CN219909098U - 一种基坑位移监测工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基坑位移监测工具，具体包括垫片结构、预警系统。在基坑边坡上进行打孔，安装锚杆，进行灌浆。锚杆端部采用螺栓车丝，用螺母施加预应力，横向联结垫片与竖直向垫片通过锚杆共同产生对土体的约束力。预警系统通过锚杆上安装的应变片传出的信号，由信号转换器进行转换，一方面进行提前预警，另一方面通过读取器进行读取处理。本发明结构简单、成本较低，联结型垫片的使用解决了材料无法回收利用的难题。预警系统的介入，直接降低安全风险，在有效的监测周期下，可以避免基坑坍塌事故的发生，预警系统还可以实现基坑位移的实时监测，呈现三维位移图，为施工监测提供简单便捷的新型方式。

Description

一种基坑位移监测工具

技术领域

本实用新型属于建筑施工技术领域，具体涉及一种基坑位移监测工具。

背景技术

建筑行业作为国家一项非常重要的行业，与其相关的施工工艺的更新，为这个行业的发展起到了至关重要的作用。尤其是在工程基坑施工过程中，基坑坍塌事故对施工人员的生命安全以及财产安全时刻产生着巨大的威胁。为防止基坑坍塌事故，工程中多选用土钉墙、预应力锚杆、工程桩等手段对基坑进行支护。但支护手段的不一致，导致基坑坍塌事故的发明充满了不确定性，没有标准可以确定是否有发生事故的风险。因此，工程监测手段在基坑支护中充当了最后一道防护。

现有技术中，申请号为CN202021621174.7的授权专利提供了一种便捷式基坑位移监测标，该监测标在使用时，能够实现对基坑位移的监测和便于拆装的功能，但是该检测标在使用时，需要工作人员实时进行监控，由工作人员进行判断基坑是否出现位移，如此会导致监测人员不同，监测结果不一定相同的现象，无法准确的反映基坑位移的情况，且仅具有监测的功能，不能对基坑进行一定的防护和及时预警，为此，提出一种基坑位移监测工具。

发明内容

本实用新型提供了一种基坑位移监测工具，解决了上述背景技术中提出的仅具备监测的功能，不能对基坑进行防护和及时预警；无法准确的反映基坑的位移情况的问题。

本实用新型提供如下技术方案：一种基坑位移监测工具，在基坑边坡上进行打孔，安装锚杆，进行灌浆。锚杆端部采用螺栓车丝，用螺母施加预应力，横向联结垫片与竖直向垫片通过锚杆共同产生对土体的约束力。预警系统通过锚杆上安装的应变片传出的信号，由信号转换器进行转换，一方面进行提前预警，另一方面通过读取器进行读取处理。

一种基坑位移监测工具，包括垫片结构和预警系统，所述垫片结构包括锚杆、联结垫片和螺母，所述联结垫片与锚杆通过螺母进行连接；

所述预警系统包括与锚杆远离联结垫片的一端固定连接的应变片、与应变片通过导线进行连接的信号读取器、警报器和信号处理器，所述信号读取器把信号传递给信号处理器，所述信号处理器和信号读取器均输出信号至警报器。

进一步，所述联结垫片包括水平向垫片和竖直向垫片，所述锚杆位于水平向垫片和竖直向垫片接触部位的中部，所述联结垫片的中间无覆盖土体。

进一步，所述锚杆靠近联结垫片的一端的外表面固定连接有硬质套管，所述导线被硬质套管包裹。

进一步，所述信号读取器的外表面设有防护装置，且所述防护装置的外表面涂抹有涂层。

进一步，处于同一竖直方向上的相邻的两个应变片的安装部位不同。

有益效果

1、该基坑位移监测工具，引入的新型预警系统为基坑支护的安全保证提供了新的手段，并且本实用新型中的预警系统不仅可以提前预警，还可以实现基坑位移的实时监测，呈现可视效果更佳的三维位移图，为施工监测提供简单便捷的新型方式。

2、该基坑位移监测工具，跨行业的联结型垫片的引入，不仅使传统工艺中材料回收困难的问题得以解决，也增强了基坑支护的效果，还能通过不同的支护要求及时改变垫片的规格，极大的降低了施工成本。

3、该基坑位移监测工具，变片与警报装置之间有信号读取器，不仅可以将突变的土体位移量进行警报，还可以外接处理器，实时监测周围土体的位移形变量，进而计算出锚杆目前所受的承载力，以防止锚杆受力过大出现破裂失效的情况。

附图说明

图1为本实用新型结构使用时整体结构示意图；

图2为本实用新型结构使用时基坑边坡外立面结构示意图；

图3为本实用新型结构预警系统示意图；

图4为本实用新型结构锚杆与硬质套管连接示意图。

图中：1、基坑边坡；2、锚杆；3、螺母；4、联结垫片；5、预警系统；6、导线；41、水平向垫片；42、竖直向垫片；71、应变片；72、信号读取器；73、警报器；74、信号处理器；75、硬质套管；76、防护装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种基坑位移监测工具，包括垫片结构，垫片结构包括锚杆2、联结垫片4和螺母3，锚杆2的一端采用螺栓车丝，螺母3与锚杆2螺纹连接时，能够限制联结垫片4的位置，使该工具在使用时，联结垫片4能够与基坑边坡1紧密贴合。

该工具在使用时，锚杆2与基坑边坡1固定在一起，采用固定方式为：在基坑边坡1上进行打孔，将锚杆2插入孔内，随后进行两次注浆，待浆液凝固后，锚杆2与基坑边坡1固定连接，且锚杆2与螺母3适配的一端位于基坑边坡1的外侧，且锚杆2该端的外圈固定连接有硬质套管75。

联结垫片4是根据联合作用受力设计，其为一种柔性钢材质条形板，中间打孔，直径略大于锚杆2直径，联结垫片4包括水平向垫片41和竖直向垫片42，锚杆2位于水平向垫片和竖直向垫片接触部位的中部，联结垫片4的中间无覆盖土体。

联结垫片4的宽度为300mm至500mm，厚度为5mm。当基坑深度不大时，不低于200mm。若基坑深度过大，可适当提高垫片宽度以及厚度。

基坑边坡1临空面通过联结垫片4进行覆盖，通过联结垫片4的使用，将基坑边坡1的整个立面联结为一个整体的受力结构，可以充分的利用锚杆的抗拉性能，实现对土体边坡的固化，且在局部出现受力不均匀导致的坍塌事故中，联结垫片4可以在锚杆2的有效拉结下，限制土体的位移，从而实现更有效的支护。

水平向垫片41与竖直向垫片42在交点处通过锚杆2进行共同拉结，如此，两个方向的联结垫片4可以成为一个整体，在联结垫片4中间无覆盖的土体，会联结受到联结垫片4的辐射型拉结，朝土体内部提供一个扩散的力，进而土体内部会有更大面积被约束，联结垫片4的密集程度也直接影响土体内部的交叉受力，联结垫片4越密集，内部土体交叉受力越大，对土体的约束效果越好。

该基坑位移监测工具，还包括预警系统，预警系统5主要作用是针对不同的基坑边坡1的临空面的超限位移进行提前预警，在每一侧应分别安装警报器73，预警系统5的加入，对人身安全起到至关重要的作用，相比较传统的基坑边坡1位移监测方式，预警系统5的使用，可以实时自动进行监测，并有效的传输数据，为工程项目做出超前警报，避免了实际施工中伤亡事故的发生。

本申请中预警系统5包括与锚杆2远离联结垫片4的一端固定连接的应变片71、与应变片71通过导线6进行连接的信号读取器72、警报器73和信号处理器74，信号读取器72与信号处理器74通过导线进行信号的传输，警报器73与信号读取器72通过导线进行连接，且该工具使用时，信号读取器72位于基坑边坡1的外侧，导线6在联结垫片4处的部位被硬质套管75包裹，硬质套管75对联结垫片4进行防护，防止联结垫片4受力后将导线挤破。

信号读取器72读取应变片71发出的形变量信号并转换成电信号，信号读取器72把电信号传递给信号处理器74和警报器73，信号处理器74进行读取并处理后生成三位图像，显示出每侧临空面当前的阶段位移值、总位移值以及超限位移值，警报器73提前发出预警，防止人员伤亡事故的发生。

基坑边坡1面积较大，若每个临空面都安装若干个信号读取器72以及警报器73，成本较高，并且是非必要。每侧临空面安装3-7处应变片71，外接导线汇总至一处，安装警报器73，整个基坑边坡安装不超过6个警报器73即可。同时，应变片71安装位置为每处上中下三个点，在同一竖直向垫片42上。

且该工具使用时，信号读取器72和警报器均可以安装在不易受到干扰以及具有一定防护性能的防护装置76内，且防护装置76的外表面涂抹有涂层，本申请的一种实施例中，涂层为亮颜色的油漆，防止防护装置76被不小心破坏。

本申请中涉及的电器元件均为现有技术，本领域内的技术人员了解其连接方式，通过本领域人员，将本申请中的所有电器元件与其适配的电源通过导线进行连接，并根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序参见下面的描述，各电器件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理及过程，不再对电器控制做说明。

综上所述：该基坑位移监测工具使用时，在基坑边坡1的每一侧空面加装一个信号读取器72，每侧临空面安装3至5处应变片71，整个基坑边坡1安装不超过6个警报器73，且应变片71安装位置为每处上中下三点，且分布在同一竖直向垫片42上。

在基坑边坡1上进行打孔，将安装应变片71的锚杆2插入孔内，随后进行两次注浆，待浆液凝固后，施加联结垫片4，用螺母3把联结垫片4的位置固定，柄根据预应力螺母3的扭矩，判断预应力值是否达到要求。与应变片71连接的导线引出，在孔口处采用硬质套管75进行防护，导线6连接信号读取器72，信号读取器72连接警报器73以及信号处理器74，当基坑边坡1临空面位移值突变时，或不正常增大时，信号读取器72可以直接输出信号至警报器73，产生警报提示。且信号读取器72可以将收集到的各锚杆2位移值进行输出，由信号处理器74进行读取并处理后生成三位图像，显示出每侧临空面当前的阶段位移值、总位移值以及超限位移值。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基坑位移监测工具，包括垫片结构和预警系统（5），其特征在于：所述垫片结构包括锚杆（2）、联结垫片（4）和螺母（3），所述联结垫片（4）与锚杆（2）通过螺母（3）进行连接；

所述预警系统（5）包括与锚杆（2）远离联结垫片（4）的一端固定连接的应变片（71）、与应变片（71）通过导线（6）进行连接的信号读取器（72）、警报器（73）和信号处理器（74），所述信号读取器（72）把信号传递给信号处理器（74），所述信号处理器（74）和信号读取器（72）均输出信号至警报器（73）。

2.根据权利要求1所述的一种基坑位移监测工具，其特征在于：所述联结垫片（4）包括水平向垫片（41）和竖直向垫片（42），所述锚杆（2）位于水平向垫片和竖直向垫片接触部位的中部，所述联结垫片（4）的中间无覆盖土体。

3.根据权利要求1所述的一种基坑位移监测工具，其特征在于：所述锚杆（2）靠近联结垫片（4）的一端的外表面固定连接有硬质套管（75），所述导线（6）被硬质套管（75）包裹。

4.根据权利要求1所述的一种基坑位移监测工具，其特征在于：所述信号读取器（72）的外表面设有防护装置（76），且所述防护装置（76）的外表面涂抹有涂层。

5.根据权利要求2所述的一种基坑位移监测工具，其特征在于：处于同一竖直方向上的相邻的两个应变片（71）的安装部位不同。