[發(fā)明專利]一種基坑變形測量裝置及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810313526.3
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108507526B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 永遠(yuǎn);賀正琦;李盼召;高遠(yuǎn)矚;張仲瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01B7/16;G01B7/24;G01C5/00;G01C9/00
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51239
• 代理人: 吳桐

一種基坑變形測量裝置及其測量方法，所述測量裝置包括鋼絲、彈簧、傾角傳感器、位移傳感器，上固定板和下固定板，所述上固定板固定于基坑側(cè)壁上邊緣處且垂直于基坑側(cè)壁，所述鋼絲底端固定于靠近基坑側(cè)壁的基坑底部，下固定板固定于鋼絲頂部且垂直于鋼絲，彈簧和位移傳感器的一端與下固定板上表面連接，彈簧和位移傳感器的另一端與上固定板的下表面連接；所述彈簧的彈性系數(shù)為1～2N/mm；所述傾角傳感器固定于鋼絲頂端，垂直于鋼絲放置，可用于測量鋼絲的偏轉(zhuǎn)角度；測量開始前，對彈簧和鋼絲進行預(yù)緊，并使鋼絲和彈簧處于豎直拉伸狀態(tài)。該裝置可代替現(xiàn)有全站儀等測量方法，節(jié)省了人力成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可實時監(jiān)測基坑變形的測量裝置及測量方法，屬于基坑變形測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著城市化進程的不斷推進，現(xiàn)代城市的空間利用率越來越高，城市的擁堵現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，城市地下空間的開發(fā)利用成為城市發(fā)展的必然趨勢。地下停車場、地下商場和地下隧道等大量的地下空間利用出現(xiàn)了必不可少的地下深基坑的開挖現(xiàn)象。

基坑開挖后使土體的水平支撐力減小，基坑開挖的降水引起地下水位降低與坑外水位不平衡，產(chǎn)生水壓差較大，使土中自重應(yīng)力增大等諸多因素均可能導(dǎo)致周邊重要建筑物及地面下沉、出現(xiàn)側(cè)向變形、傾斜、位移，甚至開裂，影響重要建筑物和人員、施工安全；此外，考慮到現(xiàn)有基坑支護設(shè)計方法以及地質(zhì)條件，支護方案不能完全保證基坑工程的絕對安全。因此，監(jiān)測基坑施工對周邊重要建筑物和人員以及基坑工程本身的安全是十分必要的。

目前基坑監(jiān)測大部分使用的方法為全站儀坐標(biāo)變化法。全站儀坐標(biāo)變化法是在基坑施工影響外的任意穩(wěn)定牢固的地方設(shè)置幾個差分基準(zhǔn)點，在差分基準(zhǔn)點和變形監(jiān)測點上安裝永久性反射棱鏡。根據(jù)基坑的形狀任意設(shè)一測站用方向觀測各點的三維坐標(biāo)。采用多次觀測的數(shù)據(jù)經(jīng)差分和平差后，作為以后變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的基準(zhǔn)。按每天一個或幾個周期進行水平位移和垂直位移三維方向觀測；從第二次觀測開始，每次測站不要求和上一次重合，但必須利用差分基準(zhǔn)點測量出本次測量的測站三維坐標(biāo)。爾后，測量計算出該次各監(jiān)測點坐標(biāo)值。差分平差計算出每一監(jiān)測點在水平位移兩個方向的變形值和沉降方向變形值，即三維方向的變形值。再按不同基坑邊緣形狀，將3維方向的位移值中的，值換算成基坑邊緣法線方向水平位移值和垂直沉降值。

基坑監(jiān)測對數(shù)據(jù)精度和監(jiān)測頻率的要求都較高，全站儀坐標(biāo)變化法雖然操作簡單，但是由于是人工操作，需要工作人員每天一個或幾個周期進行觀測，勞動量十分大，不能實現(xiàn)實時測量，且易產(chǎn)生測量誤差。而且，全站儀坐標(biāo)變化法只能測量基坑的水平位移，無法測量基坑的豎向沉降，而基坑的豎向沉降也是十分重要的安全指標(biāo)。在現(xiàn)代化的城市建設(shè)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(tǒng)的不完善已經(jīng)造成了很多工程事故。因此，研究、設(shè)計出一種高效、精確穩(wěn)定、實時的基坑變形監(jiān)測技術(shù)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基坑變形的測量裝置及其測量方法。該基坑測量裝置和測量方法可高效、精確穩(wěn)定、監(jiān)測基坑的變形情況。

本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的首先提供了一種基坑變形測量裝置，包括鋼絲、彈簧、傾角傳感器、位移傳感器，上固定板和下固定板，所述上固定板固定于基坑側(cè)壁上邊緣處且垂直于基坑側(cè)壁，所述鋼絲底端固定于靠近基坑側(cè)壁的基坑底部，下固定板固定于鋼絲頂部且垂直于鋼絲，彈簧和位移傳感器的一端與下固定板上表面連接，彈簧和位移傳感器的另一端與上固定板的下表面連接；所述彈簧的彈性系數(shù)為1～2N/mm；所述傾角傳感器固定于鋼絲頂端，垂直于鋼絲放置，可用于測量鋼絲的偏轉(zhuǎn)角度；測量開始前，對彈簧和鋼絲進行預(yù)緊，并使鋼絲和彈簧處于豎直拉伸狀態(tài)。

進一步，本發(fā)明所述位移傳感器包括磁致伸縮位移傳感器、拉桿式直線位移傳感器和電容式位移傳感器。