一种基坑变形预警装置的制作方法

本实用新型属于施工监测技术领域，具体涉及一种基坑变形预警装置。

背景技术：

随着地铁、城市高层建筑的建设及发展，深基坑工程出现的次数越来越多。深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)，或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

在深基坑的开挖过程中，基坑周围土体的应力状态会发生变化，进而会引起土体的变形，即使采取了某些支护措施后，也还是会存在一定数量的变形，这些变形若超过某个容许值，将对基坑的支护结构及周围环境产生影响，严重时将破坏结构并造成资金损失。当基坑发生破坏时，若还有工人位于基坑内，极易造成人员伤亡。基坑工程常见的突发事故中，周围土体的倾覆和滑移对工程造成的损失最大，一旦发生，将严重威胁施工人员的生命安全。

因此，在基坑施工过程中，只有对基坑进行全面的监测，才能全面的了解工程情况，确保工程的顺利进行。目前，对于无支护结构基坑的监测，主要是通过测量基坑水位的变化来分析基坑的稳定性，这种方法虽然在一定程度上防止了基坑工程安全事故的发生，然而，在使用该方法的历史经验中，仍然存在预测不及时的情况发生。

技术实现要素：

本实用新型实施例通过提供一种基坑变形预警装置，该装置包括分别固定设置于基坑内相同高度对立侧壁上的两个千斤顶，水平架设于基坑内、两端分别与两个千斤顶相连的传力杆，以及设置于传力杆上的轴力传感器和报警装置，当轴力传感器所受的拉力或压力大于预设值时，给出信号至报警装置并报警，从而提示施工人员基坑变形情况，解决了现有技术中基坑变形预测不及时的问题，实现了施工人员可以及时了解基坑安全状况，降低施工危险事故发生率的技术效果。

本实用新型实施例提供了一种基坑变形预警装置，包括

千斤顶，所述千斤顶包括第一千斤顶与第二千斤顶，所述第一千斤顶与第二千斤顶分别固定设置于基坑内相同高度的对立侧壁上；

传力杆，所述传力杆水平架设于基坑内，所述传力杆具有两端，其中一端与所述第一千斤顶可拆卸连接，另一端与所述第二千斤顶可拆卸连接；

轴力传感器，所述轴力传感器固定设置于所述传力杆上，用于测量所述传力杆受到的轴向力；

报警装置，所述报警装置与所述轴力传感器电性连接。

具体来说，上述基坑变形预警装置中，千斤顶分别固定设置于基坑内相同高度的对立侧壁上，两个千斤顶之间水平架设有传力杆，传力杆上设置有轴力传感器和报警装置，当轴力传感器所受的拉力或压力大于预设值时，即表示基坑的变形量超出了安全范围，轴力传感器给出信号至报警装置，报警装置报警，可以及时通知施工人员基坑的变形超出了安全范围并提示他们及时撤离施工现场，解决了现有技术中基坑变形预测不及时的问题，降低了施工危险事故的发生率。

传力杆优选柔性材料，当柔性材料受到轴向的拉力或压力时，轴向力的大小更易测量。

优选地，所述轴力传感器包括力敏电阻，所述力敏电阻包括电阻工作段，以及分别设置于所述电阻工作段两端的第一电阻绝缘段和第二电阻绝缘段。

进一步优选地，所述轴力传感器外包覆设置有绝缘连接头。

绝缘连接头起到包覆轴力传感器、为传力杆提供支承，同时保证内部线路不受外部环境影响的作用。

更进一步优选地，所述传力杆包括第一传力杆和第二传力杆，所述第一传力杆具有第一千斤顶连接端和第一轴力传感器连接端，所述第二传力杆具有第二千斤顶连接端和第二轴力传感器连接端，所述第一千斤顶连接端与所述第一千斤顶可拆卸连接，所述第二千斤顶连接端与所述第二千斤顶可拆卸连接，所述第一轴力传感器连接端与所述第一电阻绝缘段可拆卸连接，所述第二轴力传感器连接端与所述第二电阻绝缘段可拆卸连接。

传力杆包括第一传力杆和第二传力杆，两根传力杆之间通过轴力传感器相连，轴力传感器外包覆有绝缘连接头，绝缘连接头为两根传力杆提供了支承的作用。

相比于单根传力杆，在单根传力杆上设置轴力传感器的结构形式，对轴力传感器的精度和灵敏度要求更高。而两根传力杆中间通过轴力传感器相连的结构形式，传力杆上受到的轴向拉力和压力更易被测量。

更进一步优选地，所述力敏电阻包括上下平行设置的第一力敏电阻和第二力敏电阻。两力敏电阻各连接有受拉及受压报警线路，互不影响，可使预测结果更加准确。

优选地，所述报警装置包括视觉报警装置和听觉报警装置。

视觉报警装置可以通过发出闪光等信号产生报警效果。听觉报警装置可以通过鸣笛等方式产生报警效果。

优选地，所述报警装置为压力报警装置，所述压力报警装置包括受压报警装置和受拉报警装置，所述受压报警装置与所述第一力敏电阻电性连接，所述受拉报警装置与所述第二力敏电阻电性连接。

基坑变形导致的安全事故在发生前很短一段时间内往往伴随着基坑两侧土体应力的改变，本实用新型实施例通过提供一种基坑变形预警装置，该装置包括分别固定设置于基坑内相同高度对立侧壁上的两个千斤顶，水平架设于基坑内、两端分别与两个千斤顶相连的传力杆，以及设置于传力杆上的轴力传感器和报警装置，当轴力传感器所受的拉力或压力大于预设值时，给出信号至报警装置并报警，从而提示施工人员基坑变形情况，解决了现有技术中基坑变形预测不及时的问题。通过本实用新型实施例通过提供的基坑变形预警装置，实现了施工人员可以及时了解基坑安全状况，降低施工危险事故发生率的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的基坑变形预警装置结构示意图。

图2为力敏电阻结构示意图。

图3为实施例2第一传力杆和第二传力杆连接处的局部示意图。

图4为绝缘连接头的结构示意图。

图5为受压报警装置的工作原理示意图。

图6为受拉报警装置的工作原理示意图。

本实用新型的有益效果

本实用新型实施例通过提供一种基坑变形预警装置，该装置包括分别固定设置于基坑内相同高度的对立侧壁上的两个千斤顶，水平架设与基坑内、两端分别与两个千斤顶相连的传力杆，以及设置于传力杆上的轴力传感器和报警装置，当轴力传感器所受的拉力或压力大于预设值时，给出信号至报警装置并报警，从而提示施工人员基坑变形情况，解决了现有技术中基坑变形预测不及时的问题；

基坑变形导致的相关安全事故，在发生前很短一段时间内，往往伴随着基坑两侧土体应力的改变，通过本实用新型实施例通过提供的基坑变形预警装置，实现了施工人员可以及时了解基坑安全状况，降低施工危险事故发生率的技术效果。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于再次描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

本例提供了一种基坑变形预警装置，本例中传力杆为单根传力杆，如图1所示，包括

千斤顶，所述千斤顶包括第一千斤顶110与第二千斤顶120，所述第一千斤顶110与第二千斤顶120分别固定设置于基坑内相同高度的对立侧壁上；

传力杆20，所述传力杆20水平架设于基坑内，所述传力杆20具有两端，其中一端与所述第一千斤顶110可拆卸连接，另一端与所述第二千斤顶120可拆卸连接；

轴力传感器30，所述轴力传感器30固定设置于所述传力杆20上，用于测量所述传力杆20受到的轴向力；

报警装置，所述报警装置与所述轴力传感器30电性连接(图中未示)。

具体来说，上述基坑变形预警装置中，千斤顶分别固定设置于基坑内相同高度的对立侧壁上，两个千斤顶之间水平架设有传力杆20，传力杆20上设置有轴力传感器30和报警装置，当轴力传感器30所受的拉力或压力大于预设值时，即表示基坑的变形量超出了安全范围，轴力传感器30给出信号至报警装置，报警装置报警，可以及时通知施工人员基坑的变形超出了安全范围并提示他们及时撤离施工现场，解决了现有技术中基坑变形预测不及时的问题，降低了施工危险事故的发生率。

传力杆20优选柔性材料，当柔性材料受到轴向的拉力或压力时，轴向力的大小更易被测量。

实施例2

本例提供了一种基坑变形预警装置，如图1所示，包括

千斤顶，所述千斤顶包括第一千斤顶110与第二千斤顶120，所述第一千斤顶110与第二千斤顶120分别固定设置于基坑内相同高度的对立侧壁上；

传力杆20，所述传力杆20水平架设于基坑内，所述传力杆20具有两端，其中一端与所述第一千斤顶110可拆卸连接，另一端与所述第二千斤顶120可拆卸连接；

轴力传感器30，所述轴力传感器30固定设置于所述传力杆20上，用于测量所述传力杆20受到的轴向力；

报警装置，所述报警装置与所述轴力传感器30电性连接。

轴力传感器包括力敏电阻，如图2所示，所述力敏电阻包括电阻工作段310，以及设置于分别设置于所述电阻工作段310两端的第一电阻绝缘段320和第二电阻绝缘段330。

本例中，传力杆20包括第一传力杆210和第二传力杆220，如图3所示，所述第一传力杆210具有第一千斤顶连接端和第一轴力传感器连接端，所述第二传力杆220具有第二千斤顶连接端和第二轴力传感器连接端，所述第一千斤顶连接端与所述第一千斤顶110可拆卸连接，所述第二千斤顶连接端与所述第二千斤顶120可拆卸连接，所述第一轴力传感器连接端与所述第一电阻绝缘段可拆卸连接，所述第二轴力传感器连接端与所述第二电阻绝缘段可拆卸连接。

传力杆20包括第一传力杆210和第二传力杆220，两根传力杆之间通过轴力传感器30相连，轴力传感器30外包覆有绝缘连接头40，绝缘连接头40起到包覆轴力传感器，同时为传力杆提供支承的作用。(请问绝缘连接头40的作用是否准确)

绝缘连接头40的结构如图4所示。

相比于单根传力杆，在单根传力杆上设置轴力传感器30的结构形式，对轴力传感器30的精度和灵敏度要求更高。而两根传力杆中间通过轴力传感器30相连的结构形式，传力杆上受到的轴向拉力和压力更易被测量。

力敏电阻的数量可以为两个，包括上下平行设置的第一力敏电阻3010和第二力敏电阻3020。两力敏电阻各连接有受拉及受压报警线路，互不影响，可使预测结果更加准确。

报警装置包括视觉报警装置和听觉报警装置。

视觉报警装置可以通过发出闪光等信号产生报警效果。听觉报警装置可以通过鸣笛等方式产生报警效果。

报警装置为压力报警装置，所述压力报警装置包括受压报警装置和受拉报警装置，所述受压报警装置与所述第一力敏电阻3010电性连接，所述受拉报警装置与所述第二力敏电阻3020电性连接。

受压报警装置的工作原理如图5所示。当电源接通时，若基坑两侧土体作用于传力杆的轴力增加时，第一力敏电阻3010阻值减小，电流增大，铁芯81通过滑杆91移动，轴力超过一定值后，当导体段m1n1将要与受压报警装置中电路系统p1q1相连时，弹簧71所提供给铁芯81的拉力小于铁芯81受到的磁力，此时受压报警装置电路闭合，受压报警装置中的报警喇叭k1和报警灯s1工作。

受拉报警装置的工作原理如图6所示。当电源接通时，若基坑两侧土体作用于传力杆的轴力减小时，第二力敏电阻3020阻值增大，报警装置电流减小，铁芯82通过滑杆92移动，轴力降至一定值后，当导体段m2n2将要与受拉报警装置中电路系统p2q2相连时，铁芯82受到的磁力小于弹簧72所提供给铁芯82的拉力，此时受拉报警装置电路闭合，报警喇叭k1和报警灯s1工作。

实施例3

本例提供了实施例2的基坑变形预警装置的安装方式，具体如下：

首先在第一千斤顶110的四个固定孔位钻孔，钻孔成型后注浆，当浆液溢满时及时将螺钉打入来将第一千斤顶110固定。另一侧第二千斤顶120孔位通过激光灯打点法确定，以保证第二千斤顶120与第一千斤顶110顶头连成的直线与基坑1垂直。

将第一传力杆210和第二传力杆220通过绝缘连接头40连接，绝缘连接头40内预先固定有第一力敏电阻3010和第二力敏电阻3020。将第一传力杆210和第二传力杆220置于适当位置，调整第一千斤顶110和第二千斤顶120顶头的位置将第一传力杆210和第二传力杆220固定，第一千斤顶110和第二千斤顶120施加合适大小的力使传力杆的轴力到达特定值。

然后再将受压报警装置固定在绝缘连接头40上侧合适位置，与第一力敏电阻3010连接。受拉报警装置固定在绝缘连接头40下侧合适位置，与第二力敏电阻3020连接，打开报警装置的开关，安装完成。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。