一种基坑支护桩水平位移的激光监测系统及方法与流程

本发明属于基坑支护监测领域，具体涉及一种基坑支护桩水平位移的激光监测系统及方法。

背景技术：

随着激光投线仪近年来的广泛运用，在恶劣环境和光线不足的情况下越来越凸显出了其相较其他测具的优势，传统的水平位移监测主要借助全站仪或经纬仪，由专业的技术人员进行测量，并且受限于障碍物、天气和光照等因素，拉线式测量传感器由于受到自身偏移的影响，精度无法保证。

CN201620189489.6的专利公开了一种基坑围护结构深层水平位移监测系统，侧壁异常位置布设反光点，通过全站对反射点进行测量。该方案实现了基坑侧壁的变形和异常可以及时发现，但是测量视线有障碍的可能性，侧壁的反射系统与光线和污染息息相关。

CN201510316437.0的专利申请文件公开了一种基坑水平位移监测装置，在桩顶部放置铟钢尺，利用全站仪和标尺滑块进行测量，测量方法简化，标尺的读数以滑块进行操作。但是架设全站仪与光线和环境影响较大，不适用于雨天危险情况监测。

CN201520061227.7的专利公开了一种用于基坑工程围护桩桩顶水平位移监测的系统，使用拉线传感器对位移进行测量，改用传感器进行测量，减少人力和仪器的投入。但是传感器会随着桩基偏移产生移动，测量精度难以保证。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对现有种植屋面排水技术存在的上述问题，提供一种基坑支护桩水平位移的激光监测系统及方法，减少工作量，提高工作效率；操作简单，不受天气、光线的影响，适用性强。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

基坑支护桩水平位移的激光监测系统，至少包括激光投线仪、基线板和监测板，激光投线仪和基线板分别固定设置在基坑支护桩纵向的基坑上口两侧不受支护桩偏移影响的位置，且激光投线仪与基线板在平行于支护桩桩顶冠梁边线的直线上，激光投线仪的光线正对基线板，光线路径平行于支护桩冠梁边线，在激光投线仪的光线路径上每间隔5～10m设立一块监测板并依次编号，监测板牢固架设在支护桩桩顶冠梁上，监测板为带标尺刻度的透明薄板，第一次测量时激光投线仪的光线穿过监测板，中心处标示毫米刻度线以正负方向偏移极值为标尺刻度(保证第一次测量每个监测板的读数均对准“0mm”刻度位置，便于和后期测量读数对比，从而监测支护桩水平位移情况)。

按上述方案，在基坑支护桩纵向的两侧选取两个固定点，其中第一固定点架设激光投线仪，第二固定点架设基线板。

按上述方案，所述第一固定点处设置钢管或角钢制成的第一支架，第一支架高度约1～1.2m，激光投线仪固定在第一支架上。

按上述方案，所述第二固定点处设置钢管或角钢制成的第二支架，第二支架高度约1～1.2m，基线板固定在第二支架上。

按上述方案，所述监测板采用透光的有机玻璃薄板。

按上述方案，每个监测板下部通过支架托配备固定支架，固定支架通过监测板固定螺丝牢固架设在支护桩桩顶冠梁上。

本发明还提供了一种基坑支护桩水平位移的激光监测方法，包括如下步骤：

S1、在基坑支护桩完工后，沿支护桩桩顶冠梁(连系梁)方向远离基坑位置(土体不产生偏移位置)选取激光投线仪的第一固定点，第一固定点处设置钢管或角钢制成的第一支架，将激光投线仪固定在第一支架上；

S2、在第一固定点正对面基坑另一侧选取第二固定点，第二固定点处设置钢管或角钢制成的第二支架，将基线板固定在第二支架上，调整激光投线仪的光线完全与基线板正中刻度对齐；

S3、在调试好激光投线仪的光线后，在光线路径上每间隔5～10m设立一块监测板并依次编号，并在监测板中心处标示毫米刻度线以正负方向偏移极值为标尺刻度，每个监测板下部配备固定支架，固定支架的高度与第一固定点的第一支架、第二固定点的第二支架一致，固定支架牢固架设在支护桩桩顶冠梁上；

S4、激光投线仪发射的光线路径平行于支护桩桩顶冠梁边线，并通过支护桩桩顶冠梁(连系梁)的上方，光线穿过每一块监测板，且通过调整监测板的位置使第一次测量时每个监测板的读数均对准“0mm”刻度位置，然后将监测板通过固定支架固定至支护桩桩顶冠梁上；

S5、按照基坑监测资料表格定时对监测板数据进行采集和填写，在初期每个监测板读数为0，定时监测读数前打开激光投线仪，利用激光投线仪的光线在监测板上的读数来监测支护桩的位移情况，依次记录每个监测板读数并填入基坑监测资料表格内，然后关闭激光投线仪。

按上述方案，所述第二支架与第一支架结构相同。

按上述方案，所述步骤S2中，在不同时段复核基线板的情况，如地基状况不好的位置单独设立基础对第一固定点处的激光投线仪和第二固定点处的基线板进行固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该监测系统能够有简单而准确的记录支护桩的水平位移，监测点设置好之后，日后的监测工作就不用再调整测量仪器来操作，减少了工作量，提高了工作效率；

2、本发明监测方法主要针对基坑支护桩的桩顶水平位移进行监测和记录，操作简单，不需要专业技术人员支设仪器，可由资料填写人员定时开启并记录即可；

3、本发明监测支护桩的水平位移不受天气、光线的影响，可以进行夜间的测量，如遇暴雨等对基坑稳定性影响较大的天气，可以随时进行观测以免险情的发生，适用性强。

附图说明

图1是本发明基坑支护桩水平位移的激光监测系统的结构示意图；

图2是本发明监测板的细节结构示意图；

图中，1、激光投线仪，2、基坑两端位置线，3、光线路径，4、支护桩顶部基坑边线，5、监测板，6、基线板，7、监测板固定螺丝，8、支架托，9、标尺刻度。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明技术方案进行详细的描述。

参照图1～图2所示，本发明实施例所述的基坑支护桩水平位移的激光监测系统，至少包括激光投线仪1、基线板6和监测板5，激光投线仪1和基线板6分别固定设置在基坑支护桩纵向的基坑上口两侧不受支护桩偏移影响的位置(在基坑支护桩纵向的基坑两端位置线2处选取两个固定点，其中一固定点架设激光投线仪1，另一固定点架设基线板6)，且激光投线仪1与基线板6在平行于支护桩桩顶冠梁边线的直线上，激光投线仪1的光线正对基线板6，光线路径3平行于支护桩冠梁边线，在激光投线仪1的光线路径3上每间隔5～10m设立一块监测板5并依次编号，监测板5牢固架设在支护桩桩顶冠梁上，监测板5为带标尺刻度9的透明薄板，第一次测量时激光投线仪1的光线穿过监测板5，中心处标示毫米刻度线以正负方向偏移极值为标尺刻度9(保证第一次测量每个监测板5的读数均对准“0mm”刻度位置，便于和后期测量读数对比，从而监测支护桩水平位移情况)。

如图2所示的监测板5的细节结构，每个监测板5下部通过支架托8配备固定支架，固定支架通过监测板固定螺丝7牢固架设在支护桩桩顶冠梁上。

本发明基坑支护桩水平位移的激光监测方法，包括如下步骤：

S1、在基坑支护桩完工后，沿支护桩桩顶冠梁(连系梁)方向远离基坑位置(土体不产生偏移位置)选取激光投线仪1的固定点A，固定点A处设置钢管或角钢制成的第一支架，第一支架高度约1.2m左右，将激光投线仪1固定在第一支架上(固定点A距离基坑开挖处保持一定的距离且坚固)；

S2、在固定点A正对面基坑另一侧选取固定点B，固定点B处设置钢管或角钢制成的第二支架，将基线板6固定在第二支架上，通过调整激光投线仪1使激光投线仪1的光线完全与基线板6正中刻度对齐，在不同时段复核基线板6的情况，如地基状况不好的位置单独设立基础对固定点A和固定点B点的装置进行固定，第二支架与第一支架结构相同；

S3、在调试好激光投线仪1的光线后，在光线路径3上每间隔5～10m设立一块监测板5并依次编号，监测板5采用有机玻璃制作，有较好的透光性，并在中心处标示毫米刻度线以正负方向偏移极值为标尺刻度9，每个监测板5下部配备固定支架，固定支架的高度与固定点A的第一支架、固定点B点的第二支架一致，固定支架牢固架设在支护桩桩顶冠梁上；

S4、激光投线仪1发射的光线路径3平行于支护桩桩顶冠梁边线，并通过支护桩桩顶冠梁(连系梁)的上方，光线穿过每一块监测板5，且通过调整监测板5的位置使第一次测量时每个监测板5的读数均对准“0mm”刻度位置，然后将监测板5通过固定支架固定至支护桩桩顶冠梁上，保证监测板5不会发生松动、滑移或脱落；

S5、各项工作做好后，按照基坑监测资料表格定时对监测板5数据进行采集和填写，在初期每个监测板5读数为0，每天定时进行监测，读数前打开激光投线仪1，利用激光投线仪1的光线在监测板5上的读数来监测支护桩的位移情况，依次记录每个监测板5读数并填入基坑监测资料表格内，然后关闭激光投线仪1。

本发明主要针对基坑支护桩的桩顶水平位移进行监测和记录，我们在实际应用中发现，首先利用建筑物原有的固定点(距离开挖区域较远的区域)设置监测的基点，然后在支护桩的纵轴线上设置若干个监测点，所有监测点设置好之后，日后的监测工作就不用再调整测量仪器来操作，减少了工作量，提高了工作效率。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。