本發(fā)明涉及基坑施工過程基礎(chǔ)的勘探，尤其是涉及土木工程中基坑變形的監(jiān)測裝置以及監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
基坑是房屋建筑、市政工程或者地下建筑物在施工時需要開挖的的坑。為了保證基坑施工、主體地下結(jié)構(gòu)的安全與周圍環(huán)境不受損害，需要進(jìn)行基坑支護(hù)、降水和開挖，并且進(jìn)行相應(yīng)的堪查、設(shè)計、施工和監(jiān)測，這項系統(tǒng)的綜合性工程稱之為基坑工程。
基坑工程是面對各種各樣的地基土和復(fù)雜的環(huán)境條件進(jìn)行施工作業(yè)，其存在諸如外力不確定性、變形不確定性、土性不確定性和一些偶然變化所引起的不確定因素。隨著國民經(jīng)濟(jì)、基礎(chǔ)建設(shè)和城市規(guī)劃的發(fā)展，土地越顯珍貴，各種地下建筑越來越多、越來越深、越來越復(fù)雜，因而基坑施工技術(shù)在這個發(fā)展過程中也得到了極大的推廣和普及，但是各種安全問題也經(jīng)常出現(xiàn)。所以如何保證基坑施工的安全就顯得更加重要了。
基坑工程是一門實踐性很強(qiáng)的實踐科學(xué),由于土體性質(zhì)的復(fù)雜多變性和各種計算模型的局限性,很多基坑工程的理論計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)往往有較大差異。根據(jù)上述情況，在工程設(shè)計階段就準(zhǔn)確無誤地預(yù)測基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍土體在施工過程中的變化是不現(xiàn)實的，施工過程中如果出現(xiàn)異常，且這種變化又沒有被及時發(fā)現(xiàn)并任其發(fā)展，后果將不堪設(shè)想。
因此，對于大型復(fù)雜工程，原型監(jiān)測是保證基坑工程的關(guān)鍵。為了保證各種基坑施工的安全性和可預(yù)見性，除了安全合理的基坑支護(hù)設(shè)計方案外，針對實際情況制訂相應(yīng)的監(jiān)測方案和措施也非常重要。通過對監(jiān)測資料的總結(jié)和分析，優(yōu)化深基坑支護(hù)設(shè)計方案，并在整個施工過程中進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督，以保證施工安全。
基坑監(jiān)測的內(nèi)容包括坑底回彈監(jiān)測、裂縫監(jiān)測、土壓力監(jiān)測、孔隙水壓力監(jiān)測、地下水位監(jiān)測等。其中,對于坑底回彈的豎向隆起位移監(jiān)測通常采用靜力水準(zhǔn)法或者激光測距法。但是，現(xiàn)有的這些方法只能夠確定相對隆起，而無法確定檢測點的絕對隆起。
現(xiàn)有技術(shù)中，201310324728.5的發(fā)明專利提出了一種基坑坑底土體隆起的監(jiān)測方法，其通過在檢測點上設(shè)置棱鏡的升降裝置，通過基坑外的全站儀觀測棱鏡位置，從而監(jiān)測基坑坑底土體隆起變形量。該發(fā)明中是將棱鏡位置的變化量作為基坑坑底變形的測量值，但是由于棱鏡設(shè)置于坑底隆起位置，坑底地面隆起可能導(dǎo)致棱鏡升降裝置傾斜，從而該棱鏡位置的變化無法準(zhǔn)確反應(yīng)基坑坑底的變形量；另一方面，需要在坑底的各個檢測點設(shè)置棱鏡，使用全站儀進(jìn)行多次測量。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種基坑施工過程監(jiān)測裝置以及監(jiān)測方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，準(zhǔn)確測量基坑坑底的變形值。
作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種基坑施工過程監(jiān)測裝置，包括：監(jiān)測目標(biāo)以及全站儀；所述監(jiān)測目標(biāo)包括基座、調(diào)節(jié)桿、第一棱鏡、第二棱鏡；所述基座用于放置在基坑坑底隆起的檢測點位置；所述調(diào)節(jié)桿固定于所述基座上，其自身長度能夠調(diào)節(jié)；所述全站儀能夠通過對于基坑內(nèi)的棱鏡進(jìn)行測量，確定其高度；其特征在于：所述調(diào)節(jié)桿包括可伸縮桿和長度固定桿，所述長度固定桿位于所述伸縮桿上方；所述長度固定桿設(shè)置兩個固定點，其中第一固定點設(shè)置于其頂部，第二固定點設(shè)置于第一固定點下方；所述第一固定點用于固定所述第一棱鏡，所述第二固定點用于固定所述第二棱鏡；所述長度固定桿上設(shè)置有第一刻度，所述可伸縮桿設(shè)置有第二刻度；在檢測時，通過全站儀分別檢測所述第一棱鏡和所述第二棱鏡的高度，通過所述第一刻度確定所述第一固定點和第二固定點之間的桿長度，通過所述第二刻度確定可伸縮桿的長度；通過所述第一棱鏡和第二棱鏡的高度、所述第一固定點和第二固定點之間的桿長度、所述可伸縮桿的長度、以及所述長度固定桿的長度，確定所述檢測點的高度，從而確定基坑坑底的隆起變形數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的，所述全站儀設(shè)置于基坑外的工作點。
優(yōu)選的，所述長度固定桿設(shè)置滑軌，所述第二固定點通過滑軌可滑動地設(shè)置于第一固定點下方。
優(yōu)選的，在每次檢測前，通過滑軌將第二固定點的位置滑動至全站儀視野的下沿。
優(yōu)選的，所述監(jiān)測目標(biāo)設(shè)置于基坑中央，在基坑中央周圍設(shè)置多個檢測點，在各個檢測點埋設(shè)標(biāo)志桿。
優(yōu)選的，在確定監(jiān)測目標(biāo)所在的基坑中央的高度后，通過其他檢測點的標(biāo)志桿與基坑中央的高度差，確定其他檢測點的隆起高度。
優(yōu)選的，在不受基坑影響的位置設(shè)置基準(zhǔn)點，所述全站儀在測量前先通過基準(zhǔn)點對其本身的位置座標(biāo)進(jìn)行校正。
作為本發(fā)明的另外一個方面，提供一種上述基坑施工過程監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，包括如下步驟：1）在基坑中央設(shè)置監(jiān)測目標(biāo)；2）在基坑中央周圍設(shè)置多個檢測點，在各個檢測點埋設(shè)標(biāo)志桿；3）在不受基坑影響的位置設(shè)置基準(zhǔn)點；4）每次測量前，全站儀通過先通過基準(zhǔn)點對其本身的位置座標(biāo)進(jìn)行校正；（5）調(diào)整可伸縮桿的長度，使第一棱鏡和第二棱鏡位于全站儀的視野里；（6）通過全站儀確定第一棱鏡和所述第二棱鏡的高度；（7）通過所述第一刻度確定所述第一固定點和第二固定點之間的桿長度，通過所述第二刻度確定可伸縮桿的長度；（8）通過第一棱鏡和第二棱鏡的高度、第一固定點和第二固定點之間的桿長度、可伸縮桿的長度、以及長度固定桿的長度，確定基坑中央的檢測點的高度；（9）通過其他檢測點的標(biāo)志桿與基坑中央檢測點的高度差，確定其他檢測點的隆起高度；（10）根據(jù)測量的所有檢測點的測量高度與其初始高度的高度差，確定基坑坑底的所有檢測點的變形數(shù)據(jù)；（11）記錄測量的變形數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行監(jiān)控，在變形數(shù)據(jù)超過閾值時進(jìn)行報警。
優(yōu)選的，所述步驟（8）中，通過下式確定基坑中央的檢測點的高度H：H＝H2-(H1-H2)(L2+L3)/L1；其中H1為第一棱鏡的高度、H2為第二棱鏡的高度，L1為第一固定點和第二固定點之間的桿長度，L2為第二固定點和基座之間桿長度，L3為基座長度；其中，L2＝L伸+L固－L1，其中L伸為可伸縮桿的實時長度，L固為長度固定桿長度。
優(yōu)選的，所述步驟（9）中，通過幾何水準(zhǔn)測量法，確定其他檢測點的標(biāo)志桿與基坑中央檢測點的高度差。
優(yōu)選的，所述步驟（5）中，在確定了第一固定點的位置后，通過滑軌將第二固定點的位置滑動至全站儀視野的下沿。
優(yōu)選的，還包括記錄各次測量時的開挖深度，計算隆起量差值與開挖深度差值之間的比值，當(dāng)其超過特定閾值時，進(jìn)行報警。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例的基坑施工過程監(jiān)測裝置的監(jiān)測目標(biāo)示意圖。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將使用實施例對本發(fā)明進(jìn)行簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的僅僅是本發(fā)明的一個實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些實施例獲取其他的技術(shù)方案，也屬于本發(fā)明的公開范圍。
本發(fā)明實施例的基坑施工過程監(jiān)測裝置，包括設(shè)置于基坑內(nèi)的監(jiān)測目標(biāo)以及設(shè)置于基坑外的全站儀。其中，參見圖1，基坑內(nèi)的監(jiān)測目標(biāo)包括基座1、調(diào)節(jié)桿2、第一棱鏡3以及第二棱鏡4?；?用于放置在基坑坑底隆起的檢測點位置，可以是三角架或者圓盤底座。
調(diào)節(jié)桿2固定于基座1上，包括可伸縮桿21以及長度固定桿22?？缮炜s桿21位于長度固定桿22的下方，其底部與基座固定，外表面設(shè)置外螺紋。長度固定桿22位于可伸縮桿21上方，其為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁設(shè)置與可伸縮桿21對應(yīng)的內(nèi)螺紋。通過順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn)長度固定桿22，能夠改變可伸縮桿21的長度。
長度固定桿22設(shè)置兩個固定點，其中第一固定點設(shè)置于其頂部，第二固定點設(shè)置于第一固定點下方。第一固定點用于固定第一棱鏡3，第二固定點用于固定第二棱鏡4。長度固定桿22上設(shè)置有第一刻度，可伸縮桿21設(shè)置有第二刻度。
全站儀設(shè)置于基坑外的工作點，通過全站儀能夠測量在其視野內(nèi)的棱鏡的高度。在不受基坑影響的建筑物位置設(shè)置基準(zhǔn)點，全站儀在測量前先通過基準(zhǔn)點對其本身的位置座標(biāo)進(jìn)行校正。
在檢測時，監(jiān)測目標(biāo)設(shè)置于基坑坑底中央的檢測點，通過全站儀分別檢測第一棱鏡3和第二棱鏡4的高度，通過長度固定桿22上的第一刻度確定第一固定點和第二固定點之間的桿長度，通過可伸縮桿21上的第二刻度確定可伸縮桿21的實時長度。通過第一棱鏡3和第二棱鏡4的高度、第一固定點和第二固定點之間的桿長度、可伸縮桿21的實時長度、以及長度固定桿22的長度，確定檢測點的高度，從而確定基坑坑底的隆起變形數(shù)據(jù)。具體的，通過下式確定基坑中央的檢測點的高度H：H＝H2-(H1-H2)(L2+L3)/L1；其中H1為全站儀檢測的第一棱鏡3的高度、H2為全站儀檢測的第二棱鏡4的高度，L1為第一固定點和第二固定點之間的桿長度，L2為第二固定點和基座之間桿長度，L3為基座長度；其中，L2＝L伸+L固－L1，其中L伸為可伸縮桿21的實時長度，L固為長度固定桿22的長度。
通過本發(fā)明上述實施例的設(shè)置，能夠避免在基坑內(nèi)的監(jiān)測目標(biāo)傾斜導(dǎo)致的對于測量的影響，提高測量結(jié)果的精確性。優(yōu)選的，可以在長度固定桿22設(shè)置滑軌23，第二固定點通過滑軌可滑動地設(shè)置于第一固定點下方，每次檢測前，在確定了第一固定點的位置后，通過滑軌23將第二固定點的位置滑動至全站儀視野的下沿，從而盡可能的拉長第一固定點和第二固定點之間的距離，使測量的結(jié)果更加精確。
本發(fā)明實施例的基坑施工過程監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，包括如下步驟：1）在基坑中央設(shè)置監(jiān)測目標(biāo)；2）在基坑中央周圍設(shè)置多個檢測點，在各個檢測點埋設(shè)標(biāo)志桿；3）在不受基坑影響的位置設(shè)置基準(zhǔn)點；4）每次測量前，全站儀通過先通過基準(zhǔn)點對其本身的位置座標(biāo)進(jìn)行校正；（5）調(diào)整可伸縮桿21的長度，使第一棱鏡3和第二棱鏡4位于全站儀的視野里；（6）通過全站儀確定第一棱鏡3和第二棱鏡4的高度；（7）通過第一刻度確定第一固定點和第二固定點之間的桿長度，通過第二刻度確定可伸縮桿21的長度；（8）通過第一棱鏡3和第二棱鏡4的高度、第一固定點和第二固定點之間的桿長度、可伸縮桿21的長度、以及長度固定桿22的長度，確定基坑中央的檢測點的高度；（9）通過其他檢測點的標(biāo)志桿與基坑中央檢測點的高度差，確定其他檢測點的隆起高度；（10）根據(jù)測量的所有檢測點的測量高度與其初始高度的高度差，確定基坑坑底的所有檢測點的變形數(shù)據(jù)；（11）記錄測量的變形數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行監(jiān)控，在變形數(shù)據(jù)超過閾值時進(jìn)行報警。優(yōu)選的，在步驟（11）中還包括記錄各次測量時的開挖深度，計算隆起量差值與開挖深度差值之間的比值，當(dāng)其超過特定閾值時，進(jìn)行報警。
本發(fā)明中描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。