[发明专利]一种深基坑开挖对地铁竖向变形影响监测装置及方法

权利要求书

1.一种深基坑开挖对地铁竖向变形影响监测装置，其特征在于：包括监测杆件（1）、观测棱镜（2）、防倾同心支架（3）、防护套筒（4）、填充砂（5）、混凝土基座（6），所述监测杆件（1）的一端设有向外突出的螺纹端头（1-1），另一端设有向内凹陷的空心头端（1-2），监测杆件（1）之间经相连杆件的螺纹端头（1-1）与空心头端（1-2）相连，连接后的监测杆件（1）顶部与观测棱镜（2）相连，其底部与混凝土基座（6）相连，连接后的监测杆件（1）外部设有防护套筒（4），所述监测杆件（1）经防倾同心支架（3）与防护套筒（4）支撑相连，所述监测杆件（1）与防护套筒（4）之间填充有填充砂（5）。

2.根据权利要求1所述的一种深基坑开挖对地铁竖向变形影响监测装置，其特征在于：所述空心头端（1-2）长度大于螺纹端头（1-1）长度。

3.根据权利要求1所述的一种深基坑开挖对地铁竖向变形影响监测装置，其特征在于：所述观测棱镜（2）上部为棱镜端（2-1），底部设有螺纹连接端（2-2），所述观测棱镜（2）与监测杆件（1）顶部的空心头端（1-2）经螺纹连接端（2-2）相连。

4.根据权利要求1所述的一种深基坑开挖对地铁竖向变形影响监测装置，其特征在于：所述监测杆件（1）外部的防倾同心支架（3）每隔0.5-2m设置一个。

5.一种近地铁深基坑开挖对地铁竖向变形影响监测方法，其特征在于：所述方法为施工支护桩，安装监测装置，每个基坑设置2-4个监测断面，每个断面布置3-5个测点；对应在地铁隧道内，按照基坑平面位置延伸范围内在相应监测断面的延长线与隧道交界处设置监测点，在基坑平面位置延伸范围外，各布置至少一个测点，各监测点水平间距为10m~30m，且偏向隧道一侧布置；地面以上和隧道内分别设置至少3个基准点，1个工作基点，地面上基坑外观测点依靠基准点直接观测，基坑内测点为在基坑边建立观测工作基点，采用三角高程测量仪监测坑内测点的高程变化，隧道内的各测点的高程变化是基于隧道内远离基坑设置的基准点测量各测点的高程变化；基坑开挖前，每个测点测地面杆件观测棱镜高程的初始值H_ij1其中：i是测点编号；j：所在测点杆件编号；1是i测点j杆件的第一次高程值，以及基坑外、隧道内各测点的高程初始值；每一层土体开挖过程中，按照一定频率监测各测点的高程变化；当每层土开挖完毕，在开挖下一层土之前，采集本层土监测杆件棱镜的高程，采集完毕拆下此段监测装置，并将棱镜安装到下一级杆件，采集高程，作为下一层土开挖前的高程初始值；每层土的开挖，采集初始高程值、多个过程高程值和末次高程值，上一层土的末次高程值与下一层土高程初始值之间高程差别杆件有效长度与棱镜尺寸之和（L_i+A3）；通过数据得到各测点的累计变形值ΔHi、变形速率即累计变形值与累计天数的比值，以及阶段变形值ΔHij和变形速率即阶段变形值与阶段天数的比值。

6.根据权利要求5所述的一种近地铁深基坑开挖对地铁竖向变形影响监测方法，其特征在于：所述地面以上的基准点为距基坑临空面不小于2倍坑深，且不易受外界环境影响、稳定可靠的高程控制点。

7.根据权利要求5所述的一种近地铁深基坑开挖对地铁竖向变形影响监测方法，其特征在于：所述安装监测装置方法为，开挖前在目标测点钻孔到设计基坑深度以下1-2m深度，放置防护套筒，往套筒内灌注少量混凝土砂浆形成基座，在初凝前将组装好的杆件插入到基座内，插入过程中采用同心防倾支架确保杆件与套筒同心；往套筒内均匀灌注定量的粉细砂等填充砂，并每隔0.5-2m设置一个防倾同心支架，直到填充到防护套筒地面以上端口处，将观测棱镜拧到端口螺纹孔，在紧邻监测点布置醒目小红旗，以便开挖过程中扰动测点，随着开挖的进行，每开挖一层土体，可撤掉一段防护套筒和一段监测杆件。

8.根据权利要求5所述的一种近地铁深基坑开挖对地铁竖向变形影响监测方法，其特征在于：所述按照一定频率监测各测点的高程变化中的频率为3次/天~1次/2天。