一种用于基坑变形倾斜的监测装置

技术领域

本发明涉及基坑变形监测技术领域，具体涉及一种用于基坑变形倾斜的监测装置。

背景技术

随着城市建设的飞速发展各种建筑拔地而起，人们在利用向上空间的同时也在发掘地下空间的利用价值，高层建筑的建设及地下空间的开拓都离不开基坑的开挖，建筑建设越高，地下空间开拓的越深对基坑围护的压力越大，基坑维护的重点便是基坑的沉降监测，沉降主要成因为泥受压增加，如加建建筑物，泥中水分流出，令泥体积减少，引致下陷，主要发生在污泥、粉粒、粘粒的泥层。另一原因为泥层中包含腐植质，当腐植质被分解，令泥体积减少，引致下陷。因土层结构和土面施力情况不同，不同部份的沉降皆不相同，引致不平均沉降。而常用的基坑监测为利用水准仪读取，或者安装GPS基坑监测网，利用水准仪读取需要消耗大量的人力物力和时间的同时还达不到实时监测的目的；而安装GPS基坑监测网需要在基坑周边安装大量昂贵的GPS接收机，同时还必须占用大量的施工场地，在影响现场施工的同时还往往受制于现场的对空条件，在建设工地附近有大量高层建筑或者高功率的发射塔高压线时GPS基坑监测网将无法使用。

发明内容

本发明提供一种用于基坑变形倾斜的监测装置，以解决现有的基坑监测装置在监测基坑的不均匀沉降时成本较高的问题。

本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置采用如下技术方案：

一种用于基坑变形倾斜的监测装置包括监测组件和两个计量部，监测组件包括两个固定轴、第一传动部、第二传动部、第三传动部，两个计量部分别位于第一传动部与第二传动部之间、第一传动部与第三传动部之间。两个固定轴的轴线沿前后方向延伸且等高固定在基坑的侧壁。第一传动部包括四个传动轮和环带；四个传动轮形成参考平行四边形，四个传动轮中其中相对的两个传动轮固定于固定轴。环带设置于四个传动轮的外侧。第二传动部和第三传动部分别设置于第一传动部的前后两侧，均包括四个转盘、传动带和相互平行的两个连接杆；每个转盘均与一个传动轮同轴且转动设置，每个连接杆的一端均连接一个转盘，且第二传动部的两个连接杆和第三传动部的两个连接杆铰接；每个传送带设置于四个转盘的外侧，且与四个转盘的外表面静摩擦配合。计量部包括计量线和计量柱；计量线具有固定在固定轴上的固定端和位于第一传动部、第二传动部和第三传动部以外的自由端，且具有与环带平行的计量段；计量柱沿前后方向延伸且处于环带和一个传动带之间，计量线穿过计量柱，以使该计量柱滚动时带动该计量线的计量段缠绕。

进一步地，计量部还包括用于安装计量柱的支架,支架可滑动地安装于连接杆上。

进一步地，支架上具有凸伸的两个限位柱，计量柱一端设置有卡线槽，限位柱位于卡线槽的下方，计量线从一个限位柱的下方绕过穿入卡线槽然后从另一个限位柱下方绕出。

进一步地，监测组件还包括两个安装轴，四个传动轮中的另外两个传动轮安装于安装轴。

进一步地，两个固定轴的前后两端以及一个安装轴的前后两端均设置有分别与两个计量部对应的绕线柱，绕线柱的周壁上设置有绕线槽，各计量部的计量线从安装在固定轴上的一个绕线柱的绕线槽依次绕过设置于安装轴的绕线柱的绕线槽和绕过设置于另一个固定轴的绕线柱的绕线槽。

进一步地，两个计量线的自由端处于同一侧，两个计量柱均处于靠近计量线的自由端的一侧。

进一步地，每个安装于固定轴后端的绕线柱的后端面设置有安装钉，固定轴通过安装钉安装于基坑的侧壁。

进一步地，监测组件为多个，多个监测组件沿水平方向依次排列，且每相邻的两个监测组件的两个传动轮共用一个固定轴。

进一步地，计量线依次绕过多个监测组件的绕线柱，计量线上具有刻度。

进一步地，多个传动轮形成的参考平行四边形为菱形。

本发明的有益效果是：本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置在监测基坑不均匀沉降时采用纯机械的方式，更能适应较复杂的工作环境，且成本低廉，能有效的对基坑沉降进行监测且能够重复回收利用。

本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置在监测基坑不均匀沉降时，将基坑竖向方向的变化通过第一传动部的环带、第二传动部和第三传动部中的传动带的相对变化表现出来，并作用在两个计量柱上，两个计量柱的变化通过两个计量线上的数值变化反映出来。

进一步地，以每个监测组件为例，通过观察两计量线上的数值，如果两计量线上的差值较大，例如同一位置处的第一计量线的数值大于第二计量线的数值，则表示第一计量柱发生了滚动，即第一传动带与环带的传动方向相反，即表示左侧的基坑下沉。如果同一位置处的第一计量线的数值小于第二计量线的数值，则表示第二计量柱发生了滚动，即第二传动带与环带的传动方向相反，即表示右侧的基坑下沉。

以多个相连的监测组件为例，计量线依次绕过多个监测组件的绕线柱。如果两个计量线的同一位置处的差值较小，但数值较大，则表示该位置左侧的一个或几个第一计量筒和第二计量筒发生了大范围的滚动，分别带动第一计量线和第二计量线大幅度缠绕，即表明安装多个监测组件的基坑发生了一次大幅度的下凹或上凸，或，基坑出现了多次下凹和上凸。如果两个计量线的同一位置处的差值较大时，且表明基坑整体发生了倾斜。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置的实施例的结构示意图；

图2为本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置的监测组件的结构示意图；

图3为本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置的监测组件俯视图；

图4为图3中A-A面的剖视图；

图5为本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置的监测组件一种形变状态的剖视图；

图6为本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置的监测组件的传动轮、第一转盘和第二转盘的结构爆炸图；

图7本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置的监测组件的固定轴、绕线柱和安装钉的结构示意图；

图8为本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置的监测组件的支架的结构示意图；

图9为本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置的计量柱的结构示意图。

图中：1、固定轴；2、传动轮；3、环带；4、第一传动带；5、第二传动带；6、第一计量线；7、第一计量柱；8、第二计量线；9、第二计量柱；10、第一转盘；11、第一连接杆；12、第二转盘；13、第二连接杆；14、支架；16、限位柱；17、卡线槽；20、安装轴；21、绕线柱；22、绕线槽；23、安装钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种用于基坑变形倾斜的监测装置的实施例，如图1至图9所示，一种用于基坑变形倾斜的监测装置包括监测组件和两个计量部，监测组件包括两个固定轴1、第一传动部、第二传动部、第三传动部，两个计量部分别位于第一传动部与第二传动部之间、第一传动部与第三传动部之间；两个固定轴1的轴线沿前后方向延伸且等高固定在基坑的侧壁。第一传动部包括四个传动轮2和环带3。四个传动轮2形成参考平行四边形，四个传动轮2中其中相对的两个传动轮2固定于固定轴1；环带3设置于四个传动轮2的外侧。

第二传动部和第三传动部分别设置于第一传动部的前后两侧，均包括四个转盘、传动带和相互平行的两个连接杆；每个转盘均与一个传动轮2同轴且转动设置，每个连接杆的一端均连接一个转盘，且第二传动部的两个连接杆和第三传动部的两个连接杆铰接；每个传送带设置于四个转盘的外侧，且与四个转盘的外表面静摩擦配合；第二传动部的四个转盘为第一转盘10，传动带为第一传动带4，两个连接杆为第一连接杆11。第三传动部的四个转盘为第二转盘12，传动带为第二传动带5，两个连接杆为第二连接杆13。

计量部包括计量线和计量柱；计量线具有固定在固定轴1上的固定端和位于第一传动部、第二传动部和第三传动部以外的自由端，且具有与环带3平行的计量段。计量柱沿前后方向延伸且处于环带3和一个传动带之间，计量线穿过计量柱，以使该计量柱滚动时带动该计量线的计量段缠绕，进一步地，处于环带3和第一传动带4之间的计量柱为第一计量柱7，穿过第一计量柱7的计量线为第一计量线6，处于环带3和第二传动带5之间的计量柱为第二计量柱9，穿过第二计量柱9的计量线为第二计量线8。

在本实施例中，计量部还包括用于安装计量柱的支架14，支架14可滑动地安装于连接杆上。

在本实施例中，支架14上具有凸伸的两个限位柱16，计量柱一端设置有卡线槽17，卡线槽17由两个凸块形成，限位柱16位于卡线槽17的下方，计量线从一个限位柱16的下方绕过穿入卡线槽17然后从另一个限位柱16下方绕出。

在本实施例中，监测组件还包括两个安装轴20，四个传动轮2中的另外两个传动轮2固定套装于安装轴20。

在本实施例中，两个固定轴1的前后两端以及一个安装轴20的前后两端均设置有分别与两个计量部对应的绕线柱21，绕线柱21的周壁上设置有绕线槽22，防止计量线脱离绕线柱21，各计量部的计量线从安装在固定轴1上的一个绕线柱21的绕线槽22依次绕过设置于安装轴20的绕线柱21的绕线槽22和绕过设置于另一个固定轴1的绕线柱21的绕线槽22。

在本实施例中，两个计量线的自由端均处于监测组件的右侧，两个计量柱均处于右侧的固定轴1和上侧的安装轴20之间，即，相应的两个支架14可滑动地安装于第二连接杆13上。

在本实施例中，每个安装于固定轴1后端的绕线柱21的后端面设置有安装钉23，固定轴1通过安装钉23安装于基坑的侧壁。

在本实施例中，监测组件为多个，多个监测组件沿水平方向依次排列，且每相邻的两个监测组件的两个传动轮2共用一个固定轴1。

在本实施例中，计量线依次绕过多个监测组件的绕线柱21，计量线上具有刻度值。

在本实施例中，多个传动轮2形成的参考平行四边形为菱形，一个第一连接杆11的两端分别连接左侧的第一转盘10和上侧的第一转盘10，另一个第一连接杆11的两端分别连接右侧的第一转盘10和下侧的第二转盘10。一个第二连接杆13的两端分别连接左侧的第二转盘12和下侧的第二转盘12，另一个第二连接杆的两端分别连接右侧的第二转盘12和上侧的第二转盘12。

使用时，以每个监测组件为例，将监测组件的两个固定轴1依次通过安装钉23固定在基坑侧壁的同一高度处。当基坑不均匀沉降时，相应位置的监测组件的左右两个固定轴1产生高度差。

以右侧的基坑下沉时为例，该位置的固定轴1沿竖向方向下移，低于该监测组件的左侧的固定轴1，处于一个监测组件的四个传动轮2的位置随之发生相对变化，即处于右侧的传动轮2低于左侧的传动轮2，具有右传动轮2绕左传动轮2顺时针公转的第一分解动作和向右拉伸使第二传动部和第三传动部变形的第二分解动作，第一分解动作促使处于四个传动轮2外侧的环带3相对于四个连接杆沿顺时针方向传动，可参考行星齿轮的动作过程。

四个传动轮2的位置发生相对变化时第二传动部和第三传动部均发生相应形变，第二分解动作使得的左右两对角处的角度变小，上下两对角处的角度变大，左右两侧的一组对角角度变小时，两个第一连接杆11向左右两个对角的对角线靠近，因此左侧的第一转盘10绕左侧的固定轴1顺时针转动，右侧的第一转盘10绕右侧的固定轴1顺时针转动，使得第一传动带4顺时针传动；同时，两个第二连接杆13向左右两个对角的对角线靠近，因此左侧的第二转盘12绕左侧的固定轴1逆时针转动，右侧的第二转盘12绕右侧固定轴1逆时针转动，使得第二传动带5逆时针传动。

所以第一传动带4与环带3的传动方向相同，均为顺时针传动，第一计量柱7沿相应的第二连接杆13向靠近右侧的固定轴1的一侧移动，同时伴随着小幅转动。第二传动带5与环带3传动方向相反，进而共同带动处于第二传动带5和环带3之间的第二计量柱9滚动，将第二计量线8缠绕在形成卡线槽17的两个凸块表面。

反之，左侧的基坑下沉，该位置的固定轴1沿竖向方向下移，低于该监测组件的右侧的固定轴1，处于一个监测组件的四个传动轮2的位置随之发生相对变化，即处于左侧的传动轮2低于右侧的传动轮2，具有左传动轮2绕右传动轮2逆时针公转的第一分解动作和向左拉伸使第二传动部和第三传动部变形的第二分解动作，第一分解动作促使处于四个传动轮2外侧的环带3相对于四个连接杆逆时针方向传动，可参考行星齿轮的动作过程。

四个传动轮2的位置发生相对变化时第二传动部和第三传动部均发生相应形变，第二分解动作使得的左右两对角处的角度变小，上下两对角处的角度变大，左右两侧的一组对角角度变小时，两个第一连接杆11向左右两个对角的对角线靠近，因此左侧的第一转盘10绕左侧的固定轴1顺时针转动，右侧的第一转盘10绕右侧的固定轴1顺时针转动，使得第一传动带4顺时针传动；同时，两个第二连接杆13向左右两个对角的对角线靠近，因此左侧的第二转盘12绕左侧的固定轴1逆时针转动，右侧的第二转盘12绕右侧固定轴1逆时针转动，使得第二传动带5逆时针传动。

所以第一传动带4与环带3的传动方向相反，共同带动处于第一传动带4和环带3之间的第一计量柱7滚动，将第一计量线6缠绕在形成卡线槽17的两个凸块表面。第二传动带5与环带3传动方向相同，均为逆时针传动，第二计量柱9在第二传动带5与环带3的带动下沿相应的第二连接杆13向远离右侧的固定轴1的一侧移动，同时伴随着小幅转动。

最后，观察两计量线上的数值，如果两计量线上的差值较大，例如同一位置处的第一计量线6的数值大于第二计量线8的数值，则表示第一计量柱7发生了滚动，即第一传动带4与环带3的传动方向相反，即表示左侧的基坑下沉。如果同一位置处的第一计量线6的数值小于第二计量线8的数值，则表示第二计量柱9发生了滚动，即第二传动带5与环带3的传动方向相反，即表示右侧的基坑下沉。

以多个相连的监测组件为例，将多个监测组件的固定轴1依次通过安装钉23固定在基坑侧壁的同一高度处，计量线依次绕过多个监测组件的绕线柱21。如果两个计量线的同一位置处的差值较小，但数值较大，则表示该位置左侧的一个或几个第一计量筒和第二计量筒发生了大范围的滚动，分别带动第一计量线6和第二计量线8大幅度缠绕，即表明安装多个监测组件的基坑发生了一次大幅度的下凹或上凸，或，基坑出现了多次下凹和上凸。如果两个计量线的同一位置处的差值较大时，且表明基坑整体发生了倾斜。其中的下凹和上凸是针对两固定轴的相对位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。