一种基坑深层水平位移与地下水位的测量方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基坑深层水平位移与地下水位的监测装置和方法，尤其是一种基坑深层水平位移与地下水位可以在同一个监测孔中进行自动化测量的监测装置以及利用该装置进行测量的方法。
【背景技术】
[0002]随着城市建设的快速发展，城市地下交通车站、超高层建筑、高铁工程车站等深基坑施工项目越来越多。
[0003]在深基坑在开挖过程中，由于各种应力会造成支护结构位移以及深基坑内外土体的变形。支护结构和被支护结构支护的土体的过大位移，不仅会危及深基坑本身，还会危及周边建筑物，极容易引发重大安全事故。
[0004]另外，基坑在开挖前必须要降低地下水位，但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑内渗漏，诱发基坑出现塌方。
[0005]因此，在基坑施工过程中开展围护墙体及坑周土体深层水平位移监测、基坑内外地下水位监测，对于保证基坑工程安全生产、保护基坑周边环境具有重要作用。
[0006]目前，基坑深层水平位移监测主要是通过钻孔或与钢筋笼绑扎方式，将内设导向槽的测斜管垂直预埋地下，作为监测孔；然后由人工定期放入滑动式钻孔测斜仪，由管底沿导向槽向上移动，逐段测量探头轴线与原准线之间夹角，获得监测孔水平位移沿深度的变化曲线。这种测量方法由于需要现场人工逐米沉孔操作测量，不仅劳动强度大，时效性差，而且人为因素产生的误差经常远大于设备自身的误差。此外，当基坑土体发生大变形时，测斜孔也产生相应变形，有时造成设备无法放入测斜管内，导致监测孔报废，监测工作中断，重新钻孔测量与原测量数据无法对接，由于关键数据缺失，测量数据难以作为决策依据。
[0007]现有技术中基坑地下水位监测则主要是在基坑周边布设水位观测井，将水位管预埋在观测井中，采用电子水位计测量水位变化情况。基坑地下水位通常也需要测量人员现场采集数据，不能实施自动化遥测，实效性差。并且，由于目前尚无设备在一个监测孔内同时完成倾斜位移和水位的测量，导致基坑测斜管与水位管必须分开埋设，从而增加了施工费用与施工周期。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种结构新颖独特，使用方便，并且能够在同一个监测孔内对基坑深层水平位移与地下水位进行长期连续监测的监测装置。
[0009]一种基坑深层水平位移与地下水位的监测装置，所述监测装置包括监测模块，所述监测模块由若干个监测单元可拆卸串联组装构成；所述监测单元之间机械连接均采用万向联轴器，电力和电信号均采用带航空插头或插座的电缆连接。
[0010]进一步，所述监测模块中至少有一个监测单元为水位监测单元，其他的是位移监测单元；所述水位监测单元位于所述监测装置沉入监测孔时的底端。
[0011]进一步，所述位移监测单元包括斜度测量板，所述斜度测量板中的倾斜角度测量传感器的测量平面与所述位移监测单元的长度方向轴线垂直设置；所述斜度测量传感器对所述测量平面内的两个相互垂直的轴线的斜度进行测量。
[0012]进一步，所述水位监测单元包括压力传感器。
[0013]进一步，所述监测单元之间均采用可拆卸的万向联轴器连接。
[0014]进一步，所述可拆卸的万向联轴器包括球头连接杆和球头座连接杆；所述球头连接杆的球头与所述球头座连接杆的球头座适配连接；球头连接杆和球头座连接杆均设置有螺纹，分别通过螺纹与两端的监测单元连接。
[0015]进一步，所述位移监测单元的外壳为四方柱。
[0016]进一步，所述外壳的四个外侧面上设置有导向支撑轮。
[0017]进一步，所述导向支撑轮与所述外壳的连接强度小于所述万向联轴器的连接强度。
[0018]本发明还公开了一种自动化同孔测量基坑深层水平位移与地下水位方法，具体步骤为:
O按监测所需深度进行钻孔，并将70mm标准滑动测斜管沉孔，沉孔完成后，对测斜管外灌浆固定测斜管，测斜管孔作为监测孔；
2)根据基坑监测孔深度，室内组装由若干节位移监测单元串联构成的监测装置，在首节再串联水位监测单元，并盘绕于辅助轮轴上；
3)将整套监测装置运至现场，使用手电钻将双向滑轮逐节快速安装于各个监测单元之上。然后，通过手摇辅助轮轴上的手柄，将各节监测单元逐次放入监测孔中，顺序沉孔；
4)沉孔完毕后，将数据线与采集单元连接，配置前端软件和后端服务器；
5)开始自动实时测量，在线生成深层水平位移和地下水位曲线报表。当监测数据超过设定阈值时，系统自动发送报警提示。
[0019]本发明基坑深层水平位移与地下水位的监测装置通过若干节斜度监测单元串联连接，可以适应不同深度的监测孔的变形，在监测孔中较长时间段对监测孔的倾斜位移变化进行连续自动化监测。通过球状关节连接各监测单元，使监测装置在监测孔变形的情况下依然能自由沉入和拉出监测孔，提高了装置的重复使用率，降低了工程成本。
【附图说明】
[0020]图1为本发明斜度测量原理示意图；
图2是本发明监测装置的结构示意图；
图3为斜度监测单元结构示意图；
图4为斜度监测单元结构俯视图；
图5为万向联轴器结构示意图；
图6为水位监测单元结构示意图；
图7为水位监测单元俯视图；
图8为监测装置施工示意图。
[0021]图中:1、监测模块；2、位移监测单元；2_1、双向滑轮组件；2_2、热缩管；2_3、航空插头公头；2-4、航空插头母头；2-5、螺纹孔；2-6、偏心孔；2-7、壳体；2_8、电缆；2_9、封装体；2-9.1、外壳；2-9.2、横板；2-9.3、竖板；2_9.4、固定架；3、水位监测单元；3_1、螺纹孔；3-2、偏心孔；3-3、航空插头母头；3-4、壳体；3-5、电缆；3_6、封装体；3_6.1、电路板；
3-6.2、固定架；3-6.3、封装外壳；3-9、水压探头；3_10、前罩；3_10.1、滤网盖；3_10.2、通水孔；4、万向联轴器；4-1、球头连杆；4-2、球头座连杆；4-2.1、螺纹端；5、轮轴运输车；6、监测孔；7、辅助轮轴；7-1、摇柄；8、双向滑轮构件；8-1、滑轮托板；8-2、卡接结构；8_3、滑轮；8-4、柔性轴、8-5、弹簧；8-6、滑轮槽。
【具体实施方式】
[0022]下面利用实施例对本发明进行更全面的说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。
[0023]为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下” “左” “右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
[0024]本发明测量基坑深层水平位移的测量原理如图1所示为，将监测装置分为若干节监测单元，通过各节监测单元的测量长度和该节监测单元的与竖直方向的夹角可以计算出每节监测单元所在的测量范围的水平双向位移；将所有监测单元的水平位移累计后可以得到整个监测装置的测量范围内的总位移。
[0025]本实施例中的基坑深层水平位移与地下水位的监测装置(以下简称监测装置)包括:监测模块1，监测模块I由若干节监测单元串联构成。监测单元分为位移监测单元2和水位监测单元3，各个监测单元之间通过可拆卸万向联轴器4连接在一起。如图2所示，监测模块包括串接的2节位