器、图像采集器压力传感器5、倾角传感器3、水位传感器13和指示灯6均与控制器信号连接。水泵10与水泵 10驱动器控制连接，水泵10驱动器、音柱2和报警装置均与控制器控制连接。本实施例中，压力传感器选用微型压力ZZ110-012，倾角传感器为倾角传感器 MQJD。

如图2所示，水位传感器13的顶端粘接有水平仪19，水位传感器13的底端设有大圆锥头14，本实施例中，水位传感器13的底端的管壁上有螺纹，大圆锥头14与水位传感器13的管壁螺纹连接，其他是实例中，大圆锥头还可以焊接在水位传感器13的底端。水位传感器13的的上端套设有限位装置，限位装置包括固定套筒17和滑动套筒16，固定套筒17焊接在水位传感器13的上端，固定套筒17上焊接有一号固定座20，一号固定座20螺纹连接有丝杆18，丝杆18 的上端焊接有手轮22；滑动套筒16位于固定套筒17的下方，套设在水位传感器13上，滑动套筒16上焊接有二号固定座21，二号固定座21与丝杆18螺纹连接；在本实施例中，固定套筒17上销轴连接有三根支撑杆23，销轴垂直于水位传感器13的轴向，在其他实施例中，支杆组件的数量可由本领域技术人员根据实际情况选择，支撑杆23以水位传感器13的轴向为中心圆周分布；支撑杆 23的中部销轴连接有连接杆15，销轴垂直于水位传感器13的轴向，支撑杆23 的自由端，连接杆15的自由端与滑动套筒16转动连接。

支撑杆23的自由端销轴连接有支撑台25，销轴垂直于水位传感器13的轴向；支撑台25沿着平行于水位传感器13轴向的方向开设有通孔，通孔内设有螺纹杆27；螺纹杆27与支撑台25螺纹连接，螺纹杆27下端焊接有小圆锥头24。

水位传感器13的具体使用方法，检测基坑内水位时，通过将水位传感器13 一端的大圆锥头14插入基坑底部的泥土中，通过目测水位传感器13上端的水平仪19，使水位传感器13的轴向垂直于地面。此时，通过手轮22带动丝杆18转动，带动滑动套筒16在水位传感器13上滑动，从而调节所有支撑杆23相对水位传感器13的轴向上转动的角度，使水位传感器13的轴向稳定垂直与地面，停止转动手轮22；然后，转动螺纹杆27，使螺纹杆27上的小圆锥头24插入地面，停止螺纹杆27的转动。

倾角传感器3可以对基坑的侧壁是否发生倾斜进行判断，同时本设计的压力传感器5也可以对基坑的侧壁是否发生倾斜进行判断，且两者的结合使用可以提高本系统监测数据的准确性；同时本设计的水位传感器13可以对基坑内的水位进行监视，并可通过控制器还可以控制水泵10将基坑内的水排出，确保基坑的安全，而本系统对基坑所监测的数据将实时的传递给终端管理子系统中，而一旦基坑的侧壁出现倾斜、存在塌方倾向时、或基坑内存在积水时，其前端数据采集子系统中的报警装置和音柱2将发出报警信号，同时，其竖向检测板12上的指示灯6也将发出指示信息，以便施工人员准确找到出现问题的区域；而本系统中的终端管理子系统在接收前端数据采集子系统采集深基坑的实况信息，同时，终端管理子系统也会与报警装置实现联动，以提醒管理人员和现场人员的注意，而危险源在规定时间内仍未解决时，其管理员还可以通过基坑边缘的音柱2，指示现场的人员前去处理。

实施例二

工地的深基坑施工监控系统，与实施例一的区别之处在于：如图3所示，支撑台25内设有对螺纹杆27限位的卡槽活动连接装置26，卡槽活动连接装置26 包括固定条29和弹簧28，通孔的侧壁开设有矩形开口，固定条29转动连接在矩形开口内部，固定条29的一端位于螺纹杆27上的螺纹凹槽之间，固定条29 的另一端与弹簧28固定连接，弹簧28的自由端与巨星开口的侧壁连接，本实施例中，弹簧28使用的是拉簧。

卡槽活动连接装置26的具体使用方法，初始状态，固定条29处于倾斜状态，当地面不平时，按住固定条29，固定条29处于平行螺纹杆27轴向的状态，弹簧28被拉伸发生形变，此时，通孔内的螺纹杆27可以自由移动。当螺纹杆27 移动到目标位置后，撤除按压在固定条29上的力，固定条29在弹簧28回弹的作用力下，恢复倾斜状态，固定条29的一端卡再螺纹杆27的螺纹凹槽之间，对螺纹杆27进行限位，螺纹杆27停止移动。

以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.工地的深基坑施工监控系统，包括终端管理子系统和前端数据采集子系统，终端管理子系统与前端数据采集子系统通信连接；所述前端数据采集子系统包括控制器、模数转换器、图像采集器、水位传感器、音柱、报警装置、水泵驱动器、水泵、支撑柱、倾角传感器、压力传感器、竖向检测板、水平支撑板、斜支撑杆和指示灯；所述竖向检测板紧贴设置在深基坑侧壁，所述水平支撑板设置于深基坑底部，所述竖向检测板与所述水平支撑板通过斜支撑杆连接，所述斜支撑杆包括第一斜支撑杆和第二斜支撑杆；所述第一斜支撑杆的一端与所述竖向检测板的中部转动铰接，所述第一斜支撑杆的另一端与所述压力传感器固定连接，所述第二斜支撑杆的一端与所述压力传感器固定连接，所述第二斜支撑杆的另一端与所述水平支撑板的中部转动铰接，所述第一斜支撑杆和第二斜支撑杆处于同一直线上；所述倾角传感器和所述指示灯设置于所述竖向检测板上，所述压力传感器、所述倾角传感器和所述指示灯还与所述控制器信号连接；所述水位传感器和所述水泵设置于深基坑底部；所述水泵与所述水泵驱动器控制连接，所述水泵驱动器与所述控制器控制连接；图像采集器与所述模数转换器信号连接，所述模数转换器与所述控制器信号连接，音柱和报警装置固定连接在支撑柱上，所述支撑柱设置于所述深基坑上方的边缘，其特征在于，

所述水位传感器的上方套设有限位装置，所述限位装置包括固定套筒和滑动套筒，固定套筒固定在水位传感器的上方，固定套筒上设有一号固定座，一号固定座螺纹连接有丝杆；滑动套筒位于固定套筒的下方，套设在水位传感器上，滑动套筒上设有二号固定座，二号固定座与丝杆螺纹连接；固定套筒上转动连接有若干根支撑杆，所述支撑杆以水位传感器的轴向为中心圆周分布，所述支撑杆的中部转动连接有连接杆，所述连接杆的自由端与滑动套筒转动连接。

2.如权利要求1所述工地的深基坑施工监控系统，其特征在于：所述支撑杆的自由端转动连接有支撑台。

3.如权利要求2所述工地的深基坑施工监控系统，其特征在于：所述支撑台沿着平行于水位传感器轴向的方向开设有通孔，通孔内设有螺纹杆，所述支撑台内设有对螺纹杆限位的卡槽活动连接装置，所述螺纹杆下端设有小圆锥头。

4.如权利要求3所述工地的深基坑施工监控系统，其特征在于：所述卡槽活动连接装置包括固定条和弹簧，通孔的侧壁开设有矩形开口，固定条转动连接在矩形开口内部，固定条的一端位于螺纹杆上的螺纹凹槽之间，固定条的另一端与弹簧固定连接，弹簧的自由端与矩形开口的侧壁固定连接。

5.如权利要求1所述工地的深基坑施工监控系统，其特征在于：所述竖向检测板面向深基坑侧壁的一侧设有插杆，插杆的一端与所述竖向检测板固定连接，所述插杆另一端嵌入深基坑侧壁。

6.如权利要求1所述工地的深基坑施工监控系统，其特征在于：所述水平支撑板面向深基坑底部一侧设有固定插件，固定插件一端与所述水平支撑板固定连接，固定插杆的另一端嵌入深基坑底部。

7.如权利要求1所述工地的深基坑施工监控系统，其特征在于：所述水位传感器的顶端设有水平仪。

8.如权利要求1所述工地的深基坑施工监控系统，其特征在于：所述水位传感器底端设有大圆锥头，所述大圆锥头与水位传感器的固定连接。

9.如权利要求1所述工地的深基坑施工监控系统，其特征在于：所述丝杆上端设有手轮。

10.如权利要求1所述工地的深基坑施工监控系统，其特征在于：所述图像采集器为防水摄像机或者防水摄像头。

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