[发明专利]一种基坑变形测量装置及其测量方法

说明书

一种基坑变形测量装置及其测量方法，所述测量装置包括钢丝、弹簧、倾角传感器、位移传感器，上固定板和下固定板，所述上固定板固定于基坑侧壁上边缘处且垂直于基坑侧壁，所述钢丝底端固定于靠近基坑侧壁的基坑底部，下固定板固定于钢丝顶部且垂直于钢丝，弹簧和位移传感器的一端与下固定板上表面连接，弹簧和位移传感器的另一端与上固定板的下表面连接；所述弹簧的弹性系数为1～2N/mm；所述倾角传感器固定于钢丝顶端，垂直于钢丝放置，可用于测量钢丝的偏转角度；测量开始前，对弹簧和钢丝进行预紧，并使钢丝和弹簧处于竖直拉伸状态。该装置可代替现有全站仪等测量方法，节省了人力成本。

技术领域

本发明涉及一种可实时监测基坑变形的测量装置及测量方法，属于基坑变形测量领域。

背景技术

随着城市化进程的不断推进，现代城市的空间利用率越来越高，城市的拥堵现象越来越严重，城市地下空间的开发利用成为城市发展的必然趋势。地下停车场、地下商场和地下隧道等大量的地下空间利用出现了必不可少的地下深基坑的开挖现象。

基坑开挖后使土体的水平支撑力减小，基坑开挖的降水引起地下水位降低与坑外水位不平衡，产生水压差较大，使土中自重应力增大等诸多因素均可能导致周边重要建筑物及地面下沉、出现侧向变形、倾斜、位移，甚至开裂，影响重要建筑物和人员、施工安全；此外，考虑到现有基坑支护设计方法以及地质条件，支护方案不能完全保证基坑工程的绝对安全。因此，监测基坑施工对周边重要建筑物和人员以及基坑工程本身的安全是十分必要的。

目前基坑监测大部分使用的方法为全站仪坐标变化法。全站仪坐标变化法是在基坑施工影响外的任意稳定牢固的地方设置几个差分基准点，在差分基准点和变形监测点上安装永久性反射棱镜。根据基坑的形状任意设一测站用方向观测各点的三维坐标。采用多次观测的数据经差分和平差后，作为以后变形监测数据处理的基准。按每天一个或几个周期进行水平位移和垂直位移三维方向观测；从第二次观测开始，每次测站不要求和上一次重合，但必须利用差分基准点测量出本次测量的测站三维坐标。尔后，测量计算出该次各监测点坐标值。差分平差计算出每一监测点在水平位移两个方向的变形值和沉降方向变形值，即三维方向的变形值。再按不同基坑边缘形状，将3维方向的位移值中的，值换算成基坑边缘法线方向水平位移值和垂直沉降值。

基坑监测对数据精度和监测频率的要求都较高，全站仪坐标变化法虽然操作简单，但是由于是人工操作，需要工作人员每天一个或几个周期进行观测，劳动量十分大，不能实现实时测量，且易产生测量误差。而且，全站仪坐标变化法只能测量基坑的水平位移，无法测量基坑的竖向沉降，而基坑的竖向沉降也是十分重要的安全指标。在现代化的城市建设中，这些缺点带来了深基坑施工的安全隐患，由于这些检测系统的不完善已经造成了很多工程事故。因此，研究、设计出一种高效、精确稳定、实时的基坑变形监测技术成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基坑变形的测量装置及其测量方法。该基坑测量装置和测量方法可高效、精确稳定、监测基坑的变形情况。

本发明实现其发明目的首先提供了一种基坑变形测量装置，包括钢丝、弹簧、倾角传感器、位移传感器，上固定板和下固定板，所述上固定板固定于基坑侧壁上边缘处且垂直于基坑侧壁，所述钢丝底端固定于靠近基坑侧壁的基坑底部，下固定板固定于钢丝顶部且垂直于钢丝，弹簧和位移传感器的一端与下固定板上表面连接，弹簧和位移传感器的另一端与上固定板的下表面连接；所述弹簧的弹性系数为1～2N/mm；所述倾角传感器固定于钢丝顶端，垂直于钢丝放置，可用于测量钢丝的偏转角度；测量开始前，对弹簧和钢丝进行预紧，并使钢丝和弹簧处于竖直拉伸状态。

进一步，本发明所述位移传感器包括磁致伸缩位移传感器、拉杆式直线位移传感器和电容式位移传感器。