CN214010285U - 一种软基沉降监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种软基沉降监测装置，包括监测组件与供电系统，所述监测组件包括监测桩和北斗监测单元，所述监测桩设置在监测位点上，所述北斗监测单元设置在监测桩上，所述供电系统与北斗监测单元通过一号电线连接。本实用新型与现有技术相比，在实现传统监测精度需求的同时，能够实现对软基路基不同监测位点、不同监测环境(如特殊气候环境)的24小时不间断监测需求，实现了软基监测的智能化，解决了现有技术中存在的人工测量费用大和监测误差大的问题。

Description

一种软基沉降监测装置

技术领域

本实用新型涉及软基沉降的安全监测技术领域，具体涉及一种软基沉降监测装置。

背景技术

近几十年，我国的交通建设在国民经济建设中起到了非常重要的作用，是经济发展的基础和先导。我国幅员辽阔，地质地貌条件复杂多样，大部分公路要穿过软土地区。然而，软土地区的地质条件极为复杂，路堤的沉降和稳定是一个极其突出的问题。我国沿海大部分的海岸线为淤泥质海岸，特别是在大江、大河河口附近多为河相沉积层，土的类别多为淤泥、淤泥质黏土和淤泥质亚粘土，在南方少数地区还有淤泥混合沙层。软土具有含水量大、压缩性高、沉降量大和排水固结稳定性差等特点。在这种软土地基上修建公路，地基将由于固结和剪切变形产生很大的沉降和差异沉降，而且沉降延续的时间很长，若不经过处理或处理不当，会出现路堤沉降量过大、沉降时间过长的情况。此外，工后不均匀沉降会影响到路面的排水及平整度，将引起路面和桥头破坏以及桥头跳车等病害。随着高速公路建设规模加大，软土沉降问题越来越严重，已经成为影响公路运营通车的稳定性重要因素之一。在软基上修筑公路路堤，主要问题是稳定和沉降，因此对过渡性路面的软基段进行动态观测，判断路基变形是否达到稳定状态，为永久性路面铺筑提供依据。因此对软基的变形监测具有重要的实际工程意义。

现在监测路基沉降的方法基本都采用传统的沉降板法。沉降板法是道路施工期间在路基下铺设沉降板，记录其高度，在路基铺设完毕后测出沉降板高度，然后根据沉降板前后两次高度差值来显示路基沉降状况。另外还有类似的水准测量法、监测桩法等。上述路基沉降监测方法主要在公路施工期间人工进行逐点测量，或者在公路运营后人工定期逐点测量，不能全天候自动获取沉降数据。因此，上述监测方法不仅增加人工测量费用，也增大了监测误差。

综上所述，急需一种软基沉降监测装置以解决现有技术中存在的人工测量费用大和监测误差大的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种软基沉降监测装置，具体技术方案如下：

一种软基沉降监测装置，包括监测组件与供电系统，所述监测组件包括监测桩和北斗监测单元，所述监测桩设置在监测位点上，所述北斗监测单元设置在监测桩上，所述供电系统与北斗监测单元通过一号电线连接。

优选的，所述供电系统包括供电支架、移动电源和太阳能电池板，所述供电支架竖直设置在地面上，所述移动电源地埋式设置，所述太阳能电池板设置在供电支架的顶部，且与移动电源通过二号电线连接。

优选的，所述监测桩包括沉降板和支撑柱，所述沉降板水平设置在监测位点上，所述支撑柱竖直设置在沉降板上，所述北斗监测单元设置在支撑柱的顶端上且与移动电源通过一号电线连接。

优选的，所述一号电线的一端与移动电源连接，而另一端与所述北斗监测单元连接。

优选的，所述监测桩还包括顶板和加强板，所述顶板水平设置在支撑柱顶部与北斗监测单元之间，且顶板的水平截面积大于支撑柱的水平截面积，所述加强板的数量至少为两个且间隔设置在支撑柱与沉降板的连接处。

优选的，所述供电支架包括底板、立柱和撑杆，所述底板水平设置在地面上，所述立柱竖直设置在底板上，所述撑杆竖直设置在立柱上，用于支撑安装太阳能电池板；

所述二号电线一端与移动电源连接，而另一端穿过所述底板、立柱和撑杆后与太阳能电池板连接。

优选的，所述供电支架还包括加固板，所述加固板的数量至少为两个且间隔设置在立柱与底板的连接处。

优选的，所述移动电源为锂电池。

优选的，所述北斗监测单元包括监测天线模块、北斗接收机模块和数据传输模块，所述北斗接收机模块设置在顶板上且与一号电线连接，所述监测天线模块与北斗接收机模块的信号接收位点连接，所述数据传输模块与北斗接收机模块的信号输出位点连接，用于将信号传输至北斗系统监测云平台；

所述北斗监测单元还包括保护罩，所述保护罩设置在监测天线模块的顶部且保护罩的底边与顶板连接。

优选的，在所述一号电线的外部设有保护套管。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型采用的软基沉降监测装置，通过将监测桩与北斗定位系统结合起来使用，不仅实现了监测精度需求，还具有很强的信号抗干扰性，通过将北斗定位系统与供电系统连接，还能满足长期供电需求，确保监测作业的稳定高效性。本实用新型与现有技术相比，在实现传统监测精度需求的同时，能够实现对软基路基不同监测位点、不同监测环境(如特殊气候环境)的24小时不间断监测需求，实现了软基监测的智能化，解决了现有技术中存在的人工测量费用大和监测误差大的问题。此外，本实用新型采用的软基沉降监测装置为可拆卸式设置且组装简便。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例1的软基沉降监测装置结构示意图；

图2是图1中监测桩的俯视图(未示出顶板)；

其中，1、监测桩，1.1、沉降板，1.2、支撑柱，1.3、顶板，1.4、加强板，2、保护罩，3、供电支架，3.1、底板，3.2、立柱，3.3、撑杆，3.4、加固板，4、移动电源，5、太阳能电池板，6、一号电线，7、二号电线。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1，一种软基沉降监测装置，包括监测组件与供电系统，所述监测组件包括监测桩1和北斗监测单元(图中未示出)，所述监测桩1设置在监测位点上，所述北斗监测单元设置在监测桩1上，所述供电系统与北斗监测单元通过一号电线6连接。

所述供电系统包括供电支架3、移动电源4和太阳能电池板5，所述供电支架3竖直设置在地面上，所述移动电源4地埋式设置，所述太阳能电池板5设置在供电支架3的顶部，且与移动电源4通过二号电线7连接，太阳能电池板5通过太阳能发电为移动电源4实时充电，满足监测作业长期用电需求。

参见图1和图2，所述监测桩1包括沉降板1.1、支撑柱1.2和顶板1.3，所述沉降板1.1通过预埋膨胀螺丝水平固定设置在监测位点上，以增强监测效果，所述支撑柱1.2竖直设置在沉降板1.1上，所述顶板1.3水平设置在支撑柱1.2的顶部，且顶板1.3的水平截面积大于支撑柱1.2的水平截面积，所述北斗监测单元设置在顶板1.3上且与移动电源4通过一号电线6连接。在实施例1中，沉降板1.1和支撑柱1.2全部为钢结构，二者就是根据现场所需尺寸，在工厂分别加工焊接而成。

所述一号电线6的一端与移动电源4连接，而另一端与所述北斗监测单元连接。具体的，在所述支撑柱1.2上设有L形通孔，所述L形通孔的竖直段与支撑柱1.2的长度方向相同，而水平段设置在支撑柱1.2的底部，在所述顶板1.3上设有与L形通孔竖直段连通的辅助孔，所述一号电线6穿过L形通孔和辅助孔连接所述北斗监测单元，一方面避免了一号电线6暴露在外部环境中而出现老化加速的问题，另一方面也保证了软基沉降监测装置的整体安全性。

参见图1和图2，所述监测桩1还包括加强板1.4，所述加强板1.4的数量为四个且间隔设置在支撑柱1.2与沉降板1.1的连接处，用于加强支撑柱1.2与沉降板1.1的连接强度。

所述供电支架3包括底板3.1、立柱3.2和撑杆3.3，所述底板3.1水平设置在地面上，所述立柱3.2竖直设置在底板3.1上，所述撑杆3.3竖直设置在立柱3.2上，用于支撑安装太阳能电池板5；

所述二号电线7一端与移动电源4连接，而另一端穿过所述底板3.1、立柱3.2和撑杆3.3后与太阳能电池板连接。在所述底板3.1、立柱3.2和撑杆3.3上设有右下至上穿通的孔结构，所述二号电线7经过孔结构实现太阳能电池板5与移动电源4连接，一方面避免了二号电线7暴露在外部环境中而出现老化加速的问题，另一方面也保证了软基沉降监测装置的整体安全性。

所述供电支架3还包括加固板3.4，所述加固板3.4的数量为四个且间隔设置在立柱3.2与底板3.1的连接处，用于加固立柱3.2与底板3.1的连接强度。

所述移动电源4为锂电池。

所述北斗监测单元包括监测天线模块、北斗接收机模块和数据传输模块，所述北斗接收机模块设置在顶板1.3上且与一号电线6连接，所述监测天线模块与北斗接收机模块的信号接收位点连接，所述数据传输模块与北斗接收机模块的信号输出位点连接，用于将信号传输至北斗系统监测云平台；

所述北斗监测单元还包括保护罩2，所述保护罩2设置在监测天线模块的顶部且保护罩2的底边与顶板1.3连接。实施例1中的北斗监测单元为现有技术，具体为北斗云天玑GNSS一体机。

在所述一号电线6的外部设有保护套管，用于延长一号电线6的使用寿命。

实施例1采用软基沉降监测装置的监测原理如下：利用北斗监测技术中BDS卫星测量基准站和监测位点(1个或多个)之间的相对定位，通过相对定位得到各监测位点在不同时期的位置信息，然后采用EMD滤波和自回归分析建立多路径偏差改正模型，使用改正模型剔除伪距观测值中的多路径效应，对位置信息进行高精度解算，剔除各种环境影响误差因子，得到最后综合解算结果，并将综合解算结果与首次监测结果进行对比得到各监测位点在不同时期的精确度达到毫米级的位移信息，最终将各监测位点的位移信息(如曲线何数据等形式)展示在北斗系统监测云平台上，供技术人员和管理人员实时查询和参考。同时，可对超过设定阈值的位移信息发出相应警报，提醒相关人员采取对应处置措施。

本实用新型采用的软基沉降监测装置，通过将监测桩1与北斗定位系统结合起来使用，不仅实现了监测精度需求，还具有很强的信号抗干扰性，通过将北斗定位系统与供电系统连接，还能满足长期供电需求，确保监测作业的稳定高效性。本实用新型与现有技术相比，在实现传统监测精度需求的同时，能够实现对软基路基不同监测位点、不同监测环境(如特殊气候环境)的24小时不间断监测需求，实现了软基监测的智能化，解决了现有技术中存在的人工测量费用大和监测误差大的问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软基沉降监测装置，其特征在于，包括监测组件与供电系统，所述监测组件包括监测桩和北斗监测单元，所述监测桩设置在监测位点上，所述北斗监测单元设置在监测桩上，所述供电系统与北斗监测单元通过一号电线连接。

2.根据权利要求1所述的软基沉降监测装置，其特征在于，所述供电系统包括供电支架、移动电源和太阳能电池板，所述供电支架竖直设置在地面上，所述移动电源地埋式设置，所述太阳能电池板设置在供电支架的顶部，且与移动电源通过二号电线连接。

3.根据权利要求2所述的软基沉降监测装置，其特征在于，所述监测桩包括沉降板和支撑柱，所述沉降板水平设置在监测位点上，所述支撑柱竖直设置在沉降板上，所述北斗监测单元设置在支撑柱的顶端上且与移动电源通过一号电线连接。

4.根据权利要求3所述的软基沉降监测装置，其特征在于，所述一号电线的一端与移动电源连接，而另一端与所述北斗监测单元连接。

5.根据权利要求4所述的软基沉降监测装置，其特征在于，所述监测桩还包括顶板和加强板，所述顶板水平设置在支撑柱顶部与北斗监测单元之间，且顶板的水平截面积大于支撑柱的水平截面积，所述加强板的数量至少为两个且间隔设置在支撑柱与沉降板的连接处。

6.根据权利要求5所述的软基沉降监测装置，其特征在于，所述供电支架包括底板、立柱和撑杆，所述底板水平设置在地面上，所述立柱竖直设置在底板上，所述撑杆竖直设置在立柱上，用于支撑安装太阳能电池板；

所述二号电线一端与移动电源连接，而另一端穿过所述底板、立柱和撑杆后与太阳能电池板连接。

7.根据权利要求6所述的软基沉降监测装置，其特征在于，所述供电支架还包括加固板，所述加固板的数量至少为两个且间隔设置在立柱与底板的连接处。

8.根据权利要求7所述的软基沉降监测装置，其特征在于，所述移动电源为锂电池。

9.根据权利要求3-8任一项所述的软基沉降监测装置，其特征在于，所述北斗监测单元包括监测天线模块、北斗接收机模块和数据传输模块，所述北斗接收机模块设置在顶板上且与一号电线连接，所述监测天线模块与北斗接收机模块的信号接收位点连接，所述数据传输模块与北斗接收机模块的信号输出位点连接，用于将信号传输至北斗系统监测云平台；

所述北斗监测单元还包括保护罩，所述保护罩设置在监测天线模块的顶部且保护罩的底边与顶板连接。

10.根据权利要求9所述的软基沉降监测装置，其特征在于，在所述一号电线的外部设有保护套管。

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