[发明专利]用于围护结构顶部的水平监测系统与方法

说明书

本发明提出用于围护结构顶部的水平监测系统与方法，包括设置于所述围护结构顶部的多个不同监测点的全站监测仪、可移动的便携式频率轴力计以及数值模拟引擎。所述围护结构包括多个垂直于基准面的支撑梁结构，所述支撑梁结构通过锚杆连接；基于所述全站监测仪检测到的所述监测点的水平位移量和垂直位移量，确定所述监测点的沉降位移。每次所述全站监测仪检测到所述监测点的水平位移量和垂直位移量之后，利用所述便携式频率轴力计监测所述锚杆连接位置的轴向支撑力；数值模拟引擎基于所述全站监测仪多次监测得到的多个水平位移量和垂直位移量以及所述便携式频率轴力计监测得到的所述钢索的多个轴向支撑力进行数值模拟计算。

技术领域

本发明属于土木施工监控技术领域，尤其涉及一种用于围护结构顶部的水平监测系统与方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，我国迅速成长为世界第二大经济体，发达的经济在满足人们物质需求的同时，也带来了诸多的矛盾，北上广等一线城市的基础设施建设如火如荼，在城市中最繁华的某一区域称为中央商务区(又称CBD)。CBD发达高楼林立寸土寸金是城市核心区域，在该地区地上结构饱和的时候，人们把目光投向地下，因此地下工程建设进入了蓬勃发展的时期。

地下商业街建设对土体产生扰动，进而危及近接建筑物，如何可靠地预测围护结构、土体、近接既有建筑物产生的变形，保证地下工程安全施工和周围管线、既有建筑物的安全稳定，已成为城市地下工程建设中必须解决的一项重要课题。

为方便人们的出行，许多建筑经常会建设在地铁附近，有的直接与地铁车站进行连通，且地铁车站附近的基坑工程一般具有开挖而积大、深度深、周围环境条件复杂等特点，新建基坑工程施工必然会对坑周的地层造成扰动，产生变形，并将变形传递至邻近的地铁车站结构，引起地铁结构的变形，当变形发展到一定程度就会影响既有地铁运营安全，更甚会影响地铁安全。

国外对基坑工程的研究开始相对较早。1976年Goldberg等以63个基坑实测数据为基础，研究了软黏土地层中以钢板桩为代表的基坑柔性围护结构侧移量、沉降分布形态与开挖深度之间的关系，研究结果表明在软黏土中地表最大沉降最高可以达到2.5％H(H为开挖深度，参见deep excavations and tunneling in soft ground)。

总体来说，高层建筑物深基坑施工过程中，由于基坑开挖、周边荷载增加、机械震动等因素而导致基坑变形，甚至坍塌。通过对其沉降与水平位移监测，可以有效的掌握基坑随着时间的沉降与水平位移变形规律，从而为基坑的施工与安全提供可靠的数据保证。

申请号为CN202010184906.9的中国发明专利申请提出一种紧邻地铁超高层超深基坑的基坑支护及其施工方法，地连墙与楼板之间采用预埋插筋连接，地连墙与筏板基础之间采用预埋插筋与锚筋同配合连接，并且由于是超高层，所以筏板的钢筋比较粗，不容易调直，所以采用接驳器将筏板钢筋与锚筋连接，便于现场施工。将地连墙作为地下室外墙，稳定性强，能够满足结构的牢固程度，省去了以往内支撑的拆除等工作，大大缩短了施工工期，节省了人力物力，并且在施工前还可以通过模拟确保结构稳定的可行性，保证安全性的基础上，实现了施工工期短，节省了人力物力，与目前的施工方法相比，具有突出的进步。

申请号为CN202010115079.8的中国发明专利申请提出一种超深覆盖层地连墙形成的工作井安全监测仪器安装方法，在预埋测斜管内注入清水，平衡部分外部超高泥水混合物的压力，避免预埋的测斜管不被挤压变形，保证其正常工作。通过在上层钢筋笼顶部安装定滑轮，可以快速敷设监测仪器的引出电缆，提高仪器电缆敷设施工效率。使用气泵+气缸作为动力驱动，远程控制土压力计主动顶出，与被测土体可靠接触，方便可靠。土压力计主动顶出过程通过手持式读数仪与排气检验水箱能相互验证，反映气泵打气过程，V型底座可清除下降过程中被测土体侧突出的土块。在超高密度的泥水混合物下，避免土压力计感应面被混凝土包裹而无效，保证其感应面可靠顶到被测土体，准确反映土体对工作井周围的压力。