本发明属于岩土工程监测，具体涉及一种基坑围护桩或边坡抗滑桩等的桩底滑动变形测量装置，同时，还涉及一种桩底滑动变形测量方法。
背景技术：
1、围护桩、抗滑桩监测是涉及基坑工程与边坡工程变形控制和稳定性的一个重要环节，是指对桩周岩土性状、支护结构变位和周围环境条件的变化，进行各种观察及分析工作，并将监测结果及时反馈，预测基坑或边坡的变形及稳定状态的发展，以此来指导设计与施工。具体对于基坑围护桩的监测，重点关注的是围护桩在基坑开挖过程中产生的向坑内的水平变形，一般采用两种方法进行，一是在桩内安装测斜管，采用活动式测斜仪在测斜管内滑行进行量测，这一方法一般假设桩的底部是固定不动的，将桩身的位移从底部逐段叠加，得到不同桩身处的水平变形；另一种方法是在桩顶上设置强制对中的观测标志，采用全站仪进行桩顶水平位移量测，这一方法只能得到桩顶的位移，并且容易受场地、施工等因素影响，测量精度也难以保证，在监控量测工作中一般是作为辅助手段来使用。
2、使用测斜仪进行的桩身变形监测，目前在工程应用中一个主要的问题是，由于基坑开挖卸荷，极易导致围护桩的底部也向坑内一侧发生滑动变形；对于边坡也同样如此，边坡沿滑面滑动变形时抗滑桩的底部也会发生位移。而测斜仪得到的桩身变形只是相对于桩端的相对变形，对于桩底的滑动变形却无能为力，而桩底滑动对于基坑或边坡的影响非常重要，控制桩底滑动是保障基坑与边坡稳定的关键因素。而忽略这一变量监控对现场的安全风险管理也极为不利，可能造成重大安全事故。
技术实现思路
1、针对当前围护桩、抗滑桩变形监测的局限性，本发明的目的在于提供了一种围护桩、抗滑桩的桩底滑动变形测量装置，该测量装置设置于桩的底部，与桩内钢筋笼焊接成为整体，通过角度变化与水平变形的换算关系来间接测量桩底滑动变形，可方便对桩底的滑动情况进行实时监测。
2、本发明的另一个目的在于提供了一种桩底滑动变形测量方法，可方便对围护桩、抗滑桩的桩底位移情况进行实时监测，该装置与测斜仪配合使用，可以更加全面、准确地了解桩的变形情况，并采取相应的应对措施，从而保证基坑稳定与施工安全。
3、为进一步实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
4、第一方面：一种桩底滑动变形测量装置，包括转轴，所述转轴内部具有空腔，其内部中间位置设置有角度传感器，所述角度传感器具有探针a和探针b，所述探针b与转轴的侧壁内表面固定，所述探针a的探头从转轴侧壁上开设的安装孔内露出转轴侧壁并固定；
5、所述转轴外侧中间位置设置有保护壳，所述保护壳内同心置入有齿轮，所述齿轮外圆周具有外齿，且所述齿轮与保护壳的圆心均具有圆孔，在所述齿轮具有的圆孔的内表面设置一圈条形线槽，所述线槽宽度与探针a的探头大小相适应；
6、将桩体结构钢筋笼的底部端面内主筋选择一根截断，截断长度与所述转轴长度一致，将所述转轴两端与截断主筋固定在一起，所述角度传感器用于测量齿轮相对转轴发生的角度变化，进而通过齿轮转动角度变化与齿轮的外齿的转动位移之间的几何关系来间接量测桩底滑动变形。
7、进一步地，当所述齿轮在外力作用下发生转动时，所述探针a的探头沿着齿轮中心圆孔内表面的条形线槽相对齿轮产生运动，其转动角度δθ采用角度传感器的探针a和探针b之间的电容变化δc来进行计算：
8、δθ＝μδc (1)
9、式中，μ为角度传感器的电容系数；
10、假设齿轮相对转轴的角度变化为δθ，则齿轮转动位移ω2为：
11、ω2＝δθ·r2 式(2)
12、其中：r2为齿轮的半径；ω2为齿轮转动的位移。
13、可选地，所述保护壳沿圆周具有开口，所述开口的深度超过齿轮外轮廓圆直径的3/4，通过所述开口将齿轮置入保护壳。
14、可选地，所述转轴上设置有螺纹，所述转轴在安装齿轮和保护壳后，从所述转轴的两端向中间旋扭紧固螺母，将保护壳固定在转轴的中间位置。
15、可选地，所述保护壳内部开口附近设置有钢刷。
16、可选地，所述角度传感器的两端连接有连接电缆，所述连接电缆通过转轴两端侧壁预留的小孔伸出。
17、第二方面：一种采用前述的桩底滑动变形测量装置的测量方法，包括以下步骤：
18、(1)现场围护桩施工时，待桩孔施工完成后，将桩体结构钢筋笼的底部端面内主筋选择一根截断，截断长度与测量装置的转轴长度一致；
19、(2)将测量装置的转轴与截断主筋焊接在一起，焊接位置应平整，尽量不影响钢筋受力；
20、(3)将测量装置的连接电缆沿钢筋笼长度方向与钢筋捆绑固定，在钢筋笼顶部保留一定长度的电缆用于后续连接监测仪器；
21、(4)测量装置随钢筋笼下入桩孔内，使测量装置的转轴的轴线方向垂直于基坑或边坡的变形方向，并保护连接电缆避免弄断；
22、(5)向孔内注入混凝土，施工完成后及时连接监测仪器以确保安装无误，及时保护桩头部位出露的连接电缆，设置标记标牌，避免施工破坏；
23、(6)待桩成型后，及时进行初始数据采集，并记录数据；
24、(7)监测过程中，按一定的监测频率进行桩底变形量测，获取桩底的变形量值变形方向，并配合测斜仪监测结果，对桩的整体变形特征进行分析。
25、与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
26、1、现有技术只能通过桩身水平位移与桩顶水平位移量测结果对桩体滑动进行定性的判断，本发明装置安装在被测桩的底部，可直接、准确获取桩底滑动的数据，且监测量程大，有利于基坑工程或边坡工程的安全风险管控。
27、2、本发明提供的测量方法，利用齿轮转动角度变化与转动距离之间的关系，可方便计算桩底滑动的位移，该方法原理简单，操作方便，向基坑内或外滑动的两种情况都可以考虑，即可以根据角度变化的正负值来判断，如可以设定向基坑内滑动形成的角度变化为正，则测试为负时表明桩底向基坑外滑动。因此，该方法可适用于不同类型的围护桩桩底变形测量。
1.一种桩底滑动变形测量装置，包括转轴，其特征在于，所述转轴内部具有空腔，其内部中间位置设置有角度传感器，所述角度传感器具有探针a和探针b，所述探针b与转轴的侧壁内表面固定，所述探针a的探头从转轴侧壁上开设的安装孔内露出转轴侧壁并固定；
2.根据权利要求1所述的桩底滑动变形测量装置，其特征在于，当所述齿轮在外力作用下发生转动时，所述探针a的探头沿着齿轮中心圆孔内表面的条形线槽相对齿轮产生运动，其转动角度δθ采用角度传感器的探针a和探针b之间的电容变化δc来进行计算：
3.根据权利要求1所述的桩底滑动变形测量装置，其特征在于，所述保护壳沿圆周具有开口，所述开口的深度超过齿轮外轮廓圆直径的3/4，通过所述开口将齿轮置入保护壳。
4.根据权利要求1所述的桩底滑动变形测量装置，其特征在于，所述转轴上设置有螺纹，所述转轴在安装齿轮和保护壳后，从所述转轴的两端向中间旋扭紧固螺母，将保护壳固定在转轴的中间位置。
5.根据权利要求1所述的桩底滑动变形测量装置，其特征在于，所述保护壳内部开口附近设置有钢刷。
6.根据权利要求1所述的桩底滑动变形测量装置，其特征在于，所述角度传感器的两端连接有连接电缆，所述连接电缆通过转轴两端侧壁预留的小孔伸出。
7.一种采用权利要求1-6任一所述的桩底滑动变形测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
