一種基坑深層水平位移與地下水位的測(cè)量方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基坑深層水平位移與地下水位的監(jiān)測(cè)裝置和方法，尤其是一種基坑深層水平位移與地下水位可以在同一個(gè)監(jiān)測(cè)孔中進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量的監(jiān)測(cè)裝置以及利用該裝置進(jìn)行測(cè)量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市地下交通車站、超高層建筑、高鐵工程車站等深基坑施工項(xiàng)目越來(lái)越多。
[0003]在深基坑在開(kāi)挖過(guò)程中，由于各種應(yīng)力會(huì)造成支護(hù)結(jié)構(gòu)位移以及深基坑內(nèi)外土體的變形。支護(hù)結(jié)構(gòu)和被支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)的土體的過(guò)大位移，不僅會(huì)危及深基坑本身，還會(huì)危及周邊建筑物，極容易引發(fā)重大安全事故。
[0004]另外，基坑在開(kāi)挖前必須要降低地下水位，但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑內(nèi)滲漏，誘發(fā)基坑出現(xiàn)塌方。
[0005]因此，在基坑施工過(guò)程中開(kāi)展圍護(hù)墻體及坑周土體深層水平位移監(jiān)測(cè)、基坑內(nèi)外地下水位監(jiān)測(cè)，對(duì)于保證基坑工程安全生產(chǎn)、保護(hù)基坑周邊環(huán)境具有重要作用。
[0006]目前，基坑深層水平位移監(jiān)測(cè)主要是通過(guò)鉆孔或與鋼筋籠綁扎方式，將內(nèi)設(shè)導(dǎo)向槽的測(cè)斜管垂直預(yù)埋地下，作為監(jiān)測(cè)孔；然后由人工定期放入滑動(dòng)式鉆孔測(cè)斜儀，由管底沿導(dǎo)向槽向上移動(dòng)，逐段測(cè)量探頭軸線與原準(zhǔn)線之間夾角，獲得監(jiān)測(cè)孔水平位移沿深度的變化曲線。這種測(cè)量方法由于需要現(xiàn)場(chǎng)人工逐米沉孔操作測(cè)量，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，時(shí)效性差，而且人為因素產(chǎn)生的誤差經(jīng)常遠(yuǎn)大于設(shè)備自身的誤差。此外，當(dāng)基坑土體發(fā)生大變形時(shí)，測(cè)斜孔也產(chǎn)生相應(yīng)變形，有時(shí)造成設(shè)備無(wú)法放入測(cè)斜管內(nèi)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)孔報(bào)廢，監(jiān)測(cè)工作中斷，重新鉆孔測(cè)量與原測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法對(duì)接，由于關(guān)鍵數(shù)據(jù)缺失，測(cè)量數(shù)據(jù)難以作為決策依據(jù)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中基坑地下水位監(jiān)測(cè)則主要是在基坑周邊布設(shè)水位觀測(cè)井，將水位管預(yù)埋在觀測(cè)井中，采用電子水位計(jì)測(cè)量水位變化情況?；拥叵滤煌ǔＲ残枰獪y(cè)量人員現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)，不能實(shí)施自動(dòng)化遙測(cè)，實(shí)效性差。并且，由于目前尚無(wú)設(shè)備在一個(gè)監(jiān)測(cè)孔內(nèi)同時(shí)完成傾斜位移和水位的測(cè)量，導(dǎo)致基坑測(cè)斜管與水位管必須分開(kāi)埋設(shè)，從而增加了施工費(fèi)用與施工周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，使用方便，并且能夠在同一個(gè)監(jiān)測(cè)孔內(nèi)對(duì)基坑深層水平位移與地下水位進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)裝置。
[0009]一種基坑深層水平位移與地下水位的監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)裝置包括監(jiān)測(cè)模塊，所述監(jiān)測(cè)模塊由若干個(gè)監(jiān)測(cè)單元可拆卸串聯(lián)組裝構(gòu)成；所述監(jiān)測(cè)單元之間機(jī)械連接均采用萬(wàn)向聯(lián)軸器，電力和電信號(hào)均采用帶航空插頭或插座的電纜連接。
[0010]進(jìn)一步，所述監(jiān)測(cè)模塊中至少有一個(gè)監(jiān)測(cè)單元為水位監(jiān)測(cè)單元，其他的是位移監(jiān)測(cè)單元；所述水位監(jiān)測(cè)單元位于所述監(jiān)測(cè)裝置沉入監(jiān)測(cè)孔時(shí)的底端。
[0011]進(jìn)一步，所述位移監(jiān)測(cè)單元包括斜度測(cè)量板，所述斜度測(cè)量板中的傾斜角度測(cè)量傳感器的測(cè)量平面與所述位移監(jiān)測(cè)單元的長(zhǎng)度方向軸線垂直設(shè)置；所述斜度測(cè)量傳感器對(duì)所述測(cè)量平面內(nèi)的兩個(gè)相互垂直的軸線的斜度進(jìn)行測(cè)量。
[0012]進(jìn)一步，所述水位監(jiān)測(cè)單元包括壓力傳感器。
[0013]進(jìn)一步，所述監(jiān)測(cè)單元之間均采用可拆卸的萬(wàn)向聯(lián)軸器連接。
[0014]進(jìn)一步，所述可拆卸的萬(wàn)向聯(lián)軸器包括球頭連接桿和球頭座連接桿；所述球頭連接桿的球頭與所述球頭座連接桿的球頭座適配連接；球頭連接桿和球頭座連接桿均設(shè)置有螺紋，分別通過(guò)螺紋與兩端的監(jiān)測(cè)單元連接。
[0015]進(jìn)一步，所述位移監(jiān)測(cè)單元的外殼為四方柱。
[0016]進(jìn)一步，所述外殼的四個(gè)外側(cè)面上設(shè)置有導(dǎo)向支撐輪。
[0017]進(jìn)一步，所述導(dǎo)向支撐輪與所述外殼的連接強(qiáng)度小于所述萬(wàn)向聯(lián)軸器的連接強(qiáng)度。
[0018]本發(fā)明還公開(kāi)了一種自動(dòng)化同孔測(cè)量基坑深層水平位移與地下水位方法，具體步驟為:
O按監(jiān)測(cè)所需深度進(jìn)行鉆孔，并將70mm標(biāo)準(zhǔn)滑動(dòng)測(cè)斜管沉孔，沉孔完成后，對(duì)測(cè)斜管外灌漿固定測(cè)斜管，測(cè)斜管孔作為監(jiān)測(cè)孔；
2)根據(jù)基坑監(jiān)測(cè)孔深度，室內(nèi)組裝由若干節(jié)位移監(jiān)測(cè)單元串聯(lián)構(gòu)成的監(jiān)測(cè)裝置，在首節(jié)再串聯(lián)水位監(jiān)測(cè)單元，并盤繞于輔助輪軸上；
3)將整套監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，使用手電鉆將雙向滑輪逐節(jié)快速安裝于各個(gè)監(jiān)測(cè)單元之上。然后，通過(guò)手搖輔助輪軸上的手柄，將各節(jié)監(jiān)測(cè)單元逐次放入監(jiān)測(cè)孔中，順序沉孔；
4)沉孔完畢后，將數(shù)據(jù)線與采集單元連接，配置前端軟件和后端服務(wù)器；
5)開(kāi)始自動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)量，在線生成深層水平位移和地下水位曲線報(bào)表。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送報(bào)警提示。
[0019]本發(fā)明基坑深層水平位移與地下水位的監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)若干節(jié)斜度監(jiān)測(cè)單元串聯(lián)連接，可以適應(yīng)不同深度的監(jiān)測(cè)孔的變形，在監(jiān)測(cè)孔中較長(zhǎng)時(shí)間段對(duì)監(jiān)測(cè)孔的傾斜位移變化進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。通過(guò)球狀關(guān)節(jié)連接各監(jiān)測(cè)單元，使監(jiān)測(cè)裝置在監(jiān)測(cè)孔變形的情況下依然能自由沉入和拉出監(jiān)測(cè)孔，提高了裝置的重復(fù)使用率，降低了工程成本。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明斜度測(cè)量原理示意圖；
圖2是本發(fā)明監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為斜度監(jiān)測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為斜度監(jiān)測(cè)單元結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖5為萬(wàn)向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為水位監(jiān)測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為水位監(jiān)測(cè)單元俯視圖；
圖8為監(jiān)測(cè)裝置施工示意圖。
[0021]圖中:1、監(jiān)測(cè)模塊；2、位移監(jiān)測(cè)單元；2_1、雙向滑輪組件；2_2、熱縮管；2_3、航空插頭公頭；2-4、航空插頭母頭；2-5、螺紋孔；2-6、偏心孔；2-7、殼體；2_8、電纜；2_9、封裝體；2-9.1、外殼；2-9.2、橫板；2-9.3、豎板；2_9.4、固定架；3、水位監(jiān)測(cè)單元；3_1、螺紋孔；3-2、偏心孔；3-3、航空插頭母頭；3-4、殼體；3-5、電纜；3_6、封裝體；3_6.1、電路板；
3-6.2、固定架；3-6.3、封裝外殼；3-9、水壓探頭；3_10、前罩；3_10.1、濾網(wǎng)蓋；3_10.2、通水孔；4、萬(wàn)向聯(lián)軸器；4-1、球頭連桿；4-2、球頭座連桿；4-2.1、螺紋端；5、輪軸運(yùn)輸車；6、監(jiān)測(cè)孔；7、輔助輪軸；7-1、搖柄；8、雙向滑輪構(gòu)件；8-1、滑輪托板；8-2、卡接結(jié)構(gòu)；8_3、滑輪；8-4、柔性軸、8-5、彈簧；8-6、滑輪槽。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的說(shuō)明。本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。
[0023]為了易于說(shuō)明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，用于說(shuō)明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語(yǔ)意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對(duì)說(shuō)明可相應(yīng)地解釋。
[0024]本發(fā)明測(cè)量基坑深層水平位移的測(cè)量原理如圖1所示為，將監(jiān)測(cè)裝置分為若干節(jié)監(jiān)測(cè)單元，通過(guò)各節(jié)監(jiān)測(cè)單元的測(cè)量長(zhǎng)度和該節(jié)監(jiān)測(cè)單元的與豎直方向的夾角可以計(jì)算出每節(jié)監(jiān)測(cè)單元所在的測(cè)量范圍的水平雙向位移；將所有監(jiān)測(cè)單元的水平位移累計(jì)后可以得到整個(gè)監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量范圍內(nèi)的總位移。
[0025]本實(shí)施例中的基坑深層水平位移與地下水位的監(jiān)測(cè)裝置(以下簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)裝置)包括:監(jiān)測(cè)模塊1，監(jiān)測(cè)模塊I由若干節(jié)監(jiān)測(cè)單元串聯(lián)構(gòu)成。監(jiān)測(cè)單元分為位移監(jiān)測(cè)單元2和水位監(jiān)測(cè)單元3，各個(gè)監(jiān)測(cè)單元之間通過(guò)可拆卸萬(wàn)向聯(lián)軸器4連接在一起。如圖2所示，監(jiān)測(cè)模塊包括串接的2節(jié)位