[发明专利]一种基坑深层水平位移和竖向沉降的监测装置及方法

权利要求书

1.一种基坑深层水平位移和竖向沉降的监测装置，其特征在于：包括变形测量系统、测距系统、若干基准点和数据处理系统；

所述变形测量系统，包括预埋在基坑侧壁内的若干变形检测器，用于测量基坑侧壁土体不同深度处的水平挠曲变形；所述变形测量系统顶部设有倾角传感器；

所述测距系统，用于测量所述变形测量系统顶点与测距系统的距离、以及测距系统与基准点之间的距离；

所述基准点，设置在远离基坑侧壁一侧的地面上；

所述数据处理系统，用于接收所述变形测量系统和所述测距系统监测到的数据，并处理接收到的数据，将基坑深层水平位移和竖向沉降传递至用户终端。

2.根据权利要求1所述基坑深层水平位移和竖向沉降的监测装置，所述变形测量系统还包括测试管，所述测试管预埋在所测基坑侧壁的一侧，所述变形检测器包括若干设置在所述测试管内的电阻应变片，所述电阻应变片成对设置在测试管的同一高度位置，每对电阻应变片连线与基坑侧壁垂直设置；每对电阻应变片为一组，每组电阻应变片相隔一定距离设置在所述测试管内。

3.根据权利要求2所述基坑深层水平位移和竖向沉降的监测装置，所述测试管为一段一段接驳形成，每一段测试管内设置有测量单元；所述测试管顶端伸出地面，并设置有应变测量终端；

所述电阻应变片与测量单元通过导线连接，多个测量单元之间可以通过无线通信模块实现数据互传，将所有电阻应变片的测量数据传输到应变测量终端；

所述测试管在伸出地面的一端还设置有倾角传感器，所述倾角传感器与应变测量终端通过导线连接；

所述应变测量终端通过无线通信模块与所述数据处理系统通讯连接。

4.根据权利要求3所述基坑深层水平位移和竖向沉降的监测装置，所述测试管每一段长0.5m～2m；

竖直方向相邻电阻应变片的间隔为10cm～20cm；

所述测试管包括相互配合安装的半圆槽，所述半圆槽间通过卡扣密封连接；或者通过焊接、胶水粘合密封连接。

5.根据权利要求2所述基坑深层水平位移和竖向沉降的监测装置，所述测距系统包括设置在测试管顶端和基准点的反射镜、设置在地面上的支撑杆、设置在支撑杆上的若干激光测距仪、自动对准结构、以及无线通信模块；

所述自动对准结构用于连接所述激光测距仪与支撑杆；

所述自动对准结构可调节所述激光测距仪发出的激光与测试管顶部的反射镜垂直；或者调节一激光测距仪发出的激光与基准点上的反射镜垂直；所述激光测距仪通过所述无线通信模块与所述数据处理系统通讯连接。

6.根据权利要求5所述基坑深层水平位移和竖向沉降的监测装置，所述激光测距仪为三个，其中两个用于测量测试管顶部与对应激光测距仪的距离，其中一个用于测量基准点与对应激光测距仪之间的距离；

所述激光测距仪间隔设置在支撑杆上；所述支撑杆与测试管初始状态时所在的平面垂直于基坑侧壁；

所述基准点共三个，设置在与基坑侧壁的距离为基坑深度3倍～5倍的位置，且三个基准点不共线，基准点上设置有反射镜。

7.根据权利要求1至6任一项所述基坑深层水平位移和竖向沉降的监测装置，所述数据处理系统包括输入设备、数据储存器、输出设备、控制器；

所述输入设备，用于接收变形测量系统和测距系统监测到的数据；

所述数据储存器，用于储存接收到的数据；

所述控制器，处理分析接收到的数据，得到基坑深层水平位移和竖向沉降数据；

所述输出设备，将得到的基坑深层水平位移和竖向沉降数据输送给用户终端。

8.一种基坑深层水平位移和竖向沉降的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在基坑侧壁0.3m～0.50m处竖直向下预埋测试管，并且使得测试管的顶端伸出地面0.5m～1m；所述测试管内粘贴有若干电阻应变片，所述电阻应变片成对设置在测试管相同高度上，两电阻应变片的连线垂直于基坑侧壁；每对电阻应变片为一组，每组电阻应变片间隔设置在测试管内；

S2、在与基坑侧壁的距离为基坑深度1倍～1.5倍的位置设置支撑杆，在支撑杆上设置若干激光测距仪，包括两个第一激光测距仪和一个第二激光测距仪；并在测试管的顶端设置参照物，其中两个第一激光测距仪测量参照物与每一个第一激光测距仪之间的距离；测试管的顶端还设置有用于测量测试管偏移角度的倾角传感器；

S3、在远离基坑侧壁一侧距离为基坑深度3倍～5倍的位置设置多个基准点，所述基准点的位置不共线；第二激光测距仪测量第二激光测距仪与基准点之间的距离；

S4、监测装置安装完毕后，将各电阻应变片和倾角传感器的读数归零；

S5、电阻应变片、测距仪和倾角传感器将监测到的数据，通过无线通信模块传输至数据处理系统；

S6、数据处理系统处理和分析接收到的数据，并将数据处理结果发送至用户终端。