[发明专利]土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及土建施工测量技术领域，尤其涉及一种土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置。

背景技术

深基坑工程是指开挖深度超过5m(含5m)或地下室三层以上(含三层)，或深度虽未超过5m(含5m)，但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程。它是一项关系到社会公共安全、建筑工程质量安全以及和谐社会建设的系统工程，是城市建设领域的头号安全监控节点。随着城市建设步伐的日益加快，城市建设中高层及超高层建筑的大量涌现，城市中的深基坑工程工程数量越来越多，规模越来越大，技术复杂度越来越高，工期也越来越紧，工程将会越来越多，基坑深度会越来越深，从最初的5～7m发展到目前最深已达20m多，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节。但目前广泛应用的深基坑变形监测方法自动化程度低、劳动强度高，难以实现实时监控，深层水平位移和竖直沉降的监测方法不同，进一步降低了监测效率，增加了监测成本。对于深层水平位移，目前主要是利用测斜管和测斜仪进行人工测量、读数再进行上报，数据滞后明显；若采用沿测斜管分布多个测斜仪虽能实现自动测量，但意味着监测费用的数倍增长。对于深层竖直位移，目前主要是利用全站仪和水平仪进行测量，同样面临着人工测量的数据滞后或者监测费用的增长的问题。

发明内容

本发明的目的在于：为解决上述问题，本发明针对现有技术的不足，提供了一种土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置，监测传感器布设在深基坑工地上，进行数据的自动实时采集并传到现场监测工况机，通过GPRS网络将数据同步发送到远程数据库中进行存贮，为深基坑施工提供实时、客观、稳定的基础监测数据。

技术方案：为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置，包括前端控制节点层、控制器层、远程控制端层的3个层次，

所述前端控制节点层由多个结构相同的节点控制机构Ⅰ、节点控制机构Ⅱ、节点控制机构Ⅲ、节点控制机构N组成、且每一个节点控制机构的输入端连接有一个一体化测头，其中，所述节点控制机构Ⅰ连接一体化测头Ⅰ，所述节点控制机构Ⅱ连接一体化测头Ⅱ，所述节点控制机构Ⅲ连接一体化测头Ⅲ，所述节点控制机构N连接一体化测头N；

所述控制器层包含有多个结构均相同的主控制器Ⅰ、主控制器Ⅱ、主控制器Ⅲ、主控制器N、且每一个主控制器通过电力线与一个节点控制机构相连接并进行载波通信，其中，所述主控制器Ⅰ连接节点控制机构Ⅰ，所述主控制器Ⅱ连接节点控制机构Ⅱ，所述主控制器Ⅲ连接节点控制机构Ⅲ，所述主控制器N连接节点控制机构N，所述主控制器Ⅰ、主控制器Ⅱ、主控制器Ⅲ、主控制器N通过GPRS与互联网连接；

所述远程控制端层包含有监控中心、互联网，所述监控中心包括管理者、监控中心PC主机、打印机、网关，所述监控中心PC主机采用计算机、其计算机中安装控制软件和数据库，所述监控中心通过网关与互联网连接，所述监控中心PC主机分别与管理者、打印机、网关连接。

所述主控制器包括数据采集与控制模块、电机控制模块，主要有两个功能，一是通过电力线与各个前端节点的一体化测头进行数据传输，控制各个一体化测头进行数据采集，二是通过网络链路GPRS接口与监控中心的监控中心PC主机建立网络无线连接,实现数据的通信,便于远程管理和控制。其中数据采集与控制模块发指令给电机控制模块，使其完成自动或手动启动，电机控制模块控制拖动电机按测点位置提升、下降以及关、停，并且控制正反转换向电机进行测量换向，同时，数据采集与控制模块完成沉降和倾斜的数据采集监测；

作为主控制器核心器件的主控STM32F4微控制器分别与存储器、信号调理模块、网络链路GPRS接口、旋转编码器、时钟/复位电路、电机控制STM32F4微控制器、电源模块连接，所述信号调理模块与传感器接口连接，所述电机控制STM32F4微控制器分别与换向电机位置开关、拖动电机位置开关、控制按钮组件、电机阻容模块、中间继电器连接，所述中间继电器分别与正反转换向电机、拖动电机连接。

所述主控STM32F4微控制器选用Cortex-M4内核的微控制器STM32F429芯片，所述电机控制STM32F4微控制器选用Cortex-M4内核的微控制器STM32F429芯片，所述网络链路GPRS接口采用的是华为GTM900C模块，所述中间继电器选用固态继电器，目的是实现弱电信号控制强电信号的功能，使得小功率信号能驱动大功率设备，所述传感器接口分别与一体化测头的倾斜传感器、涡流式沉降传感器连接。