一种基于基坑变形监测的实时测绘装置及方法

文档序号:1857478 发布日期:2021-11-19 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于基坑变形监测的实时测绘装置及方法 (Real-time mapping device and method based on foundation pit deformation monitoring ) 是由 尹承伟 潘玉麟 刘鹏 赵宁波 张广生 于 2021-08-13 设计创作,主要内容包括:本发明涉及基坑变形监测技术领域,公开了一种基于基坑变形监测的实时测绘装置及方法,包括底座、设置于底座上的监测机构;所述监测机构包括设置于底座上的立板、滑动设置于立板上的监测杆;所述监测杆水平设置且沿立板的一侧阵列设置有多个;所述监测杆上设置有触头;所述监测杆上设置有调节螺母;所述监测杆上套设有调节弹簧;所述调节弹簧位于所述立板和所述调节螺母之间。本发明具有提高对基坑变形的监测能力的效果。(The invention relates to the technical field of foundation pit deformation monitoring, and discloses a real-time mapping device and a real-time mapping method based on foundation pit deformation monitoring, wherein the real-time mapping device comprises a base and a monitoring mechanism arranged on the base; the monitoring mechanism comprises a vertical plate arranged on the base and a monitoring rod arranged on the vertical plate in a sliding manner; the monitoring rods are horizontally arranged and are arranged in an array along one side of the vertical plate; the monitoring rod is provided with a contact; the monitoring rod is provided with an adjusting nut; an adjusting spring is sleeved on the monitoring rod; the adjusting spring is positioned between the vertical plate and the adjusting nut. The invention has the effect of improving the monitoring capability of the foundation pit deformation.)

一种基于基坑变形监测的实时测绘装置及方法

技术领域

本发明涉及基坑变形监测技术领域,尤其涉及一种基于基坑变形监测的实时测绘装置及方法。

背景技术

基坑在开挖的过程中,由于场地的限制导致大量的材料堆放在基坑周边,以及分层开挖使坑底高低不平,或者开挖地段地质条件的变化,都会导致基坑处于非对称受力状态,进而使基坑发生不均匀的变形。

因此,在基坑内施工时,常常需要对基坑变形进行监测,以保证施工的安全性,一般,基坑变形监测多使用全站仪来进行人工监测,使用全站仪进行测量时,需要对仪器进行频繁架设。

针对上述相关技术,本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中,发现至少存在以下技术问题:由于监测点有限,在支护变形时,无法做到及时精准的定位,往往是产生破坏后才能直观的发现变形的区段,监测效果不明显。

发明内容

本申请实施例通过提供一种基于基坑变形监测的实时测绘装置及方法,解决了现有技术中对基坑变形的监测定位不精准的问题,实现了提高对基坑变形监测的效果。

本申请实施例提供了一种基于基坑变形监测的实时测绘装置,包括底座、设置于底座上的监测机构;所述监测机构包括设置于底座上的立板、滑动设置于立板上的监测杆;所述监测杆水平设置且沿立板的一侧阵列设置有多个;所述监测杆上设置有触头;所述监测杆上设置有调节螺母;所述监测杆上套设有调节弹簧;所述调节弹簧位于所述立板和所述调节螺母之间。

进一步的,所述监测杆的一端穿过立板并固定有限位块;所述监测杆的上表面设置有刻度条;所述刻度条位于所述监测杆上的限位块和立板之间的位置处;所述立板上设置有与刻度条配合的刻度指针。

进一步的,所述底座上设置有用于驱动立板沿着底座宽度方向移动的制动机构;所述底座上开设有与其长度方向相互垂直的滑槽;所述制动机构包括设置于立板下端面的滑座、转动连接于滑槽内的丝杠、设置于底座一侧的电机;所述滑座螺纹连接于所述丝杠上;所述电机的输出轴与所述丝杠的一端固定连接。

进一步的,所述立板上设置有支护机构;所述立板上开设有多个呈矩形阵列设置的固定孔;所述支护机构包括收纳于固定孔内的伸缩组件、设置于伸缩组件一端的支护网、设置于立板上并用于驱动伸缩组件展开的驱动组件。

进一步的,,所述立板上且位于每四个所述固定孔相交处均设置有一个所述监测杆;所述立板的四个边缘处均设置有多个所述监测杆,位于所述立板边缘处的多个所述监测杆分别位于每两排或两列固定孔之间的位置,且位于所述立板四个边缘的四个拐角处均设置有一个所述监测杆。

进一步的,所述伸缩组件包括多个第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆;所述第一连杆和所述第二连杆的同一端相互铰接形成V形连杆组;所述第三连杆和所述第四连杆的中部相互铰接形成X形连杆组;所述V形连杆组并排间隔设置有两组;所述X形连杆组并排设置有多组;两组所述V形连杆组分别设置于多组X形连杆组的两端;多组所述X形连杆组中的第三连杆首尾铰接;多组所述X形连杆组中的第四连杆首尾铰接;一组所述V形连杆组中的第一连杆与相邻的所述第三连杆铰接;一组所述V形连杆组中的第二连杆与相邻的所述第四连杆铰接。

进一步的,每个所述固定孔内均设置有四个所述支护网;每个所述支护网靠近所述立板的一侧均设置有所述伸缩组件;位于每四个所述固定孔相交处的监测杆与其相邻的四个所述伸缩组件通过所述驱动组件连接;位于所述立板边缘处的监测杆与其相邻的两个所述伸缩组件通过所述驱动组件连接;位于所述立板四个拐角处的监测杆与其相邻的一个伸缩组件通过所述驱动组件连接。

进一步的,所述驱动组件包括设置于所述固定孔的孔壁上的连接架、设置于监测杆上的驱动杆;每个所述固定孔内均设置有四个所述连接架;一个所述X形连杆组的铰接点与对应的所述连接架转动连接;另一组所述V形连杆组的铰接点与对应的所述支护网转动连接;所述驱动杆的一端与监测杆靠近所述限位块的端部固定,所述驱动杆的另一端与所述一组V形连杆组的铰接点转动连接。

本申请实施例还提供了一种基于基坑变形监测的实时测绘方法,所述方法包括以下步骤:S1、将测绘装置放置于基坑内,使得底座靠近基坑的内壁,对底座进行定位,通过转动每个监测杆上的调节螺母,使得每个监测杆上的触头均与基坑的侧壁抵触,保持每个调节弹簧均处于压紧状态;S2、记录每隔30min时,每个监测杆上所测得的基坑变形距离值;S3、比对位于同一竖直线上的多个监测杆的基坑变形距离值大小,通过相邻两个监测杆的基坑变形距离值的差值得到位移值变化量;S4、根据位移值变化量的增长趋势,当位移值变化量的增长趋势过大时,可作出精确的判断,及时反馈该变形区段,为支护的维护以及人员的撤离提供时间。

本申请实施例中提供的一个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:

1、由于采用了测绘装置的结构,所以能够通过将底座固定于基坑侧壁一侧,通过转动调节螺母,使得每个监测杆上的触头均与基坑的侧壁抵触,同时每个监测杆上的调节弹簧均处于受力绷紧的状态,在基坑侧壁产生向外变形时,每个监测杆根据所抵触的基坑侧壁的变形程度沿着立板水平位移一段距离,便于直观测得基坑侧壁不同位置处的变形程度,再基坑侧壁产生向内变形时,监测杆上的调节弹簧会松弛,监测杆向靠近基坑侧壁的方向移动,有效解决了现有技术中对基坑变形监测定位不精准的问题,进而实现了提高对基坑变形的监测效果。

2、由于采用了制动机构的结构,所以有利于根据实际工地使用情况,对立板的位置进行调节,使得立板上的多个监测杆更便于贴合基坑的侧壁,有效解决了现有技术中测绘装置的适用范围小的问题,进而实现了提高测绘装置的适用范围。

3、由于采用了支护机构的结构,所以能够在变形量突变过大时,能够有效对基坑的侧壁进行支护,减小基坑坍塌的可能性,进而能够提高基坑施工的安全性,有效解决了现有技术中对基坑变形测绘时安全性不高的问题,进而实现了提高对基坑变形监测时的安全性能。

4、由于采用了驱动组件的结构,所以能够在监测杆受到基坑侧壁的挤压时,能够自动带动支护机构内的支护网向靠近基坑侧壁的一侧伸出,对基坑的侧壁进行支撑防护,减小基坑侧壁突然坍塌的可能性,进一步提高了对基坑防护的安全性。

附图说明

图1为本申请实施例中的整体的结构示意图;

图2为本申请实施例中的支护机构的结构示意图;

图3为图1中A处的放大示意图;

图4为本申请实施例中支护机构的分布示意图;

图中:1、底座;11、滑槽;12、燕尾槽;2、监测机构;21、立板;211、固定孔;22、监测杆;23、触头;24、调节螺母;25、调节弹簧;26、限位块;27、刻度指针;28、微型测距传感器;3、定位机构;31、固定板;32、气缸;33、插柱;4、制动机构;41、滑座;42、丝杠;43、电机;44、燕尾块;5、支护机构;51、支护网;6、伸缩组件;61、第一连杆;62、第二连杆;63、第三连杆;64、第四连杆;7、驱动组件;71、连接架;72、驱动杆。

具体实施方式

本申请实施例公开提供了一种基于基坑变形监测的实时测绘装置及方法,通过设置多个监测杆22,将底座1安置于所需监测的基坑侧壁处,调节立板21的位置,再通过转动调节螺母24,使得每个监测杆22均能够与基坑的侧壁抵触,且每个监测杆22上的调节弹簧25均处于受力绷紧的状态,当基坑向外变形时会对触头23进行挤压,使得调节弹簧25被压缩,监测杆22上的位移变化能够测出变形量,当基坑向内变形时,使得调节弹簧25松弛,带动监测杆22向靠近基坑侧壁处移动,监测出基坑的变形量。解决了现有技术中对基坑变形的监测定位不精准的问题,实现了提高对基坑变形监测的效果。

为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

一方面,本申请实施例公开了一种基于基坑变形监测的实时测绘装置。参照图1,一种基于基坑变形监测的实时测绘装置,包括呈长方体状的底座1,底座1的长条边的一侧壁与所要监测的基坑侧壁相互平行。底座1的上端面安装有监测机构2,能够及时对基坑侧壁的变形状况进行监测,及时反馈各处的监测信息。

参照图1,底座1的两端安装有定位机构3,在需要对某处基坑侧壁进行实时测绘时,通过定位机构3将底座1进行固定,使得该监测机构2能够对准基坑侧壁进行稳定的监测,并且能够对基坑侧壁进行一定的防护。定位机构3包括固定板31、气缸32和插柱33,固定板31设置有两个,两个固定板31分别固定于底座1的两端,气缸32固定安装于固定板31上,插柱33的上端与气缸32的活塞杆固定连接,通过驱动气缸32,即可驱动插柱33的尖端插接于基坑的坑底,由于基坑的坑底基质较为稳定,在基坑变形时,监测机构2具有一定的防护能力。

参照图1、图2,监测机构2包括立板21、监测杆22,立板21的长度方向与底座1的长度方向一致,立板21可沿底座1的宽度方向进行滑动,监测杆22水平设置,并且沿立板21的一侧设置有多个,多个监测杆22呈矩形阵列设置。监测杆22插接于立板21上并可沿着立板21滑动设置,在监测杆22靠近基坑侧壁的一端固定安装有触头23,在监测杆22上且位于触头23和立板21之间的位置上螺纹连接有调节螺母24,监测杆22上套设有调节弹簧25,调节弹簧25位于立板21和调节螺母24之间。对于基坑不同的平面均可以调节,使得触头23能够抵紧基坑的侧壁。监测杆22的另一端穿过立板21并固定有限位块26,在监测杆22的上表面成型有刻度条,刻度条位于监测杆22上的限位块26和立板21之间的位置处,立板21上固定有与刻度条配合的刻度指针27,为了便于及时反馈刻度条上的刻度值变化,在立板21远离基坑侧壁的一侧固定安装有多个与刻度条一一对应的微型测距传感器28。刻度条上的零点处位于刻度条的中心处,在进行实时测绘时,通过转动调节螺母24,使得触头23与基坑的侧壁抵紧,调节弹簧25被压缩,处于绷紧状态,刻度指针27指向零点处,刻度条上位于零点和立板21之间的刻度为负向刻度,刻度条上位于零点和限位块26之间的刻度为正向刻度,负向刻度即表示基坑侧壁向内部凹陷变形,正向刻度表示基坑侧壁向外坍塌变形。立板21上开设有多个呈矩形阵列分布的固定孔211,立板21上且位于每四个固定孔211相交处均设置有一个监测杆22,立板21的四个边缘处均设置有多个监测杆22,位于立板21边缘处的多个监测杆22分别位于每两排或两列固定孔211之间的位置,且位于立板21四个边缘的四个拐角处均设置有一个监测杆22。

参照图1、图3,为了便于调节立板21与基坑侧壁之间的距离,在底座1上安装有制动机构4,用于驱动立板21沿着底座1宽度方向移动,进而使得立板21上的多个监测杆22能够靠近基坑侧壁,方便对监测杆22进行调节。制动机构4包括滑座41、丝杠42、电机43,滑座41固定安装于立板21的下端面且位于其中心处,底座1上开设有与其长度方向相互垂直的滑槽11,底座1上开设有两个燕尾槽12,两个燕尾槽12的延伸方向与滑槽11的延伸方向一致,且两个燕尾槽12以滑槽11为中心对称设置于底座1的上端面,立板21的下端面固定安装有两个燕尾块44,燕尾块44滑动连接于对应的燕尾槽12内,用于提高立板21安装的稳定性。丝杠42转动连接于滑槽11内,且丝杠42的长度方向与滑槽11的长度方向一致,电机43固定安装于底座1远离基坑侧壁的一侧上,且电机43的输出轴与丝杠42的一端固定连接。滑座41螺纹连接于丝杠42上,电机43转动时,即可带动丝杠42转动,螺纹连接于丝杠42上的滑座41沿着滑槽11的长度方向移动,带动立板21移动。

参照图1、图2和图4,为了提高监测机构2对于基坑变形时的支护效果,提高对基坑内施工的安全性,在立板21上安装有支护机构5。支护机构5包括伸缩组件6、支护网51、驱动组件7。支护网51位于固定孔211内,且位于立板21靠近基坑侧壁的位置,每个固定孔211内均设置有四个支护网51,当四个支护网51均位于固定孔211内时,四个支护网51的面积与固定孔211的面积一致。驱动组件7位于立板21远离基坑侧壁的位置,用于驱动伸缩组件6展开或收缩,伸缩组件6收纳于固定孔211内,每个支护网51远离基坑侧壁的一侧均与一个伸缩组件6连接,伸缩组件6的另一端与对应的驱动组件7连接。位于每四个固定孔211相交处的监测杆22与其相邻的四个伸缩组件6通过驱动组件7连接,位于立板21边缘处的监测杆22与其相邻的两个伸缩组件6通过驱动组件7连接,位于立板21四个拐角处的监测杆22与其相邻的一个伸缩组件6通过驱动组件7连接。

参照图1、图2,伸缩组件6包括多个第一连杆61、第二连杆62、第三连杆63和第四连杆64,第一连杆61和第二连杆62的同一端相互铰接形成V形连杆组,第三连杆63和第四连杆64的中部相互铰接形成X形连杆组,V形连杆组并排间隔设置有两组,X形连杆组并排设置有多组,两组V形连杆组分别设置于多组X形连杆组的两端,多组X形连杆组中的第三连杆63首尾铰接,多组X形连杆组中的第四连杆64首尾铰接,一组V形连杆组中的第一连杆61与相邻的第三连杆63铰接,一组V形连杆组中的第二连杆62与相邻的第四连杆64铰接。

参照图1、图2和图4,每个驱动组件7与对应的一个伸缩组件6连接,驱动组件7包括连接架71、驱动杆72,连接架71固定安装于固定孔211的孔壁上,驱动杆72的一端与对应位置的监测杆22的端部固定连接,且驱动杆72靠近限位块26的位置。每个固定孔211内均设置有四个连接架71,该四个连接架71与固定孔211内的四个伸缩组件6配合使用。在同一个伸缩组件6内,一个X形连杆组的铰接点与对应的连接架71转动连接,一组V形连杆组的铰接点与驱动杆72的一端转动连接,另一组V形连杆组的铰接点与对应的支护网51转动连接。当监测杆22受到基坑侧壁向外变形的挤压时,会带动监测杆22向远离基坑侧壁的一侧移动,监测杆22移动时,会拉动一组与其连接的V形连杆组的铰接点向远离基坑侧壁的方向移动,而该伸缩组件6的一个X形连杆组的铰接点与对应的连接架71转动连接,使得伸缩组件6整体展开伸长,进而能够使得另一组与其连接的V形连杆组带动支护网51向靠近基坑侧壁的一侧移动,对基坑侧壁进行支护,提高基坑施工的安全性。

另一方面,本申请实施例公开了一种基于基坑变形监测的实时测绘方法。参照图1-4,一种基于基坑变形监测的实时测绘方法,该方法包括以下步骤。

S1、测绘装置的安装,将测绘装置安装于基坑内,调节好测绘装置。

S11、首先将测绘装置放置于基坑内,移动底座1,使得底座1靠近所要监测的基坑的内壁处,驱动气缸32,使得插柱33插接于基坑的坑底,对底座1进行定位。

S12、开启电机43,通过电机43带动丝杠42转动,使得滑座41沿着滑槽11的长度方向移动,对立板21进行调节,使得立板21靠近基坑的侧壁处。

S13、立板21定位好后,通过转动每个监测杆22上的调节螺母24,使得每个监测杆22上的触头23均与基坑的侧壁抵触,保持每个调节弹簧25均处于压紧状态,刻度指针27指示于刻度条上的零点处。

S2、记录每隔30min时,通过微型测距传感器28反馈每个监测杆22上所测得的基坑变形距离值,对该基坑变形距离值进行记录。

S3、以30min为一时间段,在每相邻两个时间段内,比对位于同一竖直线上的多个监测杆22的基坑变形距离值大小,通过相邻两个监测杆22的基坑变形距离值的差值得到位移值变化量,并根据时间段为单位,对位移值变化量进行绘制线性点状图。

S4、根据绘制的点状图得知位移值变化量的增长趋势,对位移变化量的增长趋势作出判断,当位移值变化量的增长趋势过大时,及时反馈该变形区段的信息,为支护的维护以及人员的撤离提供时间。

本申请实施例的工作原理是:通过将测绘装置固定安装于基坑内,使得测绘装置与所需要测绘的基坑侧壁对应。再通过制动机构4,调节立板21的位置,使得立板21靠近基坑的侧壁处,使得大多数监测杆22的触头23均与基坑的侧壁抵触。再对观察每个监测杆22上的刻度条显示度数,通过转动调节螺母24,以改变调节弹簧25的状态,使得调节弹簧25处于压紧状态,同时,观察刻度条上的度数,使得刻度指针27指向零点。多个可调节的监测杆22,能够针对于不同的基坑以及基坑凹凸不平的侧壁进行测绘,大大提高了本装置的适用范围。将多个监测杆22调节好后,通过反馈的监测杆22所实时测得的基坑变形距离值,并对基坑变形距离值进行分析。并且,立板21上安装的支护机构5,可以对基坑变形作出迅速的反应,对基坑进行支护,有利于大大减少基坑变形所带来的破坏,而根据基坑变形距离值能够得知基坑的变形程度,为支护的维护以及人员的撤离提供时间,使得该实时测绘装置能够提高支护监测体系的安全可靠性,本装置的结构简单,能够反复进行利用,有效保障了施工人员的安全。

以上所述的,仅为本申请实施例较佳的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,根据本申请的技术方案及其构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本申请的保护范围之内。

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