一种基坑开挖深度监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基坑开挖深度监测系统及方法，包括监测标杆、监测机构和PC数据平台；监测标杆采用多根拼接，每根监测标杆上设置有计数刻度，计数刻度上按均匀间隔设置有扫描标记；监测机构与监测标杆配合，用于对监测标杆上的扫描标记进行扫描记录，且发送相应监测数据至PC终端平台，PC数据平台接收监测数据，并对数据进行处理，形成基坑视图进行显示。本发明专利技术利用预设的各点位的开挖监测标杆及监测机构，能实时监测基坑各区域大致的开挖情况，利用基坑开挖深度监测系统接收各点位的开挖深度信息，形成基坑开挖三维视图，亦可引入时间参数建立时间

【技术实现步骤摘要】
一种基坑开挖深度监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及基坑工程施工监测
，具体为一种基坑开挖深度监测系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国经济不断高速发展，为突破地上空间不足的限制，地下空间的开发力度加大，城市化开发开始向深、大方向发展。
[0003]土方开挖是基坑地下结构施工的前提，深大基坑的工程量大，土方开挖一般通过分区块进行。施工中情况复杂，难以掌握各区域土方开挖的实际情况，导致无法及时协调人员在对应区域开挖至相应设计深度位置时施工支护结构，造成资源浪费，造成工期超时问题；当开挖超过支护结构设计深度时，更会给基坑安全带来隐患。因此，能实时确定基坑各区域大致开挖深度的监测体系及方法有一定必要。
[0004]目前现有专利文献中，如专利号为2022105000746的中国专利公开了一种深基坑开挖深度自动监测装置以及系统，其技术方案主要包括，监测装置设于基坑内，所述装置包括：电动云台、电子舱以及安装支架；其中，所述电动云台设于所述安装支架上，所述电子舱安装于所述电动云台上；所述深基坑开挖深度自动监测装置通过所述安装支架安装于所述基坑内；通过电动云台的带动下在各个扫描停留点测量对应一或多个开挖监测点的测量距离数据并同时采集基坑内部的影像信息，以测量对应各开挖监测点的开挖深度监测数据，并向监测平台发送；该专利技术基于电动云台，可同步完成对开挖面激光测距与视频监测，利用测距结果并结合电动云台姿态监测开挖深度并上传平台，进而可实现基坑开挖工况的实时监测。
[0005]但是目前这种电动云台成本高，受限于场地环境温湿度影响，以及挖掘产生的灰尘，都会影响激光测量传感器，导致不容易测量准确或无法工作的情况发生，距离远或现场场地高低不平时，精度也会有偏差，观察不够直观，开挖前测量位置定位麻烦。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基坑开挖深度监测系统及方法，具有结构简单，便于同步监测，能实时监测基坑各区域基本的开挖情况，实现基坑土方开挖过程的较精确控制，具有实时性、精确性和便捷性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基坑开挖深度监测系统，
[0008]包括：监测标杆；监测标杆采用多根拼接，每根监测标杆上设置有计数刻度，计数刻度上按均匀间隔设置有扫描标记；
[0009]监测机构；监测机构与监测标杆配合，用于对监测标杆上的扫描标记进行扫描记录，且发送相应监测数据至PC终端平台；
[0010]PC数据平台；PC数据平台接收监测数据，并对数据进行处理，形成基坑视图进行显示。
[0011]优选的，监测标杆头部设置有连接部，监测标杆尾部设置有安装部，相邻两根监测标杆通过连接部和安装部进行可拆卸连接，通过现场深度要求，进行拼接长度，同时计数刻度对应单一杆体从顶部至刻度位置的长度，用于人工复核统计开挖深度，以满足不同开挖深度基坑需求。
[0012]优选的，连接部和安装部可拆卸连接的方式为螺纹连接或卡扣连接。
[0013]优选的，所述监测标杆形状采用四边形。
[0014]优选的，所述监测标杆形状采用圆形，圆形监测标杆表面设有一组对称的滑块，监测标杆形状不受限，根据需求而定。
[0015]优选的，所述监测机构包括监测壳体、位于监测壳体内的信号发射接收模块、数据处理模块、坐标定位模块、数据传输模块、扫描模块以及整体供电的电源模块；
[0016]所述信号发射接收模块、坐标定位模块、数据传输模块以及扫描模块分别与数据处理模块连接；
[0017]监测壳体中间设置有通孔，该通孔形状与监测标杆形状相适配，扫描模块配置有扫描器，扫描器端口位于通孔表面内凹处，且扫描器端口与扫描标记对应扫描；
[0018]监测壳体表面设置有操作面板和交互界面。
[0019]一种基坑开挖深度监测方法，在于以下步骤，
[0020]S1步骤、基坑围护桩施工，在基坑开挖前确定点位，并在各基坑分区点位钻孔，将开挖深度多根监测标杆连接并埋入孔位中，同时监测标杆的杆体端部部分露出地表，杆体底部低于设计开挖基坑底部；
[0021]S2步骤、监测机构套入监测标杆并与基坑地表持平，进一步启动监测机构，开始实时监测；
[0022]S3步骤、对基坑土方进行开挖，监测机构随对应基坑地表开挖深度而一起下降，同时拆除多余超出基坑地表的监测连接杆体；
[0023]监测机构下降过程中，通过的扫描标记数时便进行记录，并发送信号上传至PC数据平台，根据累计通过的扫描标记数及扫描标记间距，计算对应点位开挖深度；
[0024]S4步骤、PC数据平台接收相应数据，根据各点位基坑轮廓生成平面坐标轴，确定各点位(x,y)坐标值信息，并根据返回的各点位的开挖深度H值确定平面高程坐标z，并与对应点位的(x,y)坐标值匹配，并利用Matlab软件形成三维视图，各点位之间土体的高程按照插值计算。
[0025]优选的，S3步骤中，监测机构逐渐下降通过扫描器端口对监测标杆上扫描标记进行扫描，监测机构自动记录并通过数据传输模块传输至PC数据平台，PC数据平台将基坑平面轮廓转换为平面坐标系，根据各个监测机构通过的标记数换算对应开挖深度，并结合各监测机构点位对应坐标(x,y)值进行处理，得到基坑开挖三维视图，通过显示屏展示。
[0026]优选的，S3步骤中计算对应点位开挖深度，计算方式如式(1)
[0027]H＝n
×
D
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0028]H为开挖深度，n为监测机构竖向通过的扫描标记数，D为扫描标记间距。
[0029]优选的，S3步骤中，拆除多余的监测标杆时，做好记录，开展开挖深度的人工复核，人工复核计算方法如式(2)；
[0030]H'＝ L
×
N
‑
a+b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0031]其中H'为人工复核开挖深度，L为单根杆体的长度，N为拆除的监测标杆数量，a为基坑未开挖时第一根监测标杆对应的计数刻度，b为当前监测标杆对应的计数刻度。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033](1)利用预设的各点位的开挖监测标杆及监测机构，能实时监测基坑各区域大致的开挖情况，实现基坑土方开挖过程的较精确控制，合理安排施工进展。
[0034](2)本专利技术能利用基坑开挖深度监测系统接收各点位的开挖深度信息，形成基坑开挖三维视图，亦可引入时间参数建立时间
‑
基坑开挖深度的4D云图，形象化表达便于基坑施工的实时控制。
附图说明
[0035]图1为本专利技术中监测标杆示意图；
[0036]图2为本专利技术中监测标杆局部示意图；
[0037]图3为本专利技术中监测机构示意图；
[0038]图4为本专利技术的基坑未开挖时施工剖面示意图；
[0039]图5为本专利技术的基坑分区开挖施工剖面示意图
[0040]图6为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基坑开挖深度监测系统，其特征在于，包括：监测标杆；监测标杆采用多根拼接，每根监测标杆上设置有计数刻度，计数刻度上按均匀间隔设置有扫描标记；监测机构；监测机构与监测标杆配合，用于对监测标杆上的扫描标记进行扫描记录，且发送相应监测数据至PC终端平台；PC数据平台；PC数据平台接收监测数据，并对数据进行处理，形成基坑视图进行显示。2.根据权利要求1所述的一种基坑开挖深度监测系统，其特征在于：监测标杆头部设置有连接部，监测标杆尾部设置有安装部，相邻两根监测标杆通过连接部和安装部进行可拆卸连接。3.根据权利要求2所述的一种基坑开挖深度监测系统，其特征在于：连接部和安装部可拆卸连接的方式为螺纹连接或卡扣连接。4.根据权利要求1或2所述的一种基坑开挖深度监测系统，其特征在于：所述监测标杆形状采用四边形。5.根据权利要求1或2所述的一种基坑开挖深度监测系统，其特征在于：所述监测标杆形状采用圆形，圆形监测标杆表面设有一组对称的滑块。6.根据权利要求1所述的一种基坑开挖深度监测系统，其特征在于：所述监测机构包括监测壳体、位于监测壳体内的信号发射接收模块、数据处理模块、坐标定位模块、数据传输模块、扫描模块以及整体供电的电源模块；所述信号发射接收模块、坐标定位模块、数据传输模块以及扫描模块分别与数据处理模块连接；监测壳体中间设置有通孔，该通孔形状与监测标杆形状相适配，扫描模块配置有扫描器，扫描器端口位于通孔表面内凹处，且扫描器端口与扫描标记对应扫描；监测壳体表面设置有操作面板和交互界面。7.一种基坑开挖深度监测方法，其特征在于以下步骤，S1步骤、基坑围护桩施工，在基坑开挖前确定点位，并在各基坑分区点位钻孔，将开挖深度多根监测标杆连接并埋入孔位中，同时监测标杆的杆体端部部分露出地表，杆体底部低于设计开挖基坑底部；S2步骤、监测机构套入监测标杆并与基坑地表持平，进一步启动监测机构，开始实时监测；...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢一正，许四法，徐晓兵，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：