一种基坑液压支护监测机构的制作方法

本发明涉及基坑支护技术科领域，尤其涉及一种基坑液压支护监测机构。

背景技术：

近年来随着电网建设的发展，输变电工程不断增多。而在杆塔基础施工的过程中，基坑支护是非常重要且十分常见的技术，能够确保工程有序推进，意义十分突出，关系到工程最后的耐久性和安全性。基坑支护结构有多种形式，基坑支护结构的作用是阻止基坑外的地下水和土流入基坑内。如图1所示，基坑支护结构多以支撑板插入基坑底部并抵紧基坑侧壁，然后通过沉入基坑底部的斜撑杆抵紧支撑板以支撑，这种支护结构需要保证支撑板稳定插入基坑底部以抵抗斜撑杆对支撑板支撑时附带的向上作用力，避免支撑板被顶起离开基坑底部，使得安装支护结构时支撑板需要插入较大深度，操作复杂，成本较高，且不能时实的进行压力监控。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种基坑液压支护监测机构，包括：两个支护座；两个支护座之间连接有十字型液压支护装置；

十字型液压支护装置设有四根可伸缩支撑杆；

四根可伸缩支撑杆中每两根设置在同一条直线上；

可伸缩支撑杆的一端与支护座的连接位转动连接；

可伸缩支撑杆的另一端连接支撑控制箱；

支撑控制箱内部设有微控制器、伸驱动模块以及压力报警显示模块；

可伸缩支撑杆上设有压力传感器；

微控制器通过伸驱动模块分别控制每个可伸缩支撑杆伸缩运行；

微控制器通过连接压力传感器获取基坑边坡侧压力，在获取的压力超阈值时，通过伸驱动模块控制可伸缩支撑杆增加支撑力，同时通过压力报警显示模块进行报警提示。

进一步需要说明的是，支撑控制箱内部还设有信号处理电路；

压力传感器通过信号处理电路连接微控制器；

信号处理电路包括：第一运放电路a1、第二运放电路a2、第三运放电路a3、第四运放电路a4、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、二极管d1以及二极管d2；

第一运放电路a1正极连接端连接压力传感器；第一运放电路a1负极连接端分别连接第一运放电路a1输出端和电阻r1第一端；电阻r1第二端分别连接电容c1第一端、电阻r3第一端、第二运放电路a2负极连接端；

第二运放电路a2正极连接端与电阻r2第一端连接；电阻r2第二端、二极管d1阳极、二极管d2阴极、电阻r12第二端、电阻r13第二端、电容c5第二端以及电容c6第二端分别接地；

电容c1第二端、电阻r3第二端、第二运放电路a2输出端以及电阻r4第一端共同连接；电阻r4第二端分别与二极管d1阴极、二极管d2阳极以及电阻r5第一端连接；电阻r5第二端分别与第三运放电路a3负极连接端、电容c2第一端以及电阻r7第一端；

电容c2第二端分别与电阻r8第二端、电阻r8滑动端、电阻r9第一端以及第三运放电路a3输出端连接；电阻r7第二端与电阻r8第一端连接；

电阻r9第二端分别与电阻r10第一端和电容c3第一端连接；

电阻r10第二端、电容c3第二端、电阻r12第一端、电阻r13第一端、电容c5第一端、电容c6第一端、电容c4第一端以及电阻r11第一端连接；

电容c4第二端和电阻r11第二端分别与第四运放电路a4正极连接端；

第四运放电路a4负极连接端分别与第四运放电路a4输出端以及信号处理电路输出端连接。

进一步需要说明的是，可伸缩支撑杆设有固定段和伸缩段；

固定段的第一端与支撑控制箱外壳固定连接；

固定段内部设有空腔，固定段的第二端设有空腔开口，伸缩段的第一端通过空腔开口伸入到固定段的空腔内部；

伸缩段的第二端与支护座的连接位转动连接。

进一步需要说明的是，固定段和伸缩段之间采用液压驱动，实现伸缩段在固定段的空腔内部伸缩；伸驱动模块采用液压驱动装置。

进一步需要说明的是，固定段的空腔内壁设置有内螺纹；

伸缩段的外表面设有外螺纹；伸缩段的外螺纹与空腔内壁的内螺纹通过螺纹配合；

伸驱动模块采用采用伺服电机驱动固定段旋转。

进一步需要说明的是，伸缩段的第二端设有阶台，阶台上设有第一通孔；

支护座的连接位设有连接板，连接板设有第二通孔；

第一通孔与第二通孔通过螺栓配合连接，或者通过铆钉配合连接。

进一步需要说明的是，支护座上设有两个连接位；两个连接位分别对应设置在支护座的两端。

进一步需要说明的是，支撑控制箱的箱体采用圆盘状；压力报警显示模块安装在支撑控制箱上端；

压力报警显示模块采用led灯显示通过蜂鸣器进行报警；

或者采用数字显示屏进行显示。

进一步需要说明的是，支撑控制箱内部还设有供电电池、供电电路、充电接口以及充电电路；

供电电池用于通过连接供电电路给机构内部电气元件供电；

供电电池依次通过充电电路和充电接口连接外电源进行充电。

进一步需要说明的是，支撑控制箱内部还设有无线通信模块；支撑控制箱体上设有控制按键；

微控制器通过连接无线通信模块与上位机通信；

微控制器通过与控制按键连接获取用户输入的控制指令。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的基坑液压支护监测机构当支护座受到基坑的侧向压力过载时，压力传感器就会感应，并通过导线将信号传递给压力报警显示模块，同时伸驱动模块控制支撑杆伸长对支护座进行作用，顶住支护座防止其倒塌，能有效防止坍塌事故的发生。

本发明提供的基坑液压支护监测机构支撑杆与支护座通过螺栓连接，且支护杆能够伸长压缩，便于施工及拆卸。

在进行基坑支护时，支撑点较为分散，对支护座的支撑效果好，且调节座通过支撑杆同时连接两个支护座，不与地面接触，其有效解决了现有支护结构均通过倾斜放置的支撑杆支撑于地面和支护座上，支撑效果差的问题。

本发明提供的基坑液压支护监测机构轻巧灵便，占用空间小，能有效提高基坑作业面积。

本发明提供的基坑液压支护监测机构相比水泥砖墙、挡土灌注桩支护，该装置能够实现循环使用，有利于缩短工期、节省材料，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术示意图；

图2为基坑液压支护监测机构示意图；

图3为基坑液压支护监测机构俯视图；

图4为十字型液压支护装置示意图；

图5为基坑液压支护监测机构实施例示意图；

图6为信号处理电路图。

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。

本发明提供一种基坑液压支护监测机构，如图2至5所示，包括：两个支护座1；两个支护座1之间连接有十字型液压支护装置3；

十字型液压支护装置3设有四根可伸缩支撑杆4；四根可伸缩支撑杆4中每两根设置在同一条直线上；可伸缩支撑杆4的一端与支护座1的连接位2转动连接；可伸缩支撑杆4的另一端连接支撑控制箱5；支撑控制箱5内部设有微控制器11、伸驱动模块12以及压力报警显示模块6；可伸缩支撑杆4上设有压力传感器13；微控制器11通过伸驱动模块12分别控制每个可伸缩支撑杆4伸缩运行；

微控制器11通过连接压力传感器13获取基坑边坡侧压力，在获取的压力超阈值时，通过伸驱动模块12控制可伸缩支撑杆4增加支撑力，同时通过压力报警显示模块6进行报警提示。

本发明针对目前基坑支护结构存在的问题，优选地利用液压原理，采用十字型液压操作箱与四个支撑杆相结合的方法，与两侧的支护座1相连接，不与地面接触，其有效解决了现有支护结构均通过倾斜放置的支撑杆支撑于地面，支撑效果差的问题。通过在支撑杆内安装压力传感器13及报警装置，实现对基坑边坡压力的实时监测，并实时加压，超过设定压力值时，报警器报警，从而有效降低基坑坍塌事故的发生。

本发明提供的基坑液压支护监测机构描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明提供基坑液压支护监测机构的附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微微控制器11装置中实现这些功能实体。

作为本发明提供的一种实施例，可伸缩支撑杆4设有固定段7和伸缩段8；固定段7的第一端与支撑控制箱5外壳固定连接；固定段7内部设有空腔，固定段7的第二端设有空腔开口，伸缩段8的第一端通过空腔开口伸入到固定段7的空腔内部；伸缩段8的第二端与支护座1的连接位2转动连接。

对于固定段7和伸缩段8之间的伸缩方式，本发明优选地可以采用液压驱动，实现伸缩段8在固定段7的空腔内部伸缩；伸驱动模块12采用液压驱动装置。

对于固定段7和伸缩段8之间的伸缩方式，本发明提供的另一种方式为固定段7的空腔内壁设置有内螺纹；伸缩段8的外表面设有外螺纹；伸缩段8的外螺纹与空腔内壁的内螺纹通过螺纹配合；伸驱动模块12采用采用伺服电机驱动固定段7旋转。

作为本发明提供的一种实施例，伸缩段8的第二端设有阶台，阶台上设有第一通孔；支护座1的连接位2设有连接板，连接板设有第二通孔；第一通孔与第二通孔通过螺栓配合连接，或者通过铆钉配合连接。支护座1上设有两个连接位2；两个连接位2分别对应设置在支护座1的两端。

应当理解，本发明提供的基坑液压支护监测机构在称某一元件或层在另一元件或层“上”，被“连接”或“耦合”至另一元件或层时，其可能直接在另一元件或层上，被直接连接或耦合至所述另一元件或层，也可能存在中间元件或层。相反，在称某一元件被“直接在”另一元件或层“上”，“直接连接”或“直接耦合”至另一元件或层时，则不存在中间元件或层。所有附图中类似的数字指示类似元件。如这里所用的，术语“和/或”包括相关所列项的一个或多个的任何和所有组合。

本发明提供的基坑液压支护监测机构会使用便于描述的空间相对性术语，例如“在…下”、“下方”、“下部”、“以上”、“上方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对性术语意在包括图中所示取向之外的使用或工作中的器件不同取向。例如，如果将图中的器件翻转过来，被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将会朝向其他元件或特征的“上方”。于是，示范性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。可以使器件采取其他取向(旋转90度或其他取向)，这里所用的空间相对术语作相应解释。

本发明提供的基坑液压支护监测机构所采用的术语仅做描述具体实施例的用途，并非意在限制本文件内的表述。如这里所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还要理解的是，当用于本说明书时，术语“包括”指所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。

进一步的讲，本发明提供的基坑液压支护监测机构涉及的施工及场地条件：适用于基坑范围较小，作业面比较窄，开挖深度为5m以内的输电线路工程基坑支护。其场地条件为地下水位较高，临近基坑周围无重要建筑物或地下管线，土层一般为软土、淤泥及淤泥质土。

本发明提供的基坑液压支护监测机构利用液压传动的原理对可伸缩支撑杆4进行伸缩长度调节，可伸缩支撑杆4呈十字型结构设置。通过设置的支撑控制箱5可实现多个支撑杆同时调节，且呈十字型设置，在进行支撑时，支撑点较为分散，对支护座1的支撑效果好，通过支撑杆同时连接两个支护座1，不与地面接触，其有效解决了现有支护结构均通过倾斜放置的支撑杆支撑于地面和支护座1上，支撑效果差的问题。

作为本发明提供的附图中，示例性，十字型液压支护装置3是四个支撑杆的连接部件，基于伸驱动模块12驱动运行，优选地以油液作为工作介质，通过油液内部的压力来传递动力。基本原理为液体内部压强处处相等。压强＝压力/受力面积，由此可知压强相等，受力面积越大压力越大，更能有效的抵抗基坑边坡侧压力。

四个支撑杆一端与支护座1连接，一端与支撑控制箱5连接，支撑杆具有伸缩性，可根据基坑的大小调节长度，交叉成十字型，连接于支护座1的上下两端，支撑点较为分散，对支护座1的支撑效果好。

作为本发明提供的一种实施例，如图6所示，支撑控制箱5内部还设有信号处理电路14；

压力传感器13通过信号处理电路14连接微控制器11；

信号处理电路14包括：第一运放电路a1、第二运放电路a2、第三运放电路a3、第四运放电路a4、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、二极管d1以及二极管d2；

第一运放电路a1正极连接端连接压力传感器13；第一运放电路a1负极连接端分别连接第一运放电路a1输出端和电阻r1第一端；电阻r1第二端分别连接电容c1第一端、电阻r3第一端、第二运放电路a2负极连接端；第二运放电路a2正极连接端与电阻r2第一端连接；电阻r2第二端、二极管d1阳极、二极管d2阴极、电阻r12第二端、电阻r13第二端、电容c5第二端以及电容c6第二端分别接地；电容c1第二端、电阻r3第二端、第二运放电路a2输出端以及电阻r4第一端共同连接；电阻r4第二端分别与二极管d1阴极、二极管d2阳极以及电阻r5第一端连接；电阻r5第二端分别与第三运放电路a3负极连接端、电容c2第一端以及电阻r7第一端；电容c2第二端分别与电阻r8第二端、电阻r8滑动端、电阻r9第一端以及第三运放电路a3输出端连接；电阻r7第二端与电阻r8第一端连接；电阻r9第二端分别与电阻r10第一端和电容c3第一端连接；电阻r10第二端、电容c3第二端、电阻r12第一端、电阻r13第一端、电容c5第一端、电容c6第一端、电容c4第一端以及电阻r11第一端连接；电容c4第二端和电阻r11第二端分别与第四运放电路a4正极连接端；第四运放电路a4负极连接端分别与第四运放电路a4输出端以及信号处理电路14输出端连接。

压力传感器13将采集的压力信号转换为电压信号v0，并将电压信号传输至信号处理电路14。信号处理电路14涉及信号放大单位和信号滤波单元，并将处理后的信号v1传输至微控制器11。微控制器11对压力数据进行处理。压力数据达到一定值时，可以通过增加可伸缩支撑杆4的支撑力顶住支护座1防止其倒塌，能有效防止坍塌事故的发生。如果压力数据超出支撑力则进行报警，提示施工人员及时作出处理，防止坍塌事故的发生。

微控制器11可以通过使用特定用途集成电路(asic，applicationspecificintegratedcircuit)、数字信号处理器(dsp，digitalsignalprocessing)、数字信号处理装置(dspd，digitalsignalprocessingdevice)、可编程逻辑装置(pld，programmablelogicdevice)、现场可编程门阵列(fpga，fieldprogrammablegatearray)、处理器、微控制器11、微微控制器11、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在微控制器11中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器中并且由微控制器11执行。

压力报警显示模块6可以包括液晶显示器(lcd，liquidcrystaldisplay)、薄膜晶体管lcd(tft-lcd，thinfilmtransistor-lcd)、有机发光二极管(oled，organiclight-emittingdiode)显示器、柔性显示器、三维(3d)显示器等等中的至少一种。

作为本发明提供的一种实施例，支撑控制箱5的箱体采用圆盘状；压力报警显示模块6安装在支撑控制箱5上端；压力报警显示模块6采用led灯显示通过蜂鸣器进行报警；或者采用数字显示屏进行显示。

支撑控制箱5内部还设有供电电池17、供电电路、充电接口以及充电电路；供电电池17用于通过连接供电电路给机构内部电气元件供电；供电电池17依次通过充电电路和充电接口连接外电源进行充电。

支撑控制箱5内部还设有无线通信模块15；支撑控制箱5体上设有控制按键16；微控制器11通过连接无线通信模块15与上位机通信；微控制器11通过与控制按键16连接获取用户输入的控制指令。

本发明提供的基坑液压支护监测机构可在支撑杆顶部设置压力监测传感器，监测基坑侧压力力，能有效的反应基坑支护的安全性。

.信号处理电路14大大提高了对基层边坡侧压力的监测精度。

基坑周围发生大的荷载变化(大型车辆经过)，超过支护结构承受能力时，能立即发出报警，避免坍塌事故的发生。

本发明提供的基坑液压支护监测机构是对基坑设计及实践工作的有效补充。在经过实践研究及有效分析基础上，针对传统的斜支撑，采用十字型钢管杆支撑，利用基坑两边的相互作用力，进行支护，牢固稳定，操作简单。

本发明提供的基坑液压支护监测机构利用液压传动的原理或其他方式，实现支撑杆的伸缩功能，可以使支撑装置适应不同尺寸的基坑，实现循环利用，从而节省材料，降低成本。

通过在支撑杆顶部设置压力传感器13，实现对基坑侧压力的实时监测，并与报警装置相连，当基坑侧压力过载时，及时发动报警，防止坍塌事故的发生。

本发明提供的基坑液压支护监测机构基于信号传递和信号处理，将过载的压力信号传输到微控制器11，进而启动伸驱动模块12，使支撑杆伸长，及时向支护钢板提供反向作用力，维持基坑边坡的稳定。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明提供的基坑液压支护监测机构各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。