CN210975914U - 一种基坑支护结构内力监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基坑支护结构内力监测装置，包括BOTDR解调仪、钢管，钢管的外表面间隔的设置数个光纤光栅表面应变计，所述光纤光栅表面应变计的两端通过固定装置固定在钢管上；其中光纤光栅表面应变计之间通过传感光纤连接在一起，传感光纤的两个自由端分别与BOTDR解调仪电连接；所述光纤光栅表面应变计用于感测钢管的变形和/或位移，所述传感光纤用于传递变形和/或位移。本实用新型结构简单，通过分布在钢管上光纤光栅表面应变计监测钢管的变化，为安全施工提供保障。

Description

一种基坑支护结构内力监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种基坑支护结构内力监测装置。

背景技术

在基坑施工期间，由于坑内土体卸载，会引起基坑底面的回弹；在基坑内外侧不平衡土压力的作用下，会引起支护结构产生变形和位移；如果支护结构强度和刚度不足，将导致支护桩倾斜，甚至坍塌等严重事故；同时，由于基坑施工过程中将采取降水措施以保证施工环境和作业面，地下水位的下降会引起坑外土体的固结，使地面发生沉降，结果导致地坪开裂、管线损坏以及周围建筑物产生不均匀沉降等安全事故。

进行基坑支护安全监测，可使基坑开挖工作顺利进行，及时了解基坑支护结构本身工作状态，密切关注基坑周围建筑物及周边地下管线的变位情况，对基坑开挖过程进行动态监测，在预知可能出现危险的情况下及时报警，以便采取相应的应急措施，使基坑施工最大可能地处于安全经济的状况下进行。

监测数据是判断基坑是否安全和是否需要采取紧急措施的重要依据，根据监测数据及时调整施工工艺和施工参数，以实现信息化施工，从而确保工程的安全和质量。因此，进行基坑安全监测非常必要；另一方面，设计人员可以通过实测结果的反馈信息对今后的基坑设计进行优化设计，使基坑设计安全经济。

实用新型内容

本实用新型提供一种能够实时监测支撑构件（支护结构）的装置，实现上述目的的技术方案如下：

一种基坑支护结构内力监测装置，包括BOTDR解调仪、钢管，所述钢管的外表面间隔的设置数个光纤光栅表面应变计，所述光纤光栅表面应变计的两端通过固定装置固定在钢管上；其中光纤光栅表面应变计之间通过传感光纤连接在一起，传感光纤的两个自由端分别与BOTDR解调仪电连接；所述光纤光栅表面应变计用于感测钢管的变形和/或位移，所述传感光纤用于传递变形和/或位移。

优选的，所述固定装置包括上板、下板；其中所述上板的中部具有一外凸的环槽，光纤光栅表面应变计适配的容置在环槽内；所述环槽的两侧、在上板上分别设置上连接孔，所述上连接孔内安装有螺钉；

与上连接孔对应的位置，所述下板的两侧设置下连接孔，所述螺钉依次穿过上连接孔和下连接孔后将上板与下板固定在一起；同时下连接孔的外侧、在下板上分别设置T字型沉孔，所述T字型沉孔内设置有T字型螺钉，所述下板通过T字型螺钉与钢管连接。

优选的，所述T字型沉孔与下连接孔之间设置有滑槽，所述滑槽与T字型沉孔结构一致，所述T字型螺钉能够通过滑槽调整位置。

优选的，所述下板为弧形结构，与钢管的外表面适配贴合。

优选的，所述环槽的内表面设置防滑纹。

优选的，所述光纤光栅表面应变计为四个，对应光纤光栅表面应变计之间的连线形成十字形交叉。

本实用新型结构简单，通过分布在钢管上光纤光栅表面应变计监测钢管的变化，为安全施工提供保障。

附图说明

图1为本实用新型示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为上板示意图。

图4为下板示意图。

附图序号说明：钢管1、光纤光栅表面应变计2、传感光纤3、上板4、下板5、环槽6、上连接孔7、下连接孔8、T字型沉孔9。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细的说明。

图中，基坑支护结构内力监测装置包括BOTDR解调仪、钢管1，所述钢管1为基坑中的一种支撑构件，本实用新型以钢管1作为支撑构件测量其变形、位移等参数，所述BOTDR解调仪使用市面上的产品即可。

所述钢管1的外表面间隔的设置数个光纤光栅表面应变计2，光纤光栅表面应变计2之间通过传感光纤3连接在一起，传感光纤3的两个自由端与BOTDR解调仪连接，BOTDR解调仪用于接收传感光纤3传送的实时参数，至于BOTDR解调仪与传感光纤3之间的具体连接电路、关系等使用现有技术即可；所述光纤光栅表面应变计2用于感测钢管1的实时变形和/或位移；其中所述光纤光栅表面应变计2的两端通过固定装置固定在钢管1上。

优选光纤光栅表面应变计2为四个，分别放置在钢管1的四个端点上，两两端点之间的连线交叉呈垂直状态，如此，一旦钢管1的任意一个地方有变形或位移，钢管1四份之一圆周处的光纤光栅表面应变计2会迅速感应到其范围内的变化。

光纤光栅表面应变计2的两端一端都有固定装置，根据固定的类型不同，也有不同的结构，但是现有的光纤光栅表面应变计2自带的固定结构的固定力有限，针对此问题，本实用新型提出了一种固定力较大的固定结构：

本实用新型中，所述固定装置包括上板4、下板5；其中所述上板4的中部具有一外凸的环槽6，光纤光栅表面应变计2适配的容置在环槽6内；所述环槽6的两侧、在上板5上对称的设置上连接孔7，所述上连接孔7为螺丝孔，所述上连接孔7内用于安装螺钉；

与上连接孔7对应的位置，所述下板5的两侧设置下连接孔8，所述上连接孔7和下连接孔8内安装同一枚螺钉，从而将所述上板4和下板5通过螺钉连接在一起，其中，所述螺钉依次穿过上连接孔7和下连接孔8后，也可以与钢管1再次连接；同时下连接孔8的两侧、在下板5上分别设置截面为T字型的沉孔9，所述T字型沉孔9内安装T字型螺钉，所述下板5通过T字型螺钉与钢管1连接在一起；

其中，所述T字型螺钉就是螺钉的截面为T字型，具有一个较大的头部，因此T字型螺钉的头部相比于其他螺钉的头部面积较大，当T字型螺钉的头部沉入T字型沉孔9的时候，其能够更加牢固的将下板5固定在钢管1上，从而进一步限定了固定装置的结合力度。

所述T字型螺钉的头部可以是长方形、六角形、圆形等结构，为了方便旋钮T字型螺钉，所述T字型螺钉头部的中心设置十字形孔，十字形孔方便十字形螺丝刀对其旋钮。

钢管1上需要事先挖设与T字型螺钉对应的螺丝孔，精度上有可能会出现误差，因此所述T字型沉孔9与下连接孔8之间设置有滑槽10，所述滑槽与T字型沉孔9结构一致，从而形成T字型滑槽；当钢管1上事先准备的与T字型螺钉连接的螺丝孔位置不是特别匹配的时候，通过滑槽10调整位置，使T字型沉孔9和钢管1上的螺丝孔位置对应，方便安装。当然螺丝孔的位置偏差也不能太大，只要误差位于能够通过滑槽10调整的范围之内即可。而且滑槽的宽度大于T字型螺钉头部的直径或者长度尺寸，旋钮的时候滑槽不会妨碍T字型螺钉的旋钮。

或者长度的方向、在下板5上设置长方形凹槽，所述凹槽的对称内侧设置滑轨，所述T字型螺钉头部的边缘容置在滑轨内，并且能够沿着滑轨滑动，如此依然能够完成调整位置的目的。由于T字型螺钉需要旋钮，因此滑槽的深度长于容置在滑轨内的头部的边缘，当旋钮T字型螺钉的时候，不会妨碍其动作。

所述下板5为弧形结构，与钢管1的外表面适配的贴合，当钢管1发生移位或者变形时，光纤光栅表面应变计2能够灵敏的感知钢管1 发生的变化。

为了避免光纤光栅表面应变计2因为外力与环槽6之间发生滑动，在环槽6的内表面设置防滑纹，增加光纤光栅表面应变计2与环槽6的接触力度。

使用的时候，首先将安装了本实用新型固定装置的光纤光栅表面应变计2固定在钢管1上，使用黏胶或者线扣将传感光纤3固定在钢管1上，之后传感光纤3的两端分别与BOTDR解调仪连接，至于连接的方式采用现有技术即可，安装完成后即可启动BOTDR解调仪进行监测。

本实用新型将光纤光栅表面应变计2固定在钢管1的外表面，通过光纤光栅表面应变计2感应钢管1的变化，及时知道支撑结构是否发生了异常，结构简单可靠。

以上仅为本实用新型实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型实施例，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基坑支护结构内力监测装置，包括BOTDR解调仪、钢管，其特征在于：所述钢管的外表面间隔的设置数个光纤光栅表面应变计，所述光纤光栅表面应变计的两端通过固定装置固定在钢管上；其中光纤光栅表面应变计之间通过传感光纤连接在一起，传感光纤的两个自由端分别与BOTDR解调仪电连接；所述光纤光栅表面应变计用于感测钢管的变形和/或位移，所述传感光纤用于传递变形和/或位移。

2.根据权利要求1所述的基坑支护结构内力监测装置，其特征在于：所述固定装置包括上板、下板；其中所述上板的中部具有一外凸的环槽，光纤光栅表面应变计适配的容置在环槽内；所述环槽的两侧、在上板上分别设置上连接孔，所述上连接孔内安装有螺钉；

与上连接孔对应的位置，所述下板的两侧设置下连接孔，所述螺钉依次穿过上连接孔和下连接孔后将上板与下板固定在一起；同时下连接孔的外侧、在下板上分别设置T字型沉孔，所述T字型沉孔内设置有T字型螺钉，所述下板通过T字型螺钉与钢管连接。

3.根据权利要求2所述的基坑支护结构内力监测装置，其特征在于：所述T字型沉孔与下连接孔之间设置有滑槽，所述滑槽与T字型沉孔结构一致，所述T字型螺钉能够通过滑槽调整位置。

4.根据权利要求2所述的基坑支护结构内力监测装置，其特征在于：所述下板为弧形结构，与钢管的外表面适配贴合。

5.根据权利要求2所述的基坑支护结构内力监测装置，其特征在于：所述环槽的内表面设置防滑纹。

6.根据权利要求2所述的基坑支护结构内力监测装置，其特征在于：

所述光纤光栅表面应变计为四个，对应光纤光栅表面应变计之间的连线形成十字形交叉。

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