阅读说明：本技术 一种灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置 (Automatic monitoring device for horizontal displacement and axial force of cast-in-place pile foundation ) 是由 乔升访 胡贺松 陈航 朱毅 于 2019-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及位移监测设备的技术领域,公开了一种灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置,包括具有容置腔的管体和套设在管体上的套筒；管体上开设有与容置腔连通的开口,开口内设置有用于密封开口的密封塞,容置腔的内壁上设置有形变测量元件,形变测量元件的通讯线缆穿过密封塞与外部监测设备通讯连接。管体发生形变能够通过形变测量元件检测出来；形变测量元件检测到的形变数据通过通讯线缆实时输送到外部监测设备,使得灌注桩的形变数据能实时监测,自动化程度高,另外人工成本低、可靠性高、能够连续监测。(The invention relates to the technical field of displacement monitoring equipment, and discloses an automatic monitoring device for horizontal displacement and axial force of a cast-in-place pile foundation, which comprises a pipe body with an accommodating cavity and a sleeve sleeved on the pipe body; the pipe body is provided with an opening communicated with the accommodating cavity, a sealing plug used for sealing the opening is arranged in the opening, a deformation measuring element is arranged on the inner wall of the accommodating cavity, and a communication cable of the deformation measuring element penetrates through the sealing plug to be in communication connection with external monitoring equipment. The deformation of the pipe body can be detected by a deformation measuring element; deformation data that deformation measuring element detected are carried outside monitoring facilities in real time through the communication cable for the deformation data of bored concrete pile can real-time supervision, and degree of automation is high, low, the reliability of cost of labor is high in addition, can monitor in succession.)

一种灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置

技术领域

本发明涉及位移监测设备的技术领域，特别是涉及一种灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置。

背景技术

桩基础的位移/受力(位移可选为水平方向的位移；受力可选为竖直方向的受力)状态是评价桩基础和上部结构安全性的重要参数，为此位移/受力的监测格外重要。传统人工测量方式是通过在钢筋笼上焊接钢筋计以及测斜管，从而实现桩基础位移/受力的监测，自动化程度低和监测的连续性不强。

发明内容

本发明的目的是提供一种灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置，以解决现有技术中存在的人工测量桩基础位移变化的自动化程度低和监测的连续性不强技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置，包括具有容置腔的管体和套设在所述管体上的套筒；所述管体上开设有与所述容置腔连通的开口，所述开口内设置有用于密封所述开口的密封塞，所述容置腔的内壁上设置有形变测量元件，所述形变测量元件的通讯线缆穿过所述密封塞与外部监测设备通讯连接。

进一步地，还包括第一限位环和第二限位环，所述第一限位环和所述第二限位环分别固定在所述套筒内，且所述管体夹持在所述第一限位环和所述第二限位环之间。

进一步地，所述开口的数量为两个，所述密封塞的数量为两个，两个所述开口分别设置在所述管体的两端上，两个所述开口和两个所述密封塞一一对应。

进一步地，所述容置腔为所述管体的中空腔，所述形变测量元件设置在所述管体的内壁上。

进一步地，所述形变测量元件的数量为多个，多个所述形变测量元件绕所述管体的周向布设。

进一步地，所述形变测量元件为沿所述管体轴向方向延伸的应变片。

进一步地，所述管体内壁上开设有凹槽，所述应变片设置在所述凹槽内。

进一步地，所述套筒在竖直方向延伸。

进一步地，所述通讯线缆的端部设置有接头，所述接头外部罩设有密封壳。

进一步地，还包括钢筋，所述套筒绑设在所述钢筋上。

本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置，形变测量元件设置在管体容置腔的内壁上，套筒套设在管体上并对管体进行保护，且套筒保障了管体相对位置的稳定；当套筒埋设在灌注桩内时，灌注桩发生形变时能够带动套筒发生形变(形变可以是灌注桩发生位移或应力)，套筒发生形变能够带动管体发生形变，管体发生形变能够通过形变测量元件检测出来；形变测量元件检测到的形变数据通过通讯线缆实时输送到外部监测设备，使得灌注桩的形变数据能实时监测，自动化程度高，另外人工成本低、可靠性高、能够连续监测。

附图说明

图1为本发明实施例提供的管体的安装示意图；

图2为沿图1中A－A线的剖视结构图；

图3为本发明实施例提供的套筒和钢筋的安装示意图一；

图4为本发明实施例提供的管体与管体之间连接示意图；

图5为本发明实施例提供的套筒和钢筋的安装示意图二。

图中，1、管体；11、容置腔；12、开口；13、凹槽；21、套筒；22、第一限位环；23、第二限位环；24、连接件；3、密封塞；41、形变测量元件；42、通讯线缆；421、接头；43、密封壳；5、钢筋；51、防水连接件；6、测量电路；7、外部监测设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置进行说明。灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置包括具有容置腔11的管体1和套设在管体1上的套筒21；管体1上开设有与容置腔11连通的开口12，开口12内设置有用于密封开口12的密封塞3，容置腔11的内壁上设置有形变测量元件41，形变测量元件41的通讯线缆42穿过密封塞3与外部监测设备7通讯连接。

如此，形变测量元件41设置在管体1容置腔11的内壁上，套筒21套设在管体1上并对管体1进行保护，且套筒21保障了管体1相对位置的稳定；当套筒21埋设在灌注桩内时，灌注桩发生形变时能够带动套筒21发生形变(形变可以是灌注桩发生位移或应力)，套筒21发生形变能够带动管体1发生形变，管体1发生形变能够通过形变测量元件41检测出来；形变测量元件41检测到的形变数据通过通讯线缆42实时输送到外部监测设备7，使得灌注桩的形变数据能实时监测，自动化程度高，另外人工成本低、可靠性高、能够连续监测。

具体的，在一个实施例中，密封塞3密封住开口12后，容置腔11为密封腔，避免外部水分/尘土对容置腔11内的形变测量元件41影响。

具体的，在一个实施例中，密封塞3上开设有通线孔，通讯线缆42穿过通线孔与外部监测设备7连接。

具体的，在一个实施例中，套筒21的内表面与管体1的外表面一致。如此，套筒21和管体1之间能够紧密接触。

具体的，在一个实施例中，套筒21的长度大于管体1的长度。相邻管体1间通讯线缆42的长度加上管体1的长度大于套筒21的长度。如此，便于多个管体1和套筒21之间进行安装。

可选的，本申请的主题名称可以由“一种灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置”改为“位移监测设备”。

进一步地，请参阅图1至图5，作为本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的一种具体实施方式，还包括第一限位环22和第二限位环23，第一限位环22和第二限位环23分别固定在套筒21内，且管体1夹持在第一限位环22和第二限位环23之间。如此，第一限位环22和第二限位环23能够保障管体1在套管内的位置，减少管体1发生晃动/震动。

进一步地，请参阅图1至图5，作为本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的一种具体实施方式，开口12的数量为两个，密封塞3的数量为两个，两个开口12分别设置在管体1的两端上，两个开口12和两个密封塞3一一对应。如此，通讯线缆42能够穿过任意一个密封塞3伸出，便于形变测量元件41的信号输出/传递。

进一步地，请参阅图1至图5，作为本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的一种具体实施方式，容置腔11为管体1的中空腔，形变测量元件41设置在管体1的内壁上。如此，管体1便于生产，且管体1更容易放进灌注桩内。

进一步地，请参阅图1至图5，作为本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的一种具体实施方式，形变测量元件41的数量为多个，多个形变测量元件41绕管体1的周向布设。如此，多个形变测量元件41能够更加可靠地检测到管体1的形变；多个形变测量元件41绕管体1的周向布设，多个形变测量元件41能够从管体1的多个方向上产生的形变。

具体的，在一个实施例中，形变测量单元的数量为四个。

进一步地，请参阅图1至图5，作为本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的一种具体实施方式，形变测量元件41为沿管体1轴向方向延伸的应变片。如此，应变片对管体1轴线发生弯曲更加敏感。具体的，在一个实施例中，应变片为电阻应变片或光学应变片。

进一步地，请参阅图1至图5，作为本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的一种具体实施方式，管体1内壁上开设有凹槽13，应变片设置在凹槽13内。如此，应变片设置在凹槽13内更加牢固，且应变片与凹槽13的槽壁之间接触更加紧密，便于管体1发生的形变影响应变片。

具体的，在一个实施例中，应变片贴设在电路板上。

进一步地，请参阅图1至图5，作为本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的一种具体实施方式，套筒21在竖直方向延伸。如此，管体1更容易感知水平方向的形变，即管体1能够更加敏锐地检测到灌注桩在水平方向上的形变。

进一步地，请参阅图1至图5，作为本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的一种具体实施方式，通讯线缆42的端部设置有接头421，接头421外部罩设有密封壳43。如此，密封壳43能够保护接头421不容易进水/损坏。

进一步地，请参阅图1至图5，作为本发明提供的灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的一种具体实施方式，还包括钢筋5，套筒21绑设在钢筋5上。具体的，钢筋5的数量为多根，多根钢筋5包裹住套筒21。

请参阅图1至图5，本发明还提供了一种灌注桩基础水平位移和轴力的自动监测装置的施工方法，包括以下步骤：

S1：制造多个检测单元；各所述检测单元的制造过程为：

预备具有容置腔11的管体1和套设在所述管体1上的套筒21，所述管体1上开设有与所述容置腔11连通的开口12，在所述容置腔11的内壁上设置有形变测量元件41，在所述开口12内设置有用于密封所述开口12的密封塞3，将所述形变测量元件41的通讯线缆42穿过所述密封塞3至外部空间；

预备第一限位环22和第二限位环23；依次将所述第一限位环22、所述管体1以及所述第二限位环23放入所述套筒21内，再将所述第一限位环22和所述第二限位环23分别固定在所述套筒21内，且将所述管体1夹持在所述第一限位环22和所述第二限位环23之间；或依次将所述第二限位环23、所述管体1以及所述第一限位环22放入所述套筒21内，再将所述第一限位环22和所述第二限位环23分别固定在所述套筒21内，且将所述管体1夹持在所述第一限位环22和所述第二限位环23之间；

S2：预备钢筋5，将各检测单元的套筒21分别绑在所述钢筋5上；

S3：将相邻两个检测单元的通讯线缆42通过接头421进行连接，并在接头421的外部设置密封壳43。

S4：将相邻两个检测单元的套筒21通过防水连接件24连接；

S5：将最上方的监测单元的通讯线缆42与外部监测设备7连接以进行实时监测。

如此，【1】、将两端带有传输电缆接头421的通讯线缆42嵌固在密封塞3中，将形变测量元件41设置在管体1壁的半开口凹槽13中，在管体1一端的管壁处固定形变测量元件41，将形变测量元件41与测量电路6通过导线连接。形变测量元件41的上行防水接口和下行防水接口分别与管体1两端的通讯线缆42连接，用密封塞3将管体1两头密封；【2】、利用连接件24将套筒21固定在待测灌注桩基础若干段钢筋5笼的纵向钢筋5上，将管体1从未设置限位环(先只设置了第一限位环22/第二限位环23，放入管体1后再将另一个第二限位环23/第一限位环22装好)的一端***套筒21；上下两个管体1(多个管体1可以依次纵向排列)的传输电缆接头421进行连接，对连接好的接头421外设置密封壳43，以达到防水效果；相应的上下两段套筒21通过防水连接件51进行连接；【3】、在待测灌注桩基础若钢筋5笼拼接的过程中，相应待接驳的管体1的传输电缆接头421进行连接，对连接好的接头421外设置密封壳43，相应的上下两段套筒21通过防水连接件51进行连接；S4、在钢筋5笼到达设计深度后灌注混凝土，将最上部的测量单元的通讯线缆42与外部监测设备7(外部监测设备7：数据采集终端)相连，实现实时监测。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。