[發明專利]基坑圍護體位移變形實時檢測與控制系統及方法

有效

• 申請號: 201410537580.8
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104314063A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 顧國明;郭海龍
• 申請（專利權）人: 上海建工集團股份有限公司
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于建筑施工領域，尤其涉及一種基坑圍護體位移變形實時檢測與控制系統及方法。

背景技術

隨著城市的發展，基坑規模和開挖深度不斷增加，深基坑的安全問題成為工程施工首要考慮的因素。因為基坑開挖周圍的土體、建筑物和埋設物會對基坑圍護體結構墻體(簡稱基坑圍護體，例如地下連續墻)等擠壓，造成基坑圍護體結構墻體的變形，所以在基坑施工過程中要對基坑圍護體結構墻體進行檢測，以便于當基坑圍護體結構墻體變形過大時對其實行支撐的軸力位移補償以控制或減少圍護體結構墻體的位移變形。

目前的檢測手段主要是通過測斜管配合測斜儀人工進行測量，再把測得的數據輸入電腦中計算出圍護體結構墻體的變形數據。現有的測斜系統主要由測頭、測讀儀、電纜和測斜管四部分組成，所述測頭由二組導輪和安裝有測斜儀的測量主體組成，所述測讀儀可讀取測頭的測量數據，保存和處理測量數據并對測頭供電。使用時，先在連續墻上預埋測斜管，當連續墻發生變形時，整個測斜管隨之產生相應變形，通過提拉測頭逐段人工測量傾斜角度，通過計算就可得到測斜管的每段的水平位移。然后通過描點能得到連續墻的變形曲線。該測量方法操作簡單，應用較廣，但是由于是人工操作，存在著測量誤差大，不能實現實時測量，更不能將測量數據實時反饋給圍護體結構墻體位移變形實時補償控制系統。在現代化的城市建設中，這些缺點帶來了深基坑施工的安全隱患，由于這些檢測系統的不完善已經造成了很多工程事故。

綜上所述，研究、設計出一種高效、精確穩定、實時的基坑圍護體位移變形實時檢測與控制系統及方法成為本領域技術人員迫切需要解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基坑圍護體位移變形實時檢測與控制系統及方法，能夠實時測量預埋在基坑圍護體中測斜管的位移變形情況，并根據測斜管的位移變形情況對基坑支撐進行軸力位移自動補償，有效提高測量精度和效率，控制并減少基坑圍護體的位移變形，確保基坑施工順利安全。

為了達到上述的目的，本發明采用如下技術方案：

一種基坑圍護體位移變形實時檢測與控制系統，所述基坑圍護體通過若干帶軸力位移補償器的支撐進行支撐，所述實時檢測與控制系統包括：中心數據處理器、中心管理電腦、D/I轉換儀表、若干測斜管、若干探頭以及與所述測斜管相應數量的數據采集器，所述測斜管預埋于基坑圍護體內，每根測斜管內沿測斜管的縱向間隔設置若干所述探頭形成探頭組，所述數據采集器分別與對應測斜管內的所有探頭連接，所述中心管理電腦、數據采集器、D/I轉換儀表分別與所述中心數據處理器連接，所述數據采集器采集對應測斜管內的各探頭測得的各測量點傾斜角數據，并將各測量點傾斜角數據發送至所述中心數據處理器，所述中心數據處理器根據來自數據采集器的各測量點傾斜角數據計算各測量點對應的位移變形數據從而得到每根測斜管的變形曲線以及各支撐點對應補償數據，所述D/I轉換儀表把來自所述中心數據處理器的補償數據轉換為電流環信號，用于控制PLC或其他工業控制器對基坑圍護體的支撐進行實時補償。

優選的，所述中心數據處理器，包括：收集模塊，用于集中收集各數據采集器的各個測量點的傾斜角數據；計算模塊，用于根據收集模塊采集的各個測量點的傾斜角數據計算各測量點對應的位移變形數據從而得到每根測斜管的變形曲線以及向各支撐點對應補償數據；人機界面模塊，用于探頭的參數設置、數據查詢、以及數據與變形曲線顯示；通信模塊，用于實現中心數據處理器與中心管理電腦、D/I轉換儀表以及數據采集器之間的通訊；以及模擬驅動模塊，用于向D/I轉換儀表提供各個支撐點補償數據。

優選的，所述通信模塊包括有線通信模塊與無線通信模塊，所述有線通信模塊用于在數據采集器與中心數據處理器之間實現通信，通信距離為0-500米；所述無線通信模塊，用于在中心管理電腦與中心數據處理器之間實現通信。

優選的，所述中心管理電腦，包括：

儀表參數設置模塊，用于對各數據采集器的探頭以及D/I轉換儀表進行參數設置；儀表參數查詢模塊，用于對各數據采集器的探頭以及D/I轉換儀表進行參數查詢；數據查詢模塊，用于對當前或歷史工程各個測量斷面不同時點的變形數據進行查詢；數據顯示模塊，用于對當前數據或者所調出的歷史數據進行顯示；數據打印模塊，用于對當前或歷史工程各個測量斷面不同時點的變形數據進行打印；以及通信管理模塊，用于實現中心管理電腦與中心數據處理器、D/I轉換儀表之間的通訊連接。