CN103266589B - 土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置，它包括导向管（1）和多个沉降板（2），每个沉降板（2）上设有承托支板（3），每块承托支板（3）上设有导向孔（4），导向孔（4）内滑配合有插销（5），插销（5）长度小于导向孔（4）的深度；导向管（1）外壁固定有一个气囊（6），气囊（6）上固定有多层顶推杆（8），多层顶推杆（8）与多块承托支板（3）一一等高，外套筒（9）上设有多个过孔（11），每层的每根顶推杆（8）的外端穿过外套筒（9）的过孔（11）插入同高度的承托支板（3）的一个导向孔（4）的内端。该安装装置将沉降板（2）安装到测量孔孔壁的过程精确、方便、可靠。

Description

土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置

技术领域

本发明涉及土体沉降测量领域，具体讲是一种土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置。

背景技术

在土体特别是软土体中作业如沉桩、挖基坑时，往往容易使得作业区周围的土体产生沉降。而土体沉降时，不同深度的土体沉降的位移是不同的，即土体是分层沉降的。出于工程安全监测的考量，要监测不同深度的土体，就要对土体进行分层沉降监测。

土体分层沉降监测设备包括多个水平的沉降板、一根导向管和一个探头，每个沉降板均设有一个中心孔，探头与一根卷尺固定，探头与报警装置（如灯泡）连接，人们在测量的土体中挖一个测量孔，多个沉降板固定在不同层高的孔壁上，导向管竖直插入测量孔且导向管贯穿全部沉降板的中心孔，探头位于导向管内且能沿导向管上下运动。测量过程为：将探头从导向管顶端沿着导向管缓慢下垂，探头下降过程中，会依次穿过不同层高的沉降板，当探头与某层的沉降板等高时，会触发该层沉降板，使得该层沉降板向报警装置发出信号报警，此刻人们读取的与探头连接的卷尺的读数，就是该层沉降板的实际深度，人们将该层沉降板的实际深度与该层沉降板最初的安装深度进行比对，其差值就是该层高的土体的沉降位移值。沉降板和探头是搭配使用的，如将带水平磁环的沉降板和磁敏电阻探头搭配使用，磁敏电阻探头沿着导向管下降的过程中，磁敏电阻探头穿过单个沉降板的磁环的具体过程为逐步接近磁环再与磁环高度等高重合然后逐步远离磁环，由磁环的磁感线分布规律可知，磁敏电阻探头与一个磁环高度等高重合时，磁场强度最大，此时磁敏电阻的阻值为零，电路形成通路，作为报警装置的灯泡亮起报警，而磁敏电阻不与该沉降板的磁环高度重合时，磁场强度减小，磁敏电阻阻值增大，电路断开，灯泡灭。当然，还可以采用其它的结构，如采用带红外线发射装置的探头和带红外线接收装置的沉降板，当探头与某层沉降板等高时，探头发出的红外线被该层沉降板接收，并将信号传递给报警装置报警。

如图1所示，土体分层沉降监测设备的沉降板安装装置就是将各个沉降板102安装固定在土体测量孔103的不同高度的孔壁上的装置。现有技术的沉降板安装装置包括多组弹片爪104和一根绳子108，每组弹片爪104与每个沉降板102一一对应，每组弹片爪104包括四根沿同一个沉降板102周向均匀分布的弹性材料的L形弹簧片105，L形弹簧片105的下端与沉降板102固定，L形弹簧片105的弯折处外凸成外尖106，L形弹簧片105的顶部设有内尖107，在自然状态下，每组弹片爪104的四根L形弹簧片105是向外撑开的，但安装到测量孔103内时，先用一根绳子108从下往上将每一层的弹片爪104缠紧在导向管101上并用活结109固定，具体的说，绳子108缠绕每一组弹片爪104的过程为，先用绳子108将弹片爪104的四根L形弹簧片105缠紧收紧，使得L形弹簧片105的内尖107与导向管101抵紧，然后用一个活结109系紧，利用绳子108将每一层的弹片爪104缠紧后，将导向管101插入测量孔103，需要安装每一层的沉降板102时，扯动绳子108的自由端，这样，绳子108会一层一层从上往下松开活结109，而每一层绳子108的活结109松开的一瞬间，每组弹片爪104的四根L形弹簧片105失去绳子108的束缚力并在弹性作用下迅速撑开，四个L形弹簧片105的四个外尖106会迅速插入测量孔103的孔壁土体内。

现有技术的土体分层沉降监测设备的沉降板安装装置存在以下缺陷：首先，利用该装置将沉降板固定在测量孔的过程很不精确，因为沉降板是依靠拉绳子活结，使得弹片爪在自身弹力作用下撑开插入土体的，拉扯绳子松开活结的过程难以避免存在对绳子的拉力，这个拉力可能会破坏弹片爪的受力稳定性，使得弹片爪偏斜无法水平、或使得弹片爪产生上下位移，导致弹片爪的最初安装位置偏离设计要求，而且，在松开活结之后，弹片爪插入孔壁之前的这段过程，沉降板不再与导向管固定，沉降板在重力作用下会下落，这个下落过程直到弹片爪撑开插入孔壁才结束，下落的位移也使得沉降板的最初安装位置与设计要求出现偏差；况且，该装置的工作稳定性差，因为该装置是利用一根绳子从上往下拉动活结来实现沉降板安装的，一旦绳子中端的某一个活结不慎卡死，那该活结及该活结下方的所有活结均无法正常解开，从该层往下的所有沉降板将无法完成与孔壁的固定；还由于弹片爪的L形弹簧片的外尖是依靠弹力快速插入土体中的，而土体较软，外尖快速插入有可能将土体击出一个大于外尖的坑，使得L形弹簧片的外尖与土体的固定不稳固，最终导致沉降板上下晃动，影响测量结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种将沉降板安装到测量孔孔壁的过程精确、方便、可靠的土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置，它包括一根导向管和多个不同高度的沉降板，导向管外还套合有一外套筒，每个沉降板上设有带中心孔的承托支板，外套筒穿过每块承托支板的中心孔，每块承托支板上沿中心孔周向设有多个水平的导向孔，每个导向孔内滑配合有一根插销，插销长度小于导向孔的深度；导向管外壁固定有一个气囊，气囊容置在外套筒内，气囊经一根气管与一个气泵连接，气囊上固定有多层顶推杆，多层顶推杆与多块承托支板一一等高，外套筒上设有多个过孔，每层的每根顶推杆的外端穿过外套筒的过孔插入同高度的承托支板的一个导向孔的内端。

利用本发明的安装装置安装沉降板的过程为，将导向管以及外套筒插入测量孔并固定，如将导向管底部以及外套筒的底部插入测量孔的孔底，此时，与气囊固定的每一根顶推杆均插入承托支板的导向孔的内端，这样，沉降板经承托支板被与气囊固定的顶推杆支撑而不掉落，此时给气囊充气使得气囊膨胀，气囊会推动顶推杆沿着导向孔外移，顶推杆外移就会推动滑配合在导向孔中的插销外移，这样，多根插销同时外移最后插入测量孔孔壁的土体，使得承托支板与测量孔孔壁固定，也就使得沉降板与测量孔孔壁固定；此时，再从气囊中抽气，气囊萎缩带动各根顶推杆内缩，当顶推杆内缩至脱离承托支板的导向孔后，沉降板的承托支板与气囊完全脱离，沉降板会随着测量孔土体自由沉降，沉降板的安装过程完成。

本发明土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：

首先，该沉降板与土体的固定是依靠膨胀的气囊经顶推杆将插销匀速缓慢插入土体内，整个过程受力均匀稳定，而且不会像现有技术拉拽绳子时存在外力干扰，故能保证沉降板安装位置精确、沉降板位置水平；而且，正是由于插销插入土体的过程受力均匀稳定，不会像现有技术一样将土体击出大于插销的坑，故插销与土体固定牢固，不会上下晃动，保证了测量结果的准确性；又由于插销插入土体的过程中，沉降板及承托支板始终被顶推杆支持，不会像现有技术中L形弹簧片松开导向管后沉降板产生一个下落的过程，故沉降板固定的位置更加精确，更符合设计要求；况且，安装过程只需要向气囊充气或吸气，操作方便，不会出现现有技术中一旦一个活结卡死导致剩下的活结无法松开、后续沉降板均无法安装的窘况，故工作稳定性、可靠性高；还由于外套筒能对气囊有保护作用，防止柔软的气囊破损。

附图说明

图1是现有技术土体分层沉降监测设备的沉降板安装装置的侧视结构示意图。

图2是本发明土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置的插销未推出时的结构示意图。

图3是本发明土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置的承托支架的结构示意图。

图4是本发明土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置的插销推出时的结构示意图。

图中所示

现有技术的安装装置的零部件   101、导向管，102、沉降板，103、测量孔，104、弹片爪，105、L形弹簧片，106、外尖，107、内尖，108、绳子，109、活结。

本发明的安装装置的零部件   1、导向管，2、沉降板，3、承托支板，4、导向孔，5、插销，6、气囊，7、气泵，8、顶推杆，9、外套筒，10、磁环，11、过孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图2、图3、图4所示，本发明土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置，它包括一根导向管1和多个不同高度的沉降板2。本实施例出于成本造价考虑，选用带磁环10的沉降板2。每个沉降板2下端为一个带中心孔的圆环状承托支板3，而磁环10固定在承托支板3上端。导向管1外还套合有一外套筒9，外套筒9穿过每块承托支板3的中心孔，当然外套筒9也穿过磁环10的中心孔。承托支板3上沿中心孔周向设有四个水平的导向孔4，每个导向孔4为从承托支板3的中心孔孔壁一直贯穿到承托支板3的外圆周壁的直孔，四个导向孔4沿着中心孔的周向均匀分布。每个导向孔4内滑配合有一根插销5，插销5长度小于导向孔4的深度。每根插销5的最外端设有剑刃式的尖头。

导向管1外壁固定有一个气囊6，气囊6容置在外套筒9内。气囊6经一根气管与一个气泵7连接。气囊6上固定有多层顶推杆8，多层顶推杆8与多块承托支板3一一等高，即多层的顶推杆8与多块承托支板3一一对应，每层顶推杆8和与其对应的那块承托支板3的导向孔4等高。每层的顶推杆8的数目与同一高度的承托支板3的导向孔4的数目相同，即顶推杆8为4根。外套筒9上设有多个过孔11，每层的每根顶推杆8的外端穿过外套筒9的过孔11插入同高度的承托支板3的一个导向孔4的内端。

人们按照沉降板2的最初安装深度的设计需要，将每层顶推杆8安装到气囊6上对应的高度。如人们需要将一个沉降板2安装到测量孔中地下5米的地方，则人们就将与该沉降板对应的顶推杆8固定到离气囊6顶部5米的位置即可。本发明采用的是整体式的气囊6，故名整体式。

Claims (1)

1.一种土体分层沉降监测设备的整体式沉降板安装装置，它包括一根导向管(1)和多个不同高度的沉降板(2)，导向管(1)外还套合有一外套筒(9)，每个沉降板(2)上设有带中心孔的承托支板(3)，外套筒(9)穿过每块承托支板(3)的中心孔，其特征在于：每块承托支板(3)上沿中心孔周向设有多个水平的导向孔(4)，每个导向孔(4)内滑配合有一根插销(5)，插销(5)长度小于导向孔(4)的深度；导向管(1)外壁固定有一个气囊(6)，气囊(6)容置在外套筒(9)内，气囊(6)经一根气管与一个气泵(7)连接，气囊(6)上固定有多层顶推杆(8)，多层顶推杆(8)与多块承托支板(3)一一等高，外套筒(9)上设有多个过孔(11)，每层的每根顶推杆(8)的外端穿过外套筒(9)的过孔(11)插入同高度的承托支板(3)的一个导向孔(4)的内端。