本发明属于边坡、基坑工程水平位移监测领域，具体为一种支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置及方法。
背景技术：
我国城市化建设的高速发展面临着许多严峻的挑战：土地资源紧张、绿地面积减少、城市人口爆增、交通堵塞、能源消耗增大、环境污染、房价上涨等问题，这些都使得大力开发利用地下空间资源、拓展人类活动空间越来越迫切。因此，基坑工程的开挖深度越来越深、规模越来越大，技术难度也随之不断升高。
由于地下土体性质、开挖顺序、施工环境的复杂性，仅仅依据地质勘察资料来确定基坑施工方案，往往存在很多不确定性因素，同时如何对在施工过程中引发的土体力学性能、基坑周边土体变形进行不同位置实时监测，已成了工程建设必不可少的重要环节，及时根据监测结果，发现可能发生危险的先兆，判断工程的安全性，防止工程破坏事故的发生。
目前深层位移自动化监测通常采用串联式固定测斜仪放置在埋设好的测斜管内，且假设孔底不动，以孔底为起算基准，通过测得每一处的水平位移量，求出位移曲线，便可知道每一位置处的水平位移量。但随着对岩土工程的认识逐渐深入，我们发现支护桩底部并不是不动的，地质条件差的基坑，坑底踢脚现象明显，这样测得的深层水平位移就只是相对于基底的变化量，而不是支护桩的实际变化量。支护桩顶水平位移自动化监测可采用全站仪测得支护桩顶埋设“i”型不锈钢标志点的坐标，通过计算得出支护桩顶水平位移的绝对变化量。目前市面上现有技术方案支护桩顶水平位移与深层位移自动化监测都是分开独立监测，没有一款设备能兼顾支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动的监测，无法很好地对监测对象进行准确有效地形变分析。
技术实现要素：
本发明是为了克服现有基坑深层水平位移监测过程中存在的不足之处，提出一种支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置及方法，以期能实现以支护桩顶的水平位移为基准计算深层水平位移，从而得到支护桩的实际变化量。
本发明为解决以上技术问题采用如下技术方案：
一种支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置，其特征在于，包括测斜管、串联式固定测斜仪、测斜管保护盖、智能数据采集箱、“i”型不锈钢标志点、全站仪、信号塔及pc终端。所述测斜管为pvc高精度测斜管，所述测斜管内设有串联式固定测斜仪，所述测斜管的上方设有测斜管保护盖，所述串联式固定测斜仪的电缆线穿过测斜管保护盖与智能数据采集箱相连，所述智能数据采集箱及全站仪通过信号塔将所采集的数据通过4g无线传输至pc终端。
进一步的，所述测斜管保护盖是由一块正方形的钢板及一个与测斜管直径相匹配的不锈钢圆环焊接而成，所述钢板中央预留串联式固定测斜仪电缆线孔洞，将测斜管保护盖卡在测斜管的上方，用于防止泥沙进入测斜管内损坏测斜仪；
进一步的，所述“i”型不锈钢标志点位于测斜管保护盖的上方作为支护桩顶的水平位移监测点，且设有与全站仪配套的棱镜；
进一步的，所述串联式固定测斜仪是由多个固定测斜仪串联而成；
进一步的，所述智能数据采集箱内部设有数据采集装置及数据传输装置，数据采集装置用于接收串联式固定测斜仪传输的数据，数据传输装置用于把所采集的数据传输至pc终端；
进一步的，所述全站仪用于测量“i”型不锈钢标志点的水平位移，并将所测得的数据传输至pc终端；
进一步的，所述pc终端上装有数据处理软件，整合所述智能数据采集箱及全站仪所传输的数据，实时观察支护桩变形情况。
一种支护桩顶水平位移与深层位移自动监测方法，包括以下步骤：
步骤1：在支护桩内预埋测斜管，测斜管的上方与冠梁顶面齐平，将串联式固定测斜仪放入测斜管中，并将串联式固定测斜仪的电缆线穿过测斜管保护盖的中央孔洞，将测斜管保护盖上的钢板四角用膨胀螺丝固定在冠梁上，所有接口位置涂抹适量密封胶进行密封，将串联式固定测斜仪的电缆线连接至智能数据采集箱的数据采集装置；
步骤2：通过电缆线将串联式固定测斜仪的实时数据信号传输至智能数据采集箱的数据采集装置，智能数据采集箱的数据传输装置，通过4g无线传输至pc终端，与此同时全站仪也将测得的“i”型不锈钢标志点的水平位移实时传送至pc终端；
步骤3：pc终端上的特定软件将两组数据进行处理，并将处理过的实时监测的数据以曲线图方式呈现在软件中，实时观察支护桩的变形趋势，该装置测得的深层水平位移是以“i”型不锈钢标志点为基准的，故得到的是支护桩的绝对变形量。
与现有技术相比，支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置及方法，达到了如下效果：本发明在传统的测斜管上设测斜管保护盖，可有效的阻隔用于泥沙进入测斜管内损坏测斜仪，可重复利用，节省原材料。与此同时，测斜管保护盖上方设有固定的“i”型不锈钢标志点，将传统的测斜仪以支护桩底部为基准测量深层位移，改为以测斜管上方的方便测量水平位移的“i”型不锈钢标志点为基准，并将所测得的数据实时传输至pc终端，pc终端软件将所测得的深层位移通过支护桩顶的水平位移进行校正，可测出支护桩的实时变形量，更加精细的掌握基坑变形情况。
附图说明
图1为本发明一种支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置的结构示意图；
图2为本发明一种支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置的局部放大图；
图3为本发明一种支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置的俯视图。
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，都属于本发明的保护的范围
实施例1
一种支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置，其特征在于，包括测斜管1、串联式固定测斜仪4、电缆线5、测斜管保护盖2、智能数据采集箱6、“i”型不锈钢标志点3、全站仪9、信号塔7以及pc终端8。所述测斜管1为pvc高精度测斜管，所述测斜管1内设有串联式固定测斜仪4，所述测斜管1的上方设有测斜管保护盖2，所述串联式固定测斜仪4的电缆线5穿过测斜管保护盖2与智能数据采集箱6相连，所述智能数据采集箱6及全站仪9通过信号塔7将所采集的数据通过4g无线传输至pc终端8。
所述测斜管保护盖2是由一块5mm厚边长为12cm正方形的钢板21及一个与测斜管直径相匹配的直径为70mm不锈钢圆环22焊接而成，所述钢板中央预留串联式固定测斜仪4的电缆线5孔洞23，将测斜管保护盖2卡在测斜管1的上方，用于防止泥沙进入测斜管内损坏测斜仪；所述“i”型不锈钢标志点3位于测斜管保护盖2的上方作为支护桩顶的水平位移监测点，且设有与全站仪配套的棱镜；所述串联式固定测斜仪4是由多个固定测斜仪串联而成；所述智能数据采集箱6内部设有数据采集装置及数据传输装置，数据采集装置用于接收串联式固定测斜仪4传输的数据，数据传输装置用于把所采集的数据传输至pc终端8；所述全站仪9用于测量“i”型不锈钢标志点3的水平位移，并通过4g无线传输将所测得的数据传输至pc终端8；所述pc终端8上装有数据处理软件，整合所述智能数据采集箱及全站仪所传输的数据，实时观察支护桩变形情况。
一种支护桩顶水平位移与深层位移自动监测方法，包括以下步骤：
步骤1：在支护桩内预埋测斜管1，测斜管1的上方与冠梁顶面齐平，将串联式固定测斜仪4放入测斜管1中，并将串联式固定测斜仪4的电缆线5穿过测斜管保护盖2中央孔洞23，将测斜管保护盖2上的钢板四角用膨胀螺丝24固定在冠梁上，所有接口位置涂抹适量密封胶进行密封，将串联式固定测斜仪4的电缆线5连接至智能数据采集箱6的数据采集装置；
步骤2：通过电缆线5将串联式固定测斜仪4的实时数据信号传输至智能数据采集箱6的数据采集装置，智能数据采集箱6的数据传输装置，通过4g无线传输至pc终端8，与此同时全站仪9也将测得的“i”型不锈钢标志点3的水平位移实时传送至pc终端8；
步骤3：pc终端上8的特定软件将两组数据进行处理，并将处理过的实时监测的数据以曲线图方式呈现在软件中，实时观察支护桩的变形趋势，该装置测得的深层水平位移是以“i”型不锈钢标志点3为基准的，故得到的是支护桩的绝对变形量。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明权利要求的保护范围。
1.一种支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置，其特征在于，包括测斜管、串联式固定测斜仪、测斜管保护盖、智能数据采集箱、“i”型不锈钢标志点、全站仪、信号塔及pc终端，所述测斜管为pvc高精度测斜管，所述测斜管内设有串联式固定测斜仪，所述测斜管的上方设有测斜管保护盖，所述串联式固定测斜仪的电缆线穿过测斜管保护盖与智能数据采集箱相连，所述智能数据采集箱及全站仪通过信号塔将所采集的数据通过4g无线传输至pc终端。
2.根据权利要求1所述的支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置，其特征在于，所述测斜管保护盖是由一块正方形的钢板及一个与测斜管直径相匹配的不锈钢圆环焊接而成，所述钢板中央预留串联式固定测斜仪电缆线孔洞，将测斜管保护盖卡在测斜管的上方，用于防止泥沙进入测斜管内损坏测斜仪。
3.根据权利要求1所述的支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置，其特征在于，所述“i”型不锈钢标志点位于测斜管保护盖的上方作为支护桩顶的水平位移监测点，且设有与全站仪配套的棱镜。
4.根据权利要求1所述的支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置，其特征在于，所述串联式固定测斜仪是由多个固定测斜仪串联而成。
5.根据权利要求1所述的支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置，其特征在于，所述智能数据采集箱内部设有数据采集装置及数据传输装置，数据采集装置用于接收串联式固定测斜仪传输的数据，数据传输装置用于把所采集的数据传输至pc终端。
6.根据权利要求1所述的支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置，其特征在于，所述全站仪用于测量“i”型不锈钢标志点的水平位移，并将所测得的数据传输至pc终端。
7.根据权利要求1所述的支护桩顶水平位移与深层位移一体化自动监测装置，其特征在于，所述pc终端上装有数据处理软件，整合所述智能数据采集箱及全站仪所传输的数据，实时观察支护桩变形情况。
8.一种支护桩顶水平位移与深层位移自动监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在支护桩内预埋测斜管，测斜管的上方与冠梁顶面齐平，将串联式固定测斜仪放入测斜管中，并将串联式固定测斜仪的电缆线穿过测斜管保护盖的中央孔洞，将测斜管保护盖上的钢板四角用膨胀螺丝固定在冠梁上，所有接口位置涂抹适量密封胶进行密封，将串联式固定测斜仪的电缆线连接至智能数据采集箱的数据采集装置；
步骤2：通过电缆线将串联式固定测斜仪的实时数据信号传输至智能数据采集箱的数据采集装置，智能数据采集箱的数据传输装置，通过4g无线传输至pc终端，与此同时全站仪也将测得的“i”型不锈钢标志点的水平位移实时传送至pc终端；
步骤3：pc终端上的特定软件将两组数据进行处理，并将处理过的实时监测的数据以曲线图方式呈现在软件中，实时观察支护桩的变形趋势，该装置测得的深层水平位移是以“i”型不锈钢标志点为基准的，故得到的是支护桩的绝对变形量。
技术总结