一種基坑變形測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種基坑變形測量裝置，包括鋼絲、傾角傳感器和計算模塊，所述鋼絲底端固定于靠近基坑側壁的基坑底部，鋼絲頂端與基坑側壁上邊緣處固定連接；所述傾角傳感器固定于鋼絲頂端，垂直于鋼絲放置，可用于測量鋼絲的偏轉角度；所述計算模塊通過傾角傳感器測得的鋼絲偏轉角度計算鋼絲頂端的水平位移X；測量開始前，對鋼絲進行預緊，并使鋼絲處于豎直拉伸狀態。該裝置可代替現有全站儀等測量方法，大大降低了工作人員的工作強度，節省了人力成本，通過傾角傳感器測量可將數據直觀展示給檢測人員，對檢測人員沒有專業要求；且可開發形成遠程自動監控，無需工作人員到現場監測。

【技術實現步驟摘要】
一種基坑變形測量裝置
本技術涉及一種可實時監測基坑變形的測量裝置，屬于基坑變形測量領域。
技術介紹
隨著城市化進程的不斷推進，現代城市的空間利用率越來越高，城市的擁堵現象越來越嚴重，城市地下空間的開發利用成為城市發展的必然趨勢。地下停車場、地下商場和地下隧道等大量的地下空間利用出現了必不可少的地下深基坑的開挖現象。基坑開挖后使土體的水平支撐力減小，基坑開挖的降水引起地下水位降低與坑外水位不平衡，產生水壓差較大，使土中自重應力增大等諸多因素均可能導致周邊重要建筑物及地面下沉、出現側向變形、傾斜、位移，甚至開裂，影響重要建筑物和人員、施工安全；此外，考慮到現有基坑支護設計方法以及地質條件，支護方案不能完全保證基坑工程的絕對安全。因此，監測基坑施工對周邊重要建筑物和人員以及基坑工程本身的安全是十分必要的。目前基坑監測大部分使用的方法為全站儀坐標變化法。全站儀坐標變化法是在基坑施工影響外的任意穩定牢固的地方設置幾個差分基準點，在差分基準點和變形監測點上安裝永久性反射棱鏡。根據基坑的形狀任意設一測站用方向觀測各點的三維坐標。采用多次觀測的數據經差分和平差后，作為以后變形監測數據處理的基準。按每天一個或幾個周期進行水平位移和垂直位移三維方向觀測；從第二次觀測開始，每次測站不要求和上一次重合，但必須利用差分基準點測量出本次測量的測站三維坐標。爾后，測量計算出該次各監測點坐標值。差分平差計算出每一監測點在水平位移兩個方向的變形值和沉降方向變形值，即三維方向的變形值。再按不同基坑邊緣形狀，將3維方向的位移值中的，值換算成基坑邊緣法線方向水平位移值和垂直沉降值。基坑監測對數據精度和監測頻率的要求都較高，全站儀坐標變化法雖然操作簡單，但是由于是人工操作，需要工作人員每天一個或幾個周期進行觀測，勞動量十分大，不能實現實時測量，且易產生測量誤差。而且，全站儀坐標變化法只能測量基坑的水平位移，無法測量基坑的豎向沉降，而基坑的豎向沉降也是十分重要的安全指標。在現代化的城市建設中，這些缺點帶來了深基坑施工的安全隱患，由于這些檢測系統的不完善已經造成了很多工程事故。因此，研究、設計出一種高效、精確穩定、實時的基坑變形監測技術成為本領域技術人員迫切需要解決的技術難題。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種基坑變形測量裝置。該基坑測量裝置可高效、精確穩定、監測基坑的變形情況。本技術實現其專利技術目的提供了一種基坑變形測量裝置，包括鋼絲、傾角傳感器和計算模塊，所述鋼絲底端固定于靠近基坑側壁的基坑底部，鋼絲頂端與基坑側壁上邊緣處固定連接；所述傾角傳感器固定于鋼絲頂端，垂直于鋼絲放置，用于測量鋼絲的偏轉角度；所述計算模塊通過傾角傳感器測得的鋼絲偏轉角度計算鋼絲頂端的水平位移X；測量開始前，對鋼絲進行預緊，并使鋼絲處于豎直拉伸狀態。進一步，本技術所述基坑變形測量裝置還包括用于存儲計算模塊計算得到的鋼絲頂端水平位移X的RFID芯片以及可無線讀取RFID芯片數據的RFID讀寫器。進一步，本技術所述RFID讀寫器內設置有無線傳輸模塊，RFID讀寫器可通過無線傳輸模塊將讀取的數據遠程傳輸給遠程控制終端，遠程控制終端通過無線傳輸模塊向RFID讀寫器發送讀取指令。本技術的原理和使用方法是：當基坑發生水平位移時，基坑側壁上邊緣會帶動鋼絲頂端發生水平位移，而鋼絲底端固定，所以鋼絲會發生相對于豎直方向的偏轉，傾角傳感器顯示的偏轉角度即為鋼絲繞底部固定點的旋轉角度θ。由于水平位移量與初始基坑深度h相比十分微小，所以可通過弧長公式X＝2πh*θ/360°近似求得水平位移；也可以通過正弦公式X＝h*tanθ近似求得水平位移。經計算，采用精度為0.01°的傾角傳感器，當初始基坑深度為15米時，上述兩種測量方法在水平位移上的測量精度為2.5mm左右。工程中15米基坑所需檢測的預警值為3mm，因此，本測量裝置完全符合基坑測量要求。與現有技術相比，上述基坑變形測量裝置的有益效果是：一、該裝置可代替現有全站儀等測量方法，大大降低了工作人員的工作強度，節省了人力成本，通過傾角傳感器測量可將數據直觀展示給檢測人員，對檢測人員沒有專業要求；且可開發形成遠程自動監控，無需工作人員到現場監測。二、該測量裝置可代替現有全站儀等測量方法，檢測精度高，成本低。三、該測量裝置可根據基坑實際測量需求，靈活布控。四、RFID射頻技術成本低，耗能少，通過RFID芯片存儲的數據和其本身的序列號，可以很容易確定RFID芯片所對應的基坑變形測量點的基坑變形量。五、采用RFID射頻技術無需工作人員一一觀察傳感器模塊得到的數據，降低了工作人員的工作強度和人工成本，提高了工作效率。六、裝置安裝完成以后，所有的操作都通過遠程控制終端完成，無需每次測量都經過人工安裝，降低了工作人員的工作強度，降低了成本，提高了工作效率；而且在不需要采集數據時，前端傳感器和數據處理部均處于“休眠”狀態，不會造成電能的浪費，可保證長期運行，而不用頻繁花費人力物力進行維護。附圖說明圖1為本技術實施例整體結構示意圖。圖2為本技術實施例鋼絲和傾角傳感器的布置示意圖。圖3為本技術實施例測量基坑水平位移X的原理示意圖。圖4為本技術實施例測量基坑水平位移X的原理示意圖。圖中，N表示固定板，M表示基坑側壁。具體實施方式實施例圖1和圖2示出，一種基坑變形測量裝置，包括鋼絲1、傾角傳感器2和計算模塊3，所述鋼絲1底端固定于靠近基坑側壁的基坑底部，鋼絲1頂端與基坑側壁上邊緣處固定連接；所述傾角傳感器2固定于鋼絲1頂端，垂直于鋼絲1放置，用于測量鋼絲1的偏轉角度；所述計算模塊3通過傾角傳感器2測得的鋼絲1偏轉角度計算鋼絲1頂端的水平位移X；測量開始前，對鋼絲1進行預緊，并使鋼絲1處于豎直拉伸狀態。本例中為了實現鋼絲1頂端與基坑側壁上邊緣處固定連接，基坑側壁上邊緣處設置有垂直于基坑側壁的固定板N，鋼絲1頂端與固定板N的下表面固定鏈接。本例中所述基坑變形測量裝置還包括用于存儲計算模塊3計算得到的鋼絲1頂端水平位移X的RFID芯片4以及可無線讀取RFID芯片4數據的RFID讀寫器5。本例中所述RFID讀寫器5內設置有無線傳輸模塊，RFID讀寫器5可通過無線傳輸模塊將讀取的數據遠程傳輸給遠程控制終端6，遠程控制終端6通過無線傳輸模塊向RFID讀寫器5發送讀取指令。圖3和圖4為上述測量方法測量基坑的水平位移X的原理示意圖。如圖所示，初始狀態時鋼絲1頂端固定于基坑側壁上邊緣p點處，鋼絲1底部固定于o點，此時op＝h，h為基坑的初始深度。當基坑發生水平位移時，基坑側壁上邊緣會帶動鋼絲1頂端發生水平位移，鋼絲1頂端移動到q點，而鋼絲1底端固定，所以鋼絲1會發生相對于豎直方向的偏轉(鋼絲1被拉伸)，傾角傳感器2顯示的角度即為偏轉角度θ。由于水平位移量與初始基坑深度h相比十分微小，所以如圖3所示，可通過弧長公式X＝2πh*θ/360°近似求得水平位移。也可以如圖4所示，通過正弦公式X＝h*tanθ近似求得水平位移。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基坑變形測量裝置，包括鋼絲(1)、傾角傳感器(2)和計算模塊(3)，所述鋼絲(1)底端固定于靠近基坑側壁的基坑底部，鋼絲(1)頂端與基坑側壁上邊緣處固定連接；所述傾角傳感器(2)固定于鋼絲(1)頂端，垂直于鋼絲(1)放置，用于測量鋼絲(1)的偏轉角度；所述計算模塊(3)通過傾角傳感器(2)測得的鋼絲(1)偏轉角度計算鋼絲(1)頂端的水平位移X；測量開始前，對鋼絲(1)進行預緊，并使鋼絲(1)處于豎直拉伸狀態。

【技術特征摘要】
1.一種基坑變形測量裝置，包括鋼絲(1)、傾角傳感器(2)和計算模塊(3)，所述鋼絲(1)底端固定于靠近基坑側壁的基坑底部，鋼絲(1)頂端與基坑側壁上邊緣處固定連接；所述傾角傳感器(2)固定于鋼絲(1)頂端，垂直于鋼絲(1)放置，用于測量鋼絲(1)的偏轉角度；所述計算模塊(3)通過傾角傳感器(2)測得的鋼絲(1)偏轉角度計算鋼絲(1)頂端的水平位移X；測量開始前，對鋼絲(1)進行預緊，并使鋼絲(1)處于豎直拉伸狀態。2.根據權利要求1所述的一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：永遠，張仲瑞，李盼召，賀正琦，高遠矚，
申請(專利權)人：成都柏森松傳感技術有限公司，
類型：新型
國別省市：四川,51