CN108088417A - 一种基坑围护结构高精度检测***及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑围护结构高精度检测***及检测方法，该高精度检测***包括测斜管、设于测斜管内的探头、与探头连接的测读仪以及与测读仪连接的控制中心，每个探头上套设有气囊，气囊充气膨胀后附着于测斜管内壁上，多个探头可依次连接形成探头组，探头组其中一端的探头与测读仪连接。通过将多个探头依次连接形成探头组，每个探头对应测斜管内的不同位置，一次可以测量多个位置的倾斜情况，大大提高了测量效率，此外通过测读仪和控制中心进行实时监测；同时一次安装高精度检测***便可在整个施工周期内使用，通过气囊充气便可使探头附着于测斜管内壁上，不仅操作方便，且无需人工提拉，避免存在误差从而造成精度难以控制的问题；本发明采用气压式结构，结构简单。

Description

一种基坑围护结构高精度检测***及检测方法

技术领域

本发明涉及基坑施工领域，具体涉及一种基坑围护结构高精度检测***及检测方法。

背景技术

随着城市化进程的快速发展，基坑规模和开挖深度不断增加，深基坑的安全问题成为工程施工首要考虑的因素。因为基坑开挖周围的土体、建筑物和埋设物会对基坑围护墙的结构墙体(简称基坑围护墙，例如地下连续墙)等挤压，造成基坑围护墙的变形，所以在基坑施工过程中要对基坑围护墙进行检测，以便当基坑围护墙变形过大时对其实行支撑的轴力位移补偿以控制或减少围护体的位移变形。

目前的变形检测技术主要是采用测斜仪进行检测。现有的测斜仪主要由探头、测读仪、电缆和测斜管四部分组成。所述测斜管预埋于基坑围护墙内，所述探头位于所述测斜管内，所述探头通过电缆与所述测读仪连接。使用时，通过人工上提或者下放电缆，将探头分别放置于所述测斜管的不同位置，以分别测量所述测斜管不同位置的变形情况。其中，所述探头包括两导轮张紧机构与安装有测斜仪线路板的主体结构，所述导轮张紧机构包括导轮张紧杆、两个导轮以及弹簧片，所述弹簧片将所述导轮始终压在所述测斜管的凹槽内，所述测读仪可读取探头的测量数据，保存和处理测量数据并对探头供电。然而现有的探头都是通过电缆上下提拉来确定位置，一次只能检测一个位置的数据，效率低下，且未能做到与测斜管稳固连接，也无法相互连接形成探头组以检测测斜管不同位置的倾斜角度，因此越来越不能满足现代施工测量的高效、高质量、高精度以及自动化的要求。

发明内容

本发明提供了一种基坑围护结构高精度检测***及检测方法，以解决现有技术中存在的无法与测斜管稳固连接以及无法相互连接形成探头组以同时检测测斜管不同位置的倾斜角度的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基坑围护结构高精度检测***，包括测斜管、设于所述测斜管内的探头、与所述探头连接的测读仪以及与所述测读仪连接的控制中心，每个所述探头上套设有气囊，所述气囊充气膨胀后附着于所述测斜管内壁上，多个所述探头可依次连接形成探头组，所述探头组其中一端的探头与所述测读仪连接。

进一步的，所述探头包括相互连通的上腔体和下腔体、位于所述上腔体和下腔体内部之间的测斜PCB板，所述气囊分别套设于所述上腔体和下腔体上，所述上腔体远离所述下腔体的一端还连有气管，所述气管远离所述上腔体的一端设有连接头，所述下腔体远离所述上腔体的一侧设有与所述连接头适配的连接管，所述测斜PCB板与测读仪连接。

进一步的，所述测斜PCB板包括依次连接的测斜电路、电缆线和插头，所述插头包括公插头和母插头，分设于所述测斜电路的上下两侧，所述测斜电路包括多个集成电气元件，自动检测倾斜角度并输出信号；所述电缆线包括2根电源线和2根数据线，所述插头为快插接头。

进一步的，所述测读仪包括数据采集器、与所述数据采集器连接的数据显示器、供电模块、气阀以及与所述气阀连接的供气模块，所述数据采集器与所述数据线连接，所述供电模块与所述电源线连接，所述供气模块与所述气管连接。

进一步的，所述控制中心包括数据处理单元和报警单元，所述数据处理单元与所述数据采集器连接。

进一步的，所述气囊外侧设有压环，所述上腔体和对应的气囊外侧以及所述下腔体和对应的气囊外侧分别设有外套，所述外套与所述上腔体和下腔体之间分别通过螺纹连接。

进一步的，所述上腔体和下腔体之间套装有定位圈，所述定位圈上设有若干螺栓孔，所述螺栓孔内置有连接螺栓，所述上腔体和下腔体的接头位置还设有密封圈。

进一步的，所述气管包括橡胶管和密封垫圈，所述橡胶管与所述上腔体通过密封垫圈和螺母密闭连接。

本发明还提供一种如上所述的基坑围护结构高精度检测***的检测方法，包括以下步骤：

S1：在浇筑基坑的围护墙时预埋若干测斜管；

S2：根据围护墙的深度，计算所需探头的数量，并将所需的探头依次连接成探头组；

S3：将所述探头组置于所述测斜管内并向气囊内充气使探头组附着于测斜管内壁上，以对测斜管的不同位置的倾斜数据进行测量，所述测读仪获取测斜管不同位置的倾斜数据，并上传至所述控制中心；

S4：所述控制中心监视测斜管各个位置的倾斜数据变化情况，当某个位置的倾斜数据超出预设的预警值时，进行报警提示；同时根据倾斜数据变化计算出各位置的变形数据并绘制变形曲线；

S5：在基坑施工完成后拆除所述基坑围护结构高精度检测***。

进一步的，所述步骤S2中，相邻探头之间的连接方法为：将两个探头的测斜PCB板的插头相互对接，并将其中一者的连接管和另一者的连接头进行连接，且该两个探头的测量数据通过插头中的数据线传递。

本发明提供的基坑围护结构高精度检测***及检测方法，相比现有技术，存在以下优势：

(1)通过将多个探头依次连接形成探头组，每个探头对应测斜管内的不同位置，一次可以测量多个位置的倾斜情况，大大提高了测量效率，此外通过测读仪和控制中心进行实时监测，可实现24小时实时监测；

(2)一次安装高精度检测***便可在整个施工周期内使用，通过气囊充气便可使探头有效附着于测斜管内壁上，不仅操作方便，且无需人工提拉，避免了人工提拉时存在误差从而造成精度难以控制的问题；

(3)采用气压式结构，结构更简单，制造维护更便捷。

附图说明

图1是本发明基坑围护结构高精度检测***的结构示意图；

图2是本发明基坑围护结构高精度检测***针对多根测斜管的工作示意图；

图3是本发明探头的结构示意图；

图4是本发明探头的剖视图；

图5是本发明测斜PCB板的结构示意图；

图6是本发明探头附着于测斜管上的示意图；

图7是本发明测读仪和控制中心的结构框图。

图中所示：10、测斜管；

20、探头；210、气囊；211、压环；212、外套；220、上腔体；221、气管；222、橡胶管；223、螺母；230、下腔体；240、测斜PCB板；241、测斜电路；242、电缆线；243、公插头；244、母插头；251、连接头；252、连接管；260、定位圈；261、连接螺栓；270、锁紧垫圈；

30、测读仪；310、数据采集器；320、数据显示器；330、供电模块；340、气阀；350、供气模块；

40、控制中心；410、数据处理单元；420、报警单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

如图1-2所示，本发明提供了一种基坑围护结构高精度检测***，包括测斜管10、设于所述测斜管10内的探头20、与所述探头20连接的测读仪30以及与所述测读仪30连接的控制中心40，每个所述探头20上套设有气囊210，所述气囊210充气膨胀后附着于所述测斜管10的内壁上，多个所述探头20可依次连接形成探头组，所述探头组其中一端的探头20与所述测读仪30连接。具体的，在使用时，根据测斜管10的长度将若干探头20依次连接形成探头组，并将该探头组置于测斜管10内，使最上方的探头20与测读仪30连接，通过向每个探头20内的气囊210充气，使其膨胀后附着于测斜管10的内壁上，如图6所示，此时不同的探头20对应测斜管10内不同的位置，因此可以测量不同位置的倾斜数据，且该倾斜数据可以通过相邻探头20之间的接头进行传递，即探头20的测量数据由下至上依次传递，最终通过最上方的探头20传递给测读仪30，测读仪30可以获取所有探头20的测量数据，并将获取的测量数据上传至控制中心40进行实时监测，如2所示，当测斜管10有多根时，每根测斜管10内均设有一个探头组，每个探头组对应一个测读仪30，多个测读仪30对应一个控制中心40，此时控制中心40可以同时监控多根测斜管10内不同位置的倾斜数据，当某个位置的倾斜数据超出预设的预警值时，控制中心40可以发出报警提示。

如图3-4所示，所述探头20包括相互连通的上腔体220和下腔体230、位于所述上腔体220和下腔体230内部之间的测斜PCB板240，所述气囊210分别套设于所述上腔体220和下腔体230上，所述上腔体220远离所述下腔体220的一端还连有气管221，所述气管221远离所述上腔体220的一端设有连接头251，所述下腔体230远离所述上腔体220的一侧设有与所述连接头251适配的连接管252，所述测斜PCB板240与测读仪30连接。具体的，多个探头20通过连接头251和连接管252连接形成探头组，相互之间连通，气囊210分别套设于上腔体220和下腔体230上，且上腔体220、下腔体230以及气囊210之间相互连通，针对多个探头20连接形成的探头组，通过向最上方的探头20中的气管221内充气即可实现对所有探头20中的气囊210进行充气，本实施例中，连接头251采用连接螺母，与连接管252之间螺纹连接；气囊210采用弹性橡胶制成，弹性好，结实耐磨且成本低廉。

优选的，所述气管221包括橡胶管222和密封垫圈(图中未标出)，所述橡胶管222与所述上腔体220通过密封垫圈和螺母223密闭连接，避免漏气。

优选的，所述气囊210外侧设有压环211，所述压环211采用铜制成，韧性好，用于使气囊210更好地与上腔体220贴合在一起。所述上腔体220和对应的气囊210外侧以及所述下腔体230和对应的气囊210外侧分别设有外套212，所述外套212与所述上腔体220和下腔体230之间分别通过螺纹连接，通过螺纹拧紧推动所述压环211更好地压紧所述气囊210与所述上腔体220或下腔体230之间的空隙，避免漏气。

优选的，所述上腔体220和下腔体230之间套装有定位圈260，所述定位圈260上设有若干螺栓孔，所述螺栓孔内置有连接螺栓261，所述上腔体220和下腔体230的接头位置还设有密封圈(图中未标出)。具体的，将定位圈260套装在上腔体220和下腔体230的接头位置，并通过连接螺栓261将两者固定为一体，为了避免连接位置漏气，在两者的接头位置设置密封圈，保证密封效果。

优选的，所述测斜PCB板240通过锁紧垫圈270固定于所述上腔体220和下腔体230之间。如图5所示，优选的，所述测斜PCB板240包括依次连接的测斜电路241、电缆线242和插头，所述插头包括公插头243和母插头244，分设于测斜电路241的上下两侧，即公插头243通过电缆线242连接测斜电路241的上侧，母插头244通过电缆线242连接测斜电路241的下侧，如图5所示；当然也可以是公插头243通过电缆线242连接测斜电路241的下侧，母插头244通过电缆线242连接测斜电路241的上侧，方便多个附壁探头装置连接成串后电缆线242的联接和信息传递。所述测斜电路241包括多个集成电气元件，自动检测倾斜角度并输出信号；所述电缆线242包括4根线，其中2根为电源线，用于给测斜电路241供电，2根为数据线，用于测斜信息的输出；所述插头为快插接头，可快速插接。

如图7所示，所述测读仪30包括数据采集器310、与所述数据采集器310连接的数据显示器320、供电模块330、气阀340以及与所述气阀340连接的供气模块350，所述数据采集器310与所述数据线连接，用于采集测斜PCB板240测量的数据，数据显示器320用于对数据采集器310采集的数据进行实时显示。供电模块330与电源线连接，对测斜电路241进行供电控制，所述供气模块350与所述气管240连接，打开气阀340即可向气管240内充气。

请继续参照图7，所述控制中心40包括数据处理单元410和报警单元420，所述数据处理单元410与所述数据采集器310连接。控制中心40监视测斜管10各个位置的倾斜数据变化情况，当某个位置的倾斜数据超出预设的预警值时，通过报警单元420进行报警提示；同时数据处理单元410可根据倾斜数据变化计算出各位置的变形数据并绘制变形曲线。

本发明还提供一种如上所述的基坑围护结构高精度检测***的检测方法，包括以下步骤：

S1：在浇筑基坑的围护墙时预埋若干测斜管10；

S2：根据围护墙的深度，计算所需探头20的数量，并将所需的探头20依次连接成探头组；相邻探头之间的连接方法为：将两个探头20的测斜PCB板的插头相互对接，即将其中一个的公插头243与另一个的母插头244进行连接，其中的电源线和数据线分别对应连接，该两个探头20的测量数据通过插头中的数据线传递，并将其中一者的连接管252和另一者的连接头251进行连接。

S3：将所述探头20组置于所述测斜管10内并向气囊210内充气使探头组附着于测斜管10内壁上，以对测斜管10的不同位置的倾斜数据进行测量，所述测读仪30获取测斜管10不同位置的倾斜数据，并上传至所述控制中心40；具体的，当多个探头20连接形成一个探头组时，探头之间相互连通，打开测读仪30上的气阀340，使供气模块350向最上方的探头20的气管221内进行充气，即可实现使所有探头20中的气囊210受气膨胀，从而附着于测斜管10的内壁上；此外最上方的探头20与测读仪30连接，下方的探头20测量的数据通过上方的探头20依次传递，最终由最上方的探头20传递给测读仪30，测读仪30可以获取所有探头20的测量数据，并将获取的测量数据上传至控制中心40。

S4：所述控制中心40监视测斜管各个位置的倾斜数据变化情况，当某个位置的倾斜数据超出预设的预警值时，进行报警提示；同时根据倾斜数据变化计算出各位置的变形数据并绘制变形曲线。其中，预警值由人工通过控制中心40进行设置，且当测斜管10设有多根时，可以针对每个测斜管10设定一个预警值。

S5：在基坑施工完成后拆除所述基坑围护结构高精度检测***。具体的，通过气管221将气体放出即可使气囊210收缩，从而与测斜管10的内壁分离，之后将探头组从测斜管10内抽出即可，简单方便。

综上所述，本发明提供的基坑围护结构高精度检测***及检测方法，相比现有技术，存在以下优势：

(1)通过将多个探头20依次连接形成探头组，每个探头20对应测斜管10内的不同位置，一次可以测量多个位置的倾斜情况，大大提高了测量效率，此外通过测读仪30和控制中心40进行实时监测，可实现24小时实时监测；

(2)一次安装高精度检测***便可在整个施工周期内使用，通过气囊210充气便可使探头20有效附着于测斜管10内壁上，不仅操作方便，且无需人工提拉，避免了人工提拉时存在误差从而造成精度难以控制的问题；

(3)采用气压式结构，结构更简单，制造维护更便捷。

虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基坑围护结构高精度检测***，其特征在于，包括测斜管、设于所述测斜管内的探头、与所述探头连接的测读仪以及与所述测读仪连接的控制中心，每个所述探头上套设有气囊，所述气囊充气膨胀后附着于所述测斜管内壁上，多个所述探头可依次连接形成探头组，所述探头组其中一端的探头与所述测读仪连接。

2.根据权利要求1所述的基坑围护结构高精度检测***，其特征在于，所述探头包括相互连通的上腔体和下腔体、位于所述上腔体和下腔体内部之间的测斜PCB板，所述气囊分别套设于所述上腔体和下腔体上，所述上腔体远离所述下腔体的一端还连有气管，所述气管远离所述上腔体的一端设有连接头，所述下腔体远离所述上腔体的一侧设有与所述连接头适配的连接管，所述测斜PCB板与测读仪连接。

3.根据权利要求2所述的基坑围护结构高精度检测***，其特征在于，所述测斜PCB板包括依次连接的测斜电路、电缆线和插头，所述插头包括公插头和母插头，分设于所述测斜电路的上下两侧，所述测斜电路包括多个集成电气元件，自动检测倾斜角度并输出信号；所述电缆线包括2根电源线和2根数据线，所述插头为快插接头。

4.根据权利要求3所述的基坑围护结构高精度检测***，其特征在于，所述测读仪包括数据采集器、与所述数据采集器连接的数据显示器、供电模块、气阀以及与所述气阀连接的供气模块，所述数据采集器与所述数据线连接，所述供电模块与所述电源线连接，所述供气模块与所述气管连接。

5.根据权利要求4所述的基坑围护结构高精度检测***，其特征在于，所述控制中心包括数据处理单元和报警单元，所述数据处理单元与所述数据采集器连接。

6.根据权利要求2所述的基坑围护结构高精度检测***，其特征在于，所述气囊外侧设有压环，所述上腔体和对应的气囊外侧以及所述下腔体和对应的气囊外侧分别设有外套，所述外套与所述上腔体和下腔体之间分别通过螺纹连接。

7.根据权利要求2所述的基坑围护结构高精度检测***，其特征在于，所述上腔体和下腔体之间套装有定位圈，所述定位圈上设有若干螺栓孔，所述螺栓孔内置有连接螺栓，所述上腔体和下腔体的接头位置还设有密封圈。

8.根据权利要求2所述的基坑围护结构高精度检测***，其特征在于，所述气管包括橡胶管和密封垫圈，所述橡胶管与所述上腔体通过密封垫圈和螺母密闭连接。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的基坑围护结构高精度检测***的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在浇筑基坑的围护墙时预埋若干测斜管；

S2：根据围护墙的深度，计算所需探头的数量，并将所需的探头依次连接成探头组；

S3：将所述探头组置于所述测斜管内并向气囊内充气使探头组附着于测斜管内壁上，以对测斜管的不同位置的倾斜数据进行测量，所述测读仪获取测斜管不同的位置的倾斜数据，并上传至所述控制中心；

S4：所述控制中心监视测斜管各个位置的倾斜数据变化情况，当某个位置的倾斜数据超出预设的预警值时，进行报警提示；同时根据倾斜数据变化计算出各位置的变形数据并绘制变形曲线；

S5：在基坑施工完成后拆除所述基坑围护结构高精度检测***。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，相邻探头之间的连接方法为：将两个探头的测斜PCB板的插头相互对接，并将其中一者的连接管和另一者的连接头进行连接，且该两个探头的测量数据通过插头中的数据线传递。