[發明專利]一種建筑物/構筑物基礎沉降監測預警系統及預警方法

有效

• 申請號: 202210608683.3
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN115096260B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 夏軍武;楊念旭;許航;張帥;王曉明;顧吉鑫
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;江蘇建筑職業技術學院;揚州中礦建筑新材料科技有限公司;江蘇博廈礦山科技有限公司
• 主分類號: G01C5/06
• 分類號: G01C5/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明公開了一種建筑物/構筑物基礎沉降監測預警系統及預警方法，包括連接件、氣體腔、信號發射單元和信號接受單元；氣體腔為密閉結構，內部空腔內存儲有氣體，用于壓縮/膨脹氣體，將地表變形引起的基礎沉降轉化成氣體壓強變化；連接件安裝在所述氣體腔上、下表面，用于將該系統安裝于建筑物/構筑物基礎下表面與地基上表面土層之間；信號發射單元用于將氣體壓強變化轉化為電信號；信號接受單元安裝在遠端，接收所述信號發射器的電信號，對信號值量化校正，實現對地表變形的監測與預警。該系統解決了現有技術，需布置多個基準點形成沉降觀測網、監測程序復雜、無法完成實時監測等問題，可以實時監測、無線傳輸，實現變形的智能評價和安全預警。

技術領域

本發明涉及地基沉降智能監測技術領域，具體涉及一種建筑物/構筑物基礎沉降監測預警系統及預警方法。

背景技術

地下資源的開采和地下工程的建設的擾動以及巨大地殼運動對土體都產生擠壓擾動，使地表產生變形，對地表上建筑物及構筑物的安全造成隱患。我國擁有巨大的地下礦產資源和地下空間資源，建筑物(構筑物)所在地表變形普遍存在。地表沉降往往使建筑物/構筑物基礎及上部結構產生較大剪力，會導致建筑物/構筑物發生傾斜、下沉、墻體開裂或基礎斷裂甚至倒塌，而地表變形并不是瞬時變形，因此是可防可控的。

在監測過程中，需要工作人員使用工具多次對地基基礎相對于地面的高度進行測量，并記錄每次測量的數據，通過對每次測量的數值的對比，以此來實現對地基基礎的沉降的實時監測。人工監測顯然不便捷，人工勞動強度大，測量效率低，測量結果也不準確。

現有的地基基礎沉降監測技術，需布置多個基準點形成沉降觀測網，使用水準儀/全站儀等設備監測，監測程序復雜，且無法完成實時監測。例如專利CN104264651A公開了一種路基水平位移與豎向位移綜合測試系統。這種監測方法復雜，使用角度傳感器、磁場強度傳感器、電磁強度顯示儀、水平位移顯示儀和沉降磁環多種監測設備，方法較為原始，非智能化自動化；專利CN104594396B進行了一些改進，配備了數據采集系統，但其仍不具有預警功能，無法實現變形的智能評價和安全預警，其原理仍然是分層沉降磁環法，安裝較為復雜，沉降觀測結果精度受基準點的選取、沉降管安裝埋設影響大，同時受限于人員操作水平和儀器的選擇；

基于此，本發明旨在設計一種實時監測、無線傳輸的沉降監測預警系統。

發明內容

針對上述存在的技術不足，本發明的目的是提供一種建筑物/構筑物基礎沉降監測預警系統及預警方法，該系統解決了現有的地基基礎沉降監測技術，需布置多個基準點形成沉降觀測網，使用水準儀/全站儀等設備監測，監測程序復雜，且無法完成實時監測等問題，可以實時監測、無線傳輸，實現變形的智能評價和安全預警，從而避免事故的發生。

為實現上述目的，本發明提供一種建筑物/構筑物基礎沉降監測預警系統，包括連接件、氣體腔、信號發射單元和信號接受單元；

所述氣體腔為密閉結構，內部空腔內存儲有氣體，用于壓縮/膨脹氣體，將地表變形引起的基礎沉降轉化成氣體壓強變化；

所述連接件安裝在所述氣體腔上、下表面，用于將該系統安裝于建筑物/構筑物基礎下表面與地基上表面土層之間；

所述信號發射單元安裝在所述氣體腔底部，包括壓敏電阻、電池和信號發射器，三者之間通過電線相連構成閉合回路，用于將所述氣體腔內氣體壓強變化轉化為電信號；

所述信號接受單元安裝在遠端，包括信號接收器和警報器，用于接收所述信號發射器的電信號，對信號值進行量化校正，實現對地表變形的監測與預警。

進一步地，所述氣體腔包括兩端開口的容器，所述容器內部安裝有活塞，底部安裝有底座，上部安裝有活塞限位蓋，兩個所述連接件分別安裝在活塞頂端和底座底端，所述連接件驅動活塞壓縮/膨脹所述氣體腔中的氣體，所述活塞在所述容器內相對滑動。