一种基坑围护结构水平位移自动监测方法及装置与流程

1.本发明涉及基坑工程技术领域，特别是涉及一种基坑围护结构水平位移自动监测装置。


背景技术：

2.基坑围护结构水平位移监测采用全站仪每天测量一次或两次基坑围护结构观测点的坐标，计算出观测点总体水平位移量，再分摊到每一天，得到每天位移量。但每天用全站仪测量很麻烦，工作量较大，需要一组专业的测量人员对基坑围护结构每天进行监测，对专业测量人员的专业技术水平要求也较高；当围护结构位移量超过规范报警值时，才向上级部门和施工单位反映基坑围护结构超出规范允许值，达到报警值，需要施工单位采取措施，保证围护结构安全，预报具有滞后性，不能及时对基坑结构的变形进行监测。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：提供一种基坑围护结构水平位移自动监测方法及装置，能够实时监测基坑围护结构水平变形状态，效率高，且用工及设备成本低。
4.为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种基坑围护结构水平位移自动监测装置，其包括如下步骤：
5.步骤1，在已经施工完成的基坑围护结构顶部的冠梁上方画出整个冠梁的中心线；
6.步骤2，在冠梁的一端中心线部位安装红外线接收器；在冠梁的另一端安装红外线发射器；
7.步骤3，根据红外线发射器发射出的红光线束，调整红外线发射器位置，使红光线束与冠梁的中心线上下重合，且保持发出的红光线束与冠梁的中心线位于同一垂直面上；
8.步骤4，将斜角刻度尺安装在冠梁上，斜角刻度尺与冠梁的中心线垂直，斜角刻度尺的尺尖端部贴合在冠梁的中心线上且指向基坑一侧；
9.步骤5，根据设计图纸要求，获知基坑围护结构最大的水平变形尺寸l，将红外线束与冠梁的中心线之间的距离调整至h，同时，将斜角刻度尺由倾斜变为水平的垂直高度设置为大于或等于h，将斜角刻度尺由倾斜变为水平的水平长度设置为大于或等于l；其中，h＝tanθ＊l，θ为斜角刻度尺的倾斜角度；
10.步骤6，安装调试完成后即可进行基坑围护结构监测。
11.作为上述的基坑围护结构水平位移自动监测方法的优选方案，还包括报警步骤：当基坑围护结构的变形量大于或等于基坑围护结构最大的水平变形尺寸时，红外线发射器发出的红光线束被斜角刻度尺阻挡而无法到达红外线接收器，此时红外线接收器自带的声光报警器触发报警。
12.作为上述的基坑围护结构水平位移自动监测方法的优选方案，所述斜角刻度尺设置于冠梁的中心线的中心位置。
13.本发明的第二个方面提供了一种基坑围护结构水平位移自动监测装置，其包括红
外线接收器、红外线发射器和斜角刻度尺，所述红外线接收器和所述红外线发射器分别安装在基坑围护结构顶部的冠梁中心线的两端，所述红外线发射器发出的红光线束与冠梁的中心线位于同一垂直面上；所述斜角刻度尺安装在冠梁上，所述斜角刻度尺与冠梁的中心线垂直，所述斜角刻度尺的尺尖端部贴合在冠梁的中心线上且指向基坑一侧，所述斜角刻度尺由倾斜变为水平的垂直高度设置为大于或等于h，所述斜角刻度尺由倾斜变为水平的水平长度设置为大于或等于l，其中，h＝tanθ＊l，h为所述红外线发射器发出的红光线束与冠梁的中心线之间的距离，l为所述基坑围护结构最大的水平变形尺寸，θ为所述斜角刻度尺的倾斜角度。
14.作为上述的基坑围护结构水平位移自动监测装置的优选方案，还包括声光报警器，所述声光报警器与所述红外线接收器电连接。
15.作为上述的基坑围护结构水平位移自动监测装置的优选方案，所述斜角刻度尺设置于冠梁的中心线的中心位置。
16.实施本发明的一种基坑围护结构水平位移自动监测方法及装置，与现有技术相比，其有益效果在于：
17.1、节省了人力物力，不需要专业测量队每日监测，普通人员根据红光线束与斜角刻度尺的相对位置即可随时获得基坑水平变形监测结果，极大的降低了监测人员的劳动强度，用工及设备成本低；
18.2、由于变形数据能够直接在斜角刻度尺上读取，变形数据更加直观且准确度高，改变了传统通过测量仪器监测后，再进行复杂计算，最后才能得出准确位移数据的现象；
19.3、由于有红光线束的配合，能够实时动态监测基坑围护结构水平状态，打破了传统的不经过测量人员测量就得不到围护结构水平位移的窘境，改变了固定监测为实时动态监测，监测数据能及时反馈到施工单位，以便对围护结构受力状态及时做出调整，大大提高基坑施工的安全性，保障了在基坑内作业人员的人身安全；
20.4、当基坑围护结构水平位移量达到设计图纸规定的最大值时，声光报警器自动发出警报，提醒在基坑内的作业人员和施工设备及时撤离，大大的提高了监测效率，可以全天24小时监测，不受天气气候影响，且该技术能够广泛地应用在土木工程中有基坑的项目。
附图说明
21.图1是本发明实施例提供的一种基坑围护结构水平位移自动监测装置的轴侧视图；
22.图2是冠梁的中心线、红光线束与斜角刻度尺处于初始状态时的示意图；
23.图3是冠梁的中心线、红光线束与斜角刻度尺处于基坑围护结构最大的水平变形状态时的示意图；图中示出红光线束被斜角刻度尺遮挡。
24.图中标记，1、冠梁，11、中心线；2、红外线接收器；3、红外线发射器，31、红光线束；4、斜角刻度尺，41、尺尖端部；h为红外线发射器发出的红光线束与冠梁的中心线之间的距离；l为基坑围护结构最大的水平变形尺寸，θ为斜角刻度尺的倾斜角度。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施
例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
26.在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.如图1至图3所示，本发明的优选实施例。
28.一种基坑围护结构水平位移自动监测方法，其包括如下步骤：
29.步骤1，在已经施工完成的基坑围护结构顶部的冠梁1上方画出整个冠梁1的中心线11；
30.步骤2，在冠梁1的一端中心线11部位安装红外线接收器2；在冠梁1的另一端安装红外线发射器3；
31.步骤3，根据红外线发射器3发射出的红光线束31，调整红外线发射器3位置，使红光线束31与冠梁1的中心线11上下重合，且保持发出的红光线束31与冠梁1的中心线11位于同一垂直面上；
32.步骤4，将斜角刻度尺4安装在冠梁1上，斜角刻度尺4与冠梁1的中心线11垂直，斜角刻度尺4的尺尖端部41贴合在冠梁1的中心线11上且指向基坑一侧；
33.步骤5，根据设计图纸要求，获知基坑围护结构最大的水平变形尺寸l，将红外线束与冠梁1的中心线11之间的距离调整至h，同时，将斜角刻度尺4由倾斜变为水平的垂直高度设置为大于或等于h，将斜角刻度尺4由倾斜变为水平的水平长度设置为大于或等于l；其中，h＝tanθ＊l，θ为斜角刻度尺4的倾斜角度；
34.步骤6，安装调试完成后即可进行基坑围护结构监测。
35.示例性的，上述的基坑围护结构水平位移自动监测方法还包括报警步骤：当基坑围护结构的变形量大于或等于基坑围护结构最大的水平变形尺寸时，红外线发射器3发出的红光线束31被斜角刻度尺4阻挡而无法到达红外线接收器2，此时红外线接收器2自带的声光报警器触发报警(图中未指示)。
36.示例性的，为保证监测基坑围护结构水平位移变形数据的准确度，所述斜角刻度尺4设置于冠梁1的中心线11的中心位置。
37.如图1至图3所示，基于上述的基坑围护结构水平位移自动监测方法，本发明的还提供了一种基坑围护结构水平位移自动监测装置，其包括红外线接收器2、红外线发射器3和斜角刻度尺4，所述红外线接收器2和所述红外线发射器3分别安装在基坑围护结构顶部的冠梁中心线11的两端，所述红外线发射器3发出的红光线束31与冠梁1的中心线11位于同一垂直面上；所述斜角刻度尺4安装在冠梁1上，所述斜角刻度尺4与冠梁1的中心线11垂直，所述斜角刻度尺4的尺尖端部41贴合在冠梁1的中心线11上且指向基坑一侧，所述斜角刻度尺4由倾斜变为水平的垂直高度设置为大于或等于h，所述斜角刻度尺4由倾斜变为水平的水平长度设置为大于或等于l，其中，h＝tanθ＊l，h为所述红外线发射器3发出的红光线束31与冠梁1的中心线11之间的距离，l为所述基坑围护结构最大的水平变形尺寸，θ为所述斜角刻度尺4的倾斜角度。
38.示例性的，所述基坑围护结构水平位移自动监测装置还包括声光报警器(图中未指示)，所述声光报警器与所述红外线接收器2电连接。
39.示例性的，为保证监测基坑围护结构水平位移变形数据的准确度，所述斜角刻度尺4设置于冠梁1的中心线11的中心位置。
40.综上所述，根据本发明实施例的基坑围护结构水平位移自动监测方法及装置，其能够根据红光线束31与斜角刻度尺4的相对位置，随时获得基坑水平变形监测结果，普通人员就能进行监测，不需要专业测量队，极大的降低了监测人员的劳动强度，节省了人力物力，用工及设备成本低；由于变形数据能够直接在斜角刻度尺4上读取，变形数据更加直观且准确度高，改变了传统通过测量仪器监测后，再进行复杂计算，最后才能得出准确位移数据的现象；由于有红光线束31的配合，能够实时动态监测基坑围护结构水平状态，打破了传统的不经过测量人员测量就得不到围护结构水平位移的窘境，改变了固定监测为实时动态监测，监测数据能及时反馈到施工单位，以便对围护结构受力状态及时做出调整，大大提高基坑施工的安全性，保障了在基坑内作业人员的人身安全；当基坑围护结构水平位移量达到设计图纸规定的最大值时，声光报警器自动发出警报，提醒在基坑内的作业人员和施工设备及时撤离，大大的提高了监测效率，可以全天24小时监测，不受天气气候影响，且该技术能够广泛地应用在土木工程中有基坑的项目。
41.在本发明的描述中，应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中采用术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。