基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于建筑施工領(lǐng)域，尤其涉及一種基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市的發(fā)展，基坑規(guī)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?yàn)榛娱_挖周圍的土體、建筑物和埋設(shè)物會(huì)對(duì)基坑圍護(hù)體結(jié)構(gòu)墻體(簡(jiǎn)稱基坑圍護(hù)體，例如地下連續(xù)墻)等擠壓，造成基坑圍護(hù)體結(jié)構(gòu)墻體的變形，所以在基坑施工過程中要對(duì)基坑圍護(hù)體結(jié)構(gòu)墻體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便于當(dāng)基坑圍護(hù)體結(jié)構(gòu)墻體變形過大時(shí)對(duì)其實(shí)行支撐的軸力位移補(bǔ)償以控制或減少圍護(hù)體結(jié)構(gòu)墻體的位移變形。
[0003]目前的檢測(cè)手段主要是通過測(cè)斜管配合測(cè)斜儀人工進(jìn)行測(cè)量，再把測(cè)得的數(shù)據(jù)輸入電腦中計(jì)算出圍護(hù)體結(jié)構(gòu)墻體的變形數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有的測(cè)斜系統(tǒng)主要由測(cè)頭、測(cè)讀儀、電纜和測(cè)斜管四部分組成，所述測(cè)頭由二組導(dǎo)輪和安裝有測(cè)斜儀的測(cè)量主體組成，所述測(cè)讀儀可讀取測(cè)頭的測(cè)量數(shù)據(jù)，保存和處理測(cè)量數(shù)據(jù)并對(duì)測(cè)頭供電。使用時(shí)，先在連續(xù)墻上預(yù)埋測(cè)斜管，當(dāng)連續(xù)墻發(fā)生變形時(shí)，整個(gè)測(cè)斜管隨之產(chǎn)生相應(yīng)變形，通過提拉測(cè)頭逐段人工測(cè)量傾斜角度，通過計(jì)算就可得到測(cè)斜管的每段的水平位移。然后通過描點(diǎn)能得到連續(xù)墻的變形曲線。該測(cè)量方法操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣，但是由于是人工操作，存在著測(cè)量誤差大，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量，更不能將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋給圍護(hù)體結(jié)構(gòu)墻體位移變形實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制系統(tǒng)。在現(xiàn)代化的城市建設(shè)中，這些缺點(diǎn)帶來了深基坑施工的安全隱患，由于這些檢測(cè)系統(tǒng)的不完善已經(jīng)造成了很多工程事故。
[0004]綜上所述，研宄、設(shè)計(jì)出一種高效、精確穩(wěn)定、實(shí)時(shí)的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)難題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量預(yù)埋在基坑圍護(hù)體中測(cè)斜管的位移變形情況，并根據(jù)測(cè)斜管的位移變形情況對(duì)基坑支撐進(jìn)行軸力位移自動(dòng)補(bǔ)償，有效提高測(cè)量精度和效率，控制并減少基坑圍護(hù)體的位移變形，確?；邮┕ろ樌踩?br>[0006]為了達(dá)到上述的目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)，所述基坑圍護(hù)體通過若干帶軸力位移補(bǔ)償器的支撐進(jìn)行支撐，所述實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)包括:中心數(shù)據(jù)處理器、中心管理電腦、D/Ι轉(zhuǎn)換儀表、若干測(cè)斜管、若干探頭以及與所述測(cè)斜管相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)采集器，所述測(cè)斜管預(yù)埋于基坑圍護(hù)體內(nèi)，每根測(cè)斜管內(nèi)沿測(cè)斜管的縱向間隔設(shè)置若干所述探頭形成探頭組，所述數(shù)據(jù)采集器分別與對(duì)應(yīng)測(cè)斜管內(nèi)的所有探頭連接，所述中心管理電腦、數(shù)據(jù)采集器、D/Ι轉(zhuǎn)換儀表分別與所述中心數(shù)據(jù)處理器連接，所述數(shù)據(jù)采集器采集對(duì)應(yīng)測(cè)斜管內(nèi)的各探頭測(cè)得的各測(cè)量點(diǎn)傾斜角數(shù)據(jù)，并將各測(cè)量點(diǎn)傾斜角數(shù)據(jù)發(fā)送至所述中心數(shù)據(jù)處理器，所述中心數(shù)據(jù)處理器根據(jù)來自數(shù)據(jù)采集器的各測(cè)量點(diǎn)傾斜角數(shù)據(jù)計(jì)算各測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位移變形數(shù)據(jù)從而得到每根測(cè)斜管的變形曲線以及各支撐點(diǎn)對(duì)應(yīng)補(bǔ)償數(shù)據(jù)，所述D/Ι轉(zhuǎn)換儀表把來自所述中心數(shù)據(jù)處理器的補(bǔ)償數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電流環(huán)信號(hào)，用于控制PLC或其他工業(yè)控制器對(duì)基坑圍護(hù)體的支撐進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
[0008]優(yōu)選的，所述中心數(shù)據(jù)處理器，包括:收集模塊，用于集中收集各數(shù)據(jù)采集器的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的傾斜角數(shù)據(jù)；計(jì)算模塊，用于根據(jù)收集模塊采集的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的傾斜角數(shù)據(jù)計(jì)算各測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位移變形數(shù)據(jù)從而得到每根測(cè)斜管的變形曲線以及向各支撐點(diǎn)對(duì)應(yīng)補(bǔ)償數(shù)據(jù)；人機(jī)界面模塊，用于探頭的參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)查詢、以及數(shù)據(jù)與變形曲線顯示；通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)中心數(shù)據(jù)處理器與中心管理電腦、D/Ι轉(zhuǎn)換儀表以及數(shù)據(jù)采集器之間的通訊；以及模擬驅(qū)動(dòng)模塊，用于向D/Ι轉(zhuǎn)換儀表提供各個(gè)支撐點(diǎn)補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
[0009]優(yōu)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(shù)據(jù)采集器與中心數(shù)據(jù)處理器之間實(shí)現(xiàn)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(shù)據(jù)處理器之間實(shí)現(xiàn)通信。
[0010]優(yōu)選的，所述中心管理電腦，包括:儀表參數(shù)設(shè)置模塊，用于對(duì)各數(shù)據(jù)采集器的探頭以及D/Ι轉(zhuǎn)換儀表進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；儀表參數(shù)查詢模塊，用于對(duì)各數(shù)據(jù)采集器的探頭以及D/Ι轉(zhuǎn)換儀表進(jìn)行參數(shù)查詢；數(shù)據(jù)查詢模塊，用于對(duì)當(dāng)前或歷史工程各個(gè)測(cè)量斷面不同時(shí)點(diǎn)的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；數(shù)據(jù)顯示模塊，用于對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)或者所調(diào)出的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示；數(shù)據(jù)打印模塊，用于對(duì)當(dāng)前或歷史工程各個(gè)測(cè)量斷面不同時(shí)點(diǎn)的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行打印；通信管理模塊，用于實(shí)現(xiàn)中心管理電腦與中心數(shù)據(jù)處理器、D/Ι轉(zhuǎn)換儀表之間的通訊連接。
[0011]優(yōu)選的，在上述的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，所述探頭通過鋼絲電纜線與所述數(shù)據(jù)采集器連接，所述探頭包括主體結(jié)構(gòu)、設(shè)置于主體結(jié)構(gòu)上的能夠測(cè)出自身的傾斜角度以及傾斜方向的傾斜傳感器以及設(shè)置于所述主體結(jié)構(gòu)上、下部的兩組導(dǎo)輪張緊機(jī)構(gòu)，所述傾斜傳感器通過所述鋼絲電纜線將測(cè)得的傾斜數(shù)據(jù)向外輸出，所述導(dǎo)輪張緊機(jī)構(gòu)包括一免維護(hù)橡膠彈性體壓緊結(jié)構(gòu)以及兩端設(shè)有導(dǎo)輪的導(dǎo)輪張緊板，所述導(dǎo)輪通過銷軸分別連接于所述導(dǎo)輪張緊板的兩端，所述主體結(jié)構(gòu)包括連接板，所述連接板位于所述主體結(jié)構(gòu)的中部，所述免維護(hù)橡膠彈性體壓緊結(jié)構(gòu)將所述導(dǎo)輪張緊板與所述連接板連接并使得所述兩個(gè)導(dǎo)輪分別壓在測(cè)斜管的導(dǎo)槽中。
[0012]優(yōu)選的，在上述的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，每個(gè)所述探頭還包括兩防水接頭、兩接頭連接機(jī)構(gòu)、以及兩鋼絲鎖緊機(jī)構(gòu)；所述兩防水接頭分別通過對(duì)應(yīng)的所述接頭連接機(jī)構(gòu)密封固定于所述主體結(jié)構(gòu)的兩端，所述傾斜傳感器經(jīng)所述鋼絲電纜線將測(cè)量信息傳出，所述鋼絲電纜線分別經(jīng)所述兩防水接頭伸入所述主體結(jié)構(gòu)內(nèi)腔并由所述防水接頭鎖緊，其中，伸入主體結(jié)構(gòu)的鋼絲電纜線中的鋼絲分別通過所述鋼絲鎖緊機(jī)構(gòu)固定于所述接頭連接機(jī)構(gòu)上，伸入主體結(jié)構(gòu)的鋼絲電纜線中的電源線及數(shù)據(jù)線相連通并與所述傾斜傳感器電連接。
[0013]優(yōu)選的，在上述的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，所述主體結(jié)構(gòu)還包括:線纜導(dǎo)管、以及設(shè)置于所述連接板兩端的兩套管，所述連接板的端部分別設(shè)有用于與所述套管密封連接的連接底座，所述兩套管遠(yuǎn)離所述連接板的一端分別通過所述防水連接機(jī)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的防水接頭密封連接，所述線纜導(dǎo)管設(shè)置于兩個(gè)所述連接底座之間，所述兩個(gè)連接底座上對(duì)應(yīng)所述線纜導(dǎo)管的位置設(shè)有供所述鋼絲電纜線穿越的通孔，所述傾斜傳感器固定設(shè)置于其中一個(gè)所述套管的內(nèi)腔中。
[0014]優(yōu)選的，在上述的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，所述接頭連接機(jī)構(gòu)包括電纜連接套、壓蓋以及密封圈，所述電纜連接套的一端設(shè)有擋圈，所述電纜連接套的另一端伸入對(duì)應(yīng)的所述套管內(nèi)，所述電纜連接套與對(duì)應(yīng)的套管之間設(shè)有所述密封圈，所述防水接頭與所述電纜連接套的外側(cè)端密封連接，所述壓蓋螺紋連接于對(duì)應(yīng)套管的外側(cè)將對(duì)應(yīng)的電纜連接套壓緊于對(duì)應(yīng)的套管上，所述壓蓋為具有一端板的螺紋管，所述端板的中心開設(shè)供所述防水接頭伸出的中心孔。
[0015]優(yōu)選的，在上述的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，所述鋼絲鎖緊機(jī)構(gòu)包括緊定螺釘以及分別開設(shè)于所述電纜連接套的周壁上的鋼絲孔與緊定螺釘孔，所述鋼絲孔與所述緊定螺釘孔相互垂直貫通，所述鋼絲孔沿著所述電纜連接套的徑向設(shè)置，所述鋼絲電纜線中的鋼絲伸入所述電纜連接套的所述鋼絲孔內(nèi)，所述緊定螺釘經(jīng)所述緊定螺釘孔將所述鋼絲鎖緊在所述鋼絲孔內(nèi)。
[0016]優(yōu)選的，在上述的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，所述傾斜傳感器通過密封膠固定設(shè)置于其中一個(gè)所述套管內(nèi)，該套管的內(nèi)部設(shè)有內(nèi)凸的凸圈，所述凸圈上開設(shè)供所述傾斜儀線纜板伸入的插槽，所述凸圈的內(nèi)徑大于所述電纜連接套的內(nèi)徑。
[0017]優(yōu)選的，在上述的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，位于最下方的探頭還包括密封蓋，所述密封蓋密封設(shè)置于遠(yuǎn)離傾斜傳感器的防水接頭的開口端；其余探頭中遠(yuǎn)離所述傾斜傳感器的所述套管的內(nèi)腔作為用于容置一定余量電源線與鋼絲線的儲(chǔ)線腔。
[0018]優(yōu)選的，在上述的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，所述中心數(shù)據(jù)處理器根據(jù)以下公式計(jì)算各測(cè)量點(diǎn)變形數(shù)據(jù)L，L = A’ B’ ^SIN(AA)，其中，Λ A表示測(cè)量點(diǎn)傾斜角數(shù)據(jù)，Α’B’表示導(dǎo)輪張緊板的中心距離。
[0019]優(yōu)選的，在上述的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過GPRS或者3G無線網(wǎng)路與中心數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行通信。
[0020]本實(shí)用新型還公開了一種基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制方法，采用如上所述的基坑圍護(hù)體位移變形實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)，包括如下步驟:
[0021]第一步，在基坑圍護(hù)體中預(yù)先埋置好測(cè)斜管；
[0022]第二步，把探頭組放入測(cè)斜管；