基坑围护体位移变形实时检测与控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于建筑施工领域，尤其涉及一种基坑围护体位移变形实时检测与控制系统。
【背景技术】
[0002]随着城市的发展，基坑规模和开挖深度不断增加，深基坑的安全问题成为工程施工首要考虑的因素。因为基坑开挖周围的土体、建筑物和埋设物会对基坑围护体结构墙体(简称基坑围护体，例如地下连续墙)等挤压，造成基坑围护体结构墙体的变形，所以在基坑施工过程中要对基坑围护体结构墙体进行监测，以便于当基坑围护体结构墙体变形过大时对其实行支撑的轴力位移补偿以控制或减少围护体结构墙体的位移变形。
[0003]目前的检测手段主要是通过测斜管配合测斜仪人工进行测量，再把测得的数据输入电脑中计算出围护体结构墙体的变形数据。现有的测斜系统主要由测头、测读仪、电缆和测斜管四部分组成，所述测头由二组导轮和安装有测斜仪的测量主体组成，所述测读仪可读取测头的测量数据，保存和处理测量数据并对测头供电。使用时，先在连续墙上预埋测斜管，当连续墙发生变形时，整个测斜管随之产生相应变形，通过提拉测头逐段人工测量倾斜角度，通过计算就可得到测斜管的每段的水平位移。然后通过描点能得到连续墙的变形曲线。该测量方法操作简单，应用较广，但是由于是人工操作，存在着测量误差大，不能实现实时测量，更不能将测量数据实时反馈给围护体结构墙体位移变形实时补偿控制系统。在现代化的城市建设中，这些缺点带来了深基坑施工的安全隐患，由于这些检测系统的不完善已经造成了很多工程事故。
[0004]综上所述，研宄、设计出一种高效、精确稳定、实时的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种基坑围护体位移变形实时检测与控制系统，能够实时测量预埋在基坑围护体中测斜管的位移变形情况，并根据测斜管的位移变形情况对基坑支撑进行轴力位移自动补偿，有效提高测量精度和效率，控制并减少基坑围护体的位移变形，确保基坑施工顺利安全。
[0006]为了达到上述的目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种基坑围护体位移变形实时检测与控制系统，所述基坑围护体通过若干带轴力位移补偿器的支撑进行支撑，所述实时检测与控制系统包括:中心数据处理器、中心管理电脑、D/Ι转换仪表、若干测斜管、若干探头以及与所述测斜管相应数量的数据采集器，所述测斜管预埋于基坑围护体内，每根测斜管内沿测斜管的纵向间隔设置若干所述探头形成探头组，所述数据采集器分别与对应测斜管内的所有探头连接，所述中心管理电脑、数据采集器、D/Ι转换仪表分别与所述中心数据处理器连接，所述数据采集器采集对应测斜管内的各探头测得的各测量点倾斜角数据，并将各测量点倾斜角数据发送至所述中心数据处理器，所述中心数据处理器根据来自数据采集器的各测量点倾斜角数据计算各测量点对应的位移变形数据从而得到每根测斜管的变形曲线以及各支撑点对应补偿数据，所述D/Ι转换仪表把来自所述中心数据处理器的补偿数据转换为电流环信号，用于控制PLC或其他工业控制器对基坑围护体的支撑进行实时补偿。
[0008]优选的，所述中心数据处理器，包括:收集模块，用于集中收集各数据采集器的各个测量点的倾斜角数据；计算模块，用于根据收集模块采集的各个测量点的倾斜角数据计算各测量点对应的位移变形数据从而得到每根测斜管的变形曲线以及向各支撑点对应补偿数据；人机界面模块，用于探头的参数设置、数据查询、以及数据与变形曲线显示；通信模块，用于实现中心数据处理器与中心管理电脑、D/Ι转换仪表以及数据采集器之间的通讯；以及模拟驱动模块，用于向D/Ι转换仪表提供各个支撑点补偿数据。
[0009]优选的，所述通信模块包括有线通信模块与无线通信模块，所述有线通信模块用于在数据采集器与中心数据处理器之间实现通信，通信距离为0-500米；所述无线通信模块，用于在中心管理电脑与中心数据处理器之间实现通信。
[0010]优选的，所述中心管理电脑，包括:仪表参数设置模块，用于对各数据采集器的探头以及D/Ι转换仪表进行参数设置；仪表参数查询模块，用于对各数据采集器的探头以及D/Ι转换仪表进行参数查询；数据查询模块，用于对当前或历史工程各个测量断面不同时点的变形数据进行查询；数据显示模块，用于对当前数据或者所调出的历史数据进行显示；数据打印模块，用于对当前或历史工程各个测量断面不同时点的变形数据进行打印；通信管理模块，用于实现中心管理电脑与中心数据处理器、D/Ι转换仪表之间的通讯连接。
[0011]优选的，在上述的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统中，所述探头通过钢丝电缆线与所述数据采集器连接，所述探头包括主体结构、设置于主体结构上的能够测出自身的倾斜角度以及倾斜方向的倾斜传感器以及设置于所述主体结构上、下部的两组导轮张紧机构，所述倾斜传感器通过所述钢丝电缆线将测得的倾斜数据向外输出，所述导轮张紧机构包括一免维护橡胶弹性体压紧结构以及两端设有导轮的导轮张紧板，所述导轮通过销轴分别连接于所述导轮张紧板的两端，所述主体结构包括连接板，所述连接板位于所述主体结构的中部，所述免维护橡胶弹性体压紧结构将所述导轮张紧板与所述连接板连接并使得所述两个导轮分别压在测斜管的导槽中。
[0012]优选的，在上述的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统中，每个所述探头还包括两防水接头、两接头连接机构、以及两钢丝锁紧机构；所述两防水接头分别通过对应的所述接头连接机构密封固定于所述主体结构的两端，所述倾斜传感器经所述钢丝电缆线将测量信息传出，所述钢丝电缆线分别经所述两防水接头伸入所述主体结构内腔并由所述防水接头锁紧，其中，伸入主体结构的钢丝电缆线中的钢丝分别通过所述钢丝锁紧机构固定于所述接头连接机构上，伸入主体结构的钢丝电缆线中的电源线及数据线相连通并与所述倾斜传感器电连接。
[0013]优选的，在上述的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统中，所述主体结构还包括:线缆导管、以及设置于所述连接板两端的两套管，所述连接板的端部分别设有用于与所述套管密封连接的连接底座，所述两套管远离所述连接板的一端分别通过所述防水连接机构与对应的防水接头密封连接，所述线缆导管设置于两个所述连接底座之间，所述两个连接底座上对应所述线缆导管的位置设有供所述钢丝电缆线穿越的通孔，所述倾斜传感器固定设置于其中一个所述套管的内腔中。
[0014]优选的，在上述的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统中，所述接头连接机构包括电缆连接套、压盖以及密封圈，所述电缆连接套的一端设有挡圈，所述电缆连接套的另一端伸入对应的所述套管内，所述电缆连接套与对应的套管之间设有所述密封圈，所述防水接头与所述电缆连接套的外侧端密封连接，所述压盖螺纹连接于对应套管的外侧将对应的电缆连接套压紧于对应的套管上，所述压盖为具有一端板的螺纹管，所述端板的中心开设供所述防水接头伸出的中心孔。
[0015]优选的，在上述的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统中，所述钢丝锁紧机构包括紧定螺钉以及分别开设于所述电缆连接套的周壁上的钢丝孔与紧定螺钉孔，所述钢丝孔与所述紧定螺钉孔相互垂直贯通，所述钢丝孔沿着所述电缆连接套的径向设置，所述钢丝电缆线中的钢丝伸入所述电缆连接套的所述钢丝孔内，所述紧定螺钉经所述紧定螺钉孔将所述钢丝锁紧在所述钢丝孔内。
[0016]优选的，在上述的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统中，所述倾斜传感器通过密封胶固定设置于其中一个所述套管内，该套管的内部设有内凸的凸圈，所述凸圈上开设供所述倾斜仪线缆板伸入的插槽，所述凸圈的内径大于所述电缆连接套的内径。
[0017]优选的，在上述的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统中，位于最下方的探头还包括密封盖，所述密封盖密封设置于远离倾斜传感器的防水接头的开口端；其余探头中远离所述倾斜传感器的所述套管的内腔作为用于容置一定余量电源线与钢丝线的储线腔。
[0018]优选的，在上述的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统中，所述中心数据处理器根据以下公式计算各测量点变形数据L，L = A’ B’ ^SIN(AA)，其中，Λ A表示测量点倾斜角数据，Α’B’表示导轮张紧板的中心距离。
[0019]优选的，在上述的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统中，还包括远程监控中心，所述远程监控中心通过GPRS或者3G无线网路与中心数据处理器进行通信。
[0020]本实用新型还公开了一种基坑围护体位移变形实时检测与控制方法，采用如上所述的基坑围护体位移变形实时检测与控制系统，包括如下步骤:
[0021]第一步，在基坑围护体中预先埋置好测斜管；
[0022]第二步，把探头组放入测斜管；