深基坑工程健康监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种深基坑工程健康监测系统，用于深基坑的支护时空变形监控与预警。它包括信息采集层、网络传输层和应用层三个物理层，分别用于采集感知信号、传输感知信号和显示讯息，信息采集层包括水位计、水准仪Ⅰ、测斜仪、水准仪Ⅱ、全站仪、轴力计、水准仪Ⅲ、陀螺仪和钢筋计，所述网络传输层是由分布式无线节点和无线网关组成的，其中，所述分布式无线节点分别与各种仪器连接，分布式无线节点数据通过自组建的无线网络将采集的数据送至无线网关，无线网关将数据传输至应用层。本实施方案在监测项选取、监测点布设、仪器的选择等方面综合考虑了各方面因素，形成监测网，能够全面、立体反应基坑施工期的安全状态。立体反应基坑施工期的安全状态。立体反应基坑施工期的安全状态。

【技术实现步骤摘要】
深基坑工程健康监测系统


[0001]该技术涉及深基坑安全监测
，具体来说是一种基坑支护时空变形监控与预警的深基坑工程健康监测系统。

技术介绍

[0002]基坑工程建设事故是一个从量变到质变的过程，虽然施工监测可监控这种量变，但由于传统监测手段的局限性和时效性差，水文地质条件突变、支护不及时、降雨、坡顶堆载、施组不当等各种外因骤变，均可能引起基坑灾害的突然发生。
[0003]基坑支护时空变形监控与预警监测系统，旨在结合现有的监测技术规范标准、仪器设备、监测手段，采用自动化的监控与预警技术，用于积极的监测周围环境、周围荷载、地下管线、水文地质条件、施组调整、降雨等各种条件变化对深基坑带来的不利影响，并结合变形设计值和监测数据比对，避免误判和麻痹，达到监测预警和确保基坑健康安全的目标。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的不足，本技术提供一种深基坑工程健康监测系统，用于深基坑的支护时空变形监控与预警。
[0005]本技术解决其技术问题所采用的技术方案为：
[0006]深基坑工程健康监测系统，它包括信息采集层、网络传输层和应用层三个物理层，分别用于采集感知信号、传输感知信号和显示讯息，其特征在于，
[0007]信息采集层包括水位计、水准仪Ⅰ、测斜仪、水准仪Ⅱ、全站仪、轴力计、水准仪Ⅲ、陀螺仪和钢筋计，其中，
[0008]水位计，安装于基坑外的土层或者基层中的渗水井内，监测地下水位的变化情况；
[0009]水准仪Ⅰ，固定在地表位置，监测地表沉降；
>[0010]测斜仪，安装于围护结构处，监测围护结构处的深部位移；
[0011]水准仪Ⅱ，安装于围护结构的围护桩顶，监测围护桩的竖向位移；
[0012]全站仪，安装于围护结构的围护桩顶，监测围护桩顶水平位移；
[0013]轴力计，安装于钢支撑端部，监测钢支撑与围护结构顶部的横梁的压力变化；
[0014]水准仪Ⅲ，安装于支撑立柱的顶部，监测支撑立柱的沉降；
[0015]陀螺仪，安装于基坑坑壁上；
[0016]钢筋计，预埋于围护结构内的钢筋上，监测围护结构内部应力变化；
[0017]所述网络传输层是由分布式无线节点和无线网关组成的，其中，所述分布式无线节点分别与水位计、全站仪、水准仪Ⅰ、水准仪Ⅱ、水准仪Ⅲ、轴力计、钢筋计、测斜仪通过数据线连接，分布式无线节点数据通过自组建的无线网络将采集的数据送至无线网关，无线网关将数据传输至应用层,即，分布式无线节点数据通过自组建的无线网络连接无线网关，无线网关连接应用层。
[0018]进一步地，水准仪Ⅰ，被安装在周边建筑物及管线处。
[0019]进一步地，所述轴力计通过螺栓固定在钢支撑的端部，轴力计另一端通过垫块压在混凝土横梁上。
[0020]进一步地，所述测斜仪及其导轮是沿测斜导管的导槽沉降或提升，安装在竖管内，该竖管位于围护结构处。
[0021]进一步地，所述应用层为远程服务器终端，用于数据分析和生成预警信息。
[0022]本技术的有益效果是：
[0023]本实施方案在监测项选取、监测点布设、仪器的选择等方面综合考虑了各方面因素，形成监测网，能够全面、立体反应基坑施工期的安全状态。以下结合具体实施例对本技术的有益效果做进一步地说明。
附图说明
[0024]图1为深基坑断面结构。
[0025]图2为本技术的框图。
[0026]图中：01灌注桩，02钢管横撑，03立柱支撑，04岩土体；
[0027]11水位计，12水准仪Ⅰ，13轴力计。
具体实施方式
[0028]本系统的实施，是基于深基坑进行实施的，所谓的深基坑是指基坑深度大于5米的基坑，该深基坑涉及的概念包括：工程支护结构、周围岩土体、周边环境，其中工程支护结构，本实施例中，采用Φ80cm钻孔灌注桩01（间距120cm）+Ф600mm（壁厚14mm）钢管横撑02+立柱支撑03；钢管横撑竖向间距4.5m或4m，纵向间距详见图1。立柱支撑采用钢格构柱，底端插入工程桩2m，顶部支撑钢管横撑。其中，周围岩土体04包括工程周围岩土体、地下水及地表沉降，以及要充分考虑周边环境中的周边建（构）筑物及管线等因素。
[0029]本深基坑工程健康监测系统，它包括信息采集层、网络传输层及应用层三个物理层，分别用于采集感知信号、传输感知信号和显示讯息，参考图2。
[0030]信息采集层，包括多种类型的信号采集设备，例如本实施例中包括：
[0031]水位计11，安装于基坑外的土层或者基层中的渗水井内，用于监测地下水位的变化情况。具体安装方式如下，例如，本实施例中可以选择嵌入式液位测量传感器，该传感器按照传感器电阻与水压力成正比关系原理，通过测量电阻的变化来测量水压力大小，利用0.01MPa相当于1m高水柱压强进行换算水柱高度，从而通过液位计可得知孔内水位高度。将该嵌入式液位测量传感器设置在渗水井内，通过监测渗水井内液位的变化，来监测地下水位的情况。
[0032]水准仪Ⅰ12，用于地表沉降的监测。具体安装方式为，固定在地表位置，尤其是重点监测区域，例如，优先的被安装在周边建（构）筑物及管线处。
[0033]测斜仪，安装于围护结构处，用于监测围护结构处的深部位移。具体安装方式为，活动式测斜仪及其导轮是沿测斜导管的导槽沉降或提升，安装在竖管内，该竖管位于围护结构处。
[0034]水准仪Ⅱ，安装于围护结构的围护桩顶，用于监测围护桩的竖向位移，具体安装方式为，锚栓锚固安装。
[0035]全站仪，安装于围护结构的围护桩顶，用于监测围护桩顶水平位移，具体安装方式同水准仪Ⅱ。
[0036]轴力计13，安装于钢支撑端部，用于监测钢支撑与围护结构顶部的横梁的压力变化，具体安装方式为，将轴力计通过螺栓固定在钢支撑的端部，轴力计另一端通过垫块压在混凝土横梁上。
[0037]水准仪Ⅲ，安装于支撑立柱的顶部，用于监测支撑立柱的沉降，所谓的支撑立柱是指，位于基坑中间部位的用于辅助支撑钢支撑强度的支撑立柱。
[0038]陀螺仪，安装于基坑坑壁上。
[0039]钢筋计，预埋与围护结构内的钢筋上，用于监测围护结构内部应力变化情况。
[0040]所述网络传输层是由分布式无线节点和无线网关组成的，其中，分布式无线节点分别与水位计、全站仪、水准仪、轴力计、钢筋计、自测斜仪等传感器通过数据线连接，分布式无线节点数据通过自组建的无线网络将采集的数据送至无线网关，无线网关将数据传输至应用层。
[0041]分布式无线节点优选分布式GPRS无线节点，是一种运用多通信接口、多功能无线数据采集系统。可实现多种接口协议转换,自动进行无线数据传输管理。具有数据自动采集、无线分布式安装、易维护、可靠性等优点。该分布式GPRS无线节点固定安装在基坑外侧的混凝土基础上，固定牢靠即可。
[0042]应用层本质上是一台远程服务器终端，用于数据分析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.深基坑工程健康监测系统，它包括信息采集层、网络传输层和应用层，其特征在于，信息采集层包括水位计、水准仪Ⅰ、测斜仪、水准仪Ⅱ、全站仪、轴力计、水准仪Ⅲ、陀螺仪和钢筋计，其中，水位计，安装于基坑外的土层或者基层中的渗水井内，监测地下水位的变化情况；水准仪Ⅰ，固定在地表位置，监测地表沉降；测斜仪，安装于围护结构处，监测围护结构处的深部位移；水准仪Ⅱ，安装于围护结构的围护桩顶，监测围护桩的竖向位移；全站仪，安装于围护结构的围护桩顶，监测围护桩顶水平位移；轴力计，安装于钢支撑端部，监测钢支撑与围护结构顶部的横梁的压力变化；水准仪Ⅲ，安装于支撑立柱的顶部，监测支撑立柱的沉降；陀螺仪，安装于深基坑坑壁上；钢筋计，预埋于围护结构内的钢筋上，监测围护结构内部应力变化；所述网络传输层是由分布式无...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧洪敏，崔锋，宋宪朋，武凯，荆华东，
申请(专利权)人：山东省路桥集团有限公司，
类型：新型
国别省市：