CN103806426A - 土压力计可调式位置固定安装装置 - Google Patents

Abstract

土压力计可调式位置固定安装装置，安装在土压力计的外围，其特征在于，设有由刚性板材构成的环箍，该环箍的厚度等于或小于土压力计的厚度；该环箍的形状，与其中土压力计外围的形状一致；该环箍的内部大小等于或略大于其中土压力计的外围尺寸；在该环箍的背面，固定有两根固定钢筋，该两根固定钢筋的一端分别设有弯钩；另一端分别向背面方向倾斜。本发明的土压力计可调式位置固定安装装置，可方便、准确地进行土压力计的界面式安装，而且解决了土压力计埋设后易被混凝土覆盖的问题，进一步节省安装时间、提高土压力计的“成活率”、降低安装成本，是克服已有安装技术不足的一种理想装置，其经济效益和社会效益十分显著。

Description

土压力计可调式位置固定安装装置

技术领域

本发明属于岩土工程原位观测中土压力测试领域，特别涉及在海洋和地下空间等复杂多变环境下土体对大型混凝土结构变形和稳定性的影响监测，可用于土压力计的界面式安装与提高土压力计监测数据的精度。 

背景技术

随着我国经济地位在全球化生产大发展的不断提升，同时满足国家发展战略的调整和对港口容量大幅度提升的要求，近年来我国港口建设朝着大型化、深水化的格局发展。但我国沿海深水区域存在大量的物理力学指标很差的深厚软泥土层，且在施工周期较短的条件下和基于节约投资的角度，许多大型港口的建设采用了多种新型防波堤结构。鉴于防波堤受力的复杂性，尤其防波堤结构与软粘土层的相互作用对于分析评价新型防波堤结构的适用性和可靠性至关重要，因此土压力计的界面式安装方法是否科学合理就显得极其关键。 

目前土压力计的界面式安装常采用提前预埋方式，即通过绑扎或焊接的方法将土压力计与结构钢筋相连，以便将其固定在混凝土结构表面。但是采用该类方式易导致界面埋设的土压力计“成活率”较低，监测所得数据较难真实反映新型防波堤等大型混凝土结构的变形和应力的动态过程，因此难以对新型防波堤等进行全面分析研究。通过对已有工程的归纳总结，传统提前预埋方式的不足之处主要表现为以下三个方面： 

（1）土压力计界面式安装的施工耗时较长。传统提前预埋方式中，土压力计本身无固定装置，需采用绑扎或焊接将其与结构钢筋相连，并同时根据混凝土保护层厚度实时调整安装位置，因此埋设一支土压力计需要较长的时间。尤其对于大型混凝土结构需要埋设数量更多的土压力计，则需要更大量的施工时间，从而对整个工程的工期进度造成影响。

（2）土压力计界面式安装的可靠性较低。传统提前预埋方式中，土压力计埋设完毕后难以调整其安装位置。模板吊装、混凝土浇筑和振捣等施工过程均有可能造成土压力计原有安装位置的偏移，其中模板吊装的影响较大。由于模板本身体积大重量重，吊装过程中难以控制其平衡，易推挤土压力计造成其移位，使所得监测数据偏离原设计位置或土压力计被埋入混凝土保护层中失去界面土压力的监测作用，因此传统提前预埋方式中土压力计界面式安装的可靠性较低。 

（3）土压力计监测数据的精度较差。传统提前预埋方式中，土压力计埋设完毕后往往难以保持土压力计表面与混凝土结构表面齐平，使两者之间留有较大的间隙，因此浇筑施工过程中易导致土压力计表面覆盖一层较厚的混凝土，且所得监测数据未能真实反映界面土压力的受力情况，使监测数据的精度和可靠度较差。 

因此，开发一种土压力计的界面式安装装置对于新型混凝土结构的可行性和实用性研究十分必要。 

发明内容

为了克服现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种土压力计可调式位置固定安装装置，通过本装置的使用，可以方便、准确地进行土压力计的安装，而且可以解决土压力计埋设后易被混凝土覆盖的问题，进一步节省安装时间、保护土压力计、降低安装成本。 

完成上述发明任务的技术方案是：一种土压力计可调式位置固定安装装置，本装置需安装在土压力计的外围，其特征在于，设有由刚性板材构成的环箍，该环箍的厚度（在刚性板材上表现出的是“宽度”）等于或小于土压力计的厚度；该环箍的形状，与其中土压力计外围的形状一致；该环箍的内部大小等于或略大于其中土压力计的外围尺寸；在该环箍的背面（即，其中压力计的背面方向），固定有两根固定钢筋，该两根固定钢筋的一端分别设有弯钩；另一端分别向背面方向倾斜。 

其中所述的“背面方向”，是指土压力计的受力背面所指向的方向，其一般与土压力计的平面垂直。 

以上设计的优化方案有： 

所述的两根固定钢筋的中段各设有两个弯折段，该两个弯折段使其外部的钢筋移向压力计的背面方向；该两个弯折段在垂直方向的投影距离，等于所在混凝土保护层的厚度（参见图1-1、图1-2）。其中所述的“垂直方向”，是与土压力计的“背面方向”垂直的方向。

所述“两根固定钢筋的一端分别设有弯钩”，其弯钩的内径，等于或略大于所钩挂的结构钢筋的直径； 

所述“两根固定钢筋的另一端分别向背面方向倾斜”，其倾斜部分的在垂直方向的投影距离，等于为了防止土压力计与结构模板接触不紧而预留的小变形量。

所述两根固定钢筋在环箍背部的固定位置，是在环箍直径的各1/3处。 

换言之，本发明的结构是：可调式位置固定安装装置用1～2mm厚薄钢板作为环箍，薄钢板宽度与土压力计厚度相同或略小于土压力计厚度（保证土压力计表面与环箍齐平或略突出于环箍，避免环箍影响土体与土压力计的接触），按照土压力计的形状（本实施中土压力计为圆形）加工环箍，使环箍箍住土压力计，环箍两端接头处钻出螺孔并用螺丝固定（如图2-1、图2-2所示）。在环箍背部各1/3处焊接两支弯钩钢筋，弯钩的尺寸略大于结构横筋直径，弯钩钢筋的长度根据结构物中横向钢筋的间距而定。弯钩钢筋下部钢筋略向结构横筋倾斜，使土压力计表面略突出结构物混凝土表面（如图1-图3所示），这样，在结构物安装模板后，模板压住土压力计表面，土压力计表面与模板表面能紧密接触。 

本发明需要解决的技术关键在于：根据土压力计外观尺寸及截面形状，加工土压力计可调式固定装置环箍，从而固定土压力计；可调式固定装置环箍背部焊接两支具有一定弹性的钢筋弯钩，弯钩挂住结构物中的横向或纵向钢筋，弯钩下部斜筋顶住土压力计下面的结构钢筋，整个固定装置背部钢筋弯钩使土压力计固定并使土压力计表面略突出结构物混凝土表面（如图3-1、图3-2所示）。在结构模板安装后，通过上述方式可使土压力计表面与模板表面紧密接触，在混凝土浇筑后能使土压力计表面与混凝土表面齐平，从而保证了土压力计所测得的数据的准确性。 

有益效果

本发明对比已有技术具有以下创新点：

1、基于本装置安装界面式土压力计位置准确，实现土压力计安装位置的自行调节。本装置中使用有弹性的挂钩钢筋，能够使土压力计表面略突出混凝土结构表面，从而在模板吊装、混凝土浇筑过程中通过模板的挤压保持土压力计表面与混凝土结构表面的齐平。克服了采用绑扎或焊接方法固定土压力计难以调整位置易导致其移位的不足。

2、本装置具有广泛的工程适用性。根据不同规格的土压力计外围尺寸及截面形状，可加工相应的可调式固定装置，且该装置中焊接两支具有一定弹性的钢筋弯钩，通过调整固定装置尺寸可应用于各大型混凝土结构的界面土压力监测。 

3、本装置具有较好的防护性和安全性。本装置无需焊接即可实现土压力计的界面式固定，有效地避免了焊接易导致土压力计被损坏的风险。另外，本装置中环箍具有较好的防护性，在混凝土浇筑施工过程中能够有效地抵抗粗骨料对土压力计的冲击。 

本发明对比已有技术具有以下显著优点： 

1、提高了界面式土压力计安装的准确率和监测数据的精度。通过本装置可准确地将土压力计安装至设计指定位置，且在整过施工过程中已埋设的土压力计不发生移位现象，在不考虑土压力计的产品质量因素，界面式土压力计安装的准确率可达到100%，同时保证了监测数据的精度。

2、提高了土压力计的 “成活率”和安装的可靠性。本装置中环箍具有较好的防护性，且装置中焊接了两支具有一定弹性的钢筋弯钩，能够自行地调节安装位置，在不考虑土压力计的产品质量因素，可将界面式土压力计的“成活率”从一般工程要求的85%提高至100%。 

3、提高了界面式土压力计的安装速度。本装置可快捷、方便、准确地安装土压力计，从而可缩短传统提前预埋方式施工耗时的1/3~1/2，有效地保证了监测安装与结构施工的工程衔接。 

本发明的土压力计可调式位置固定安装装置，可方便、准确地进行土压力计的界面式安装，而且解决了土压力计埋设后易被混凝土覆盖的问题，进一步节省安装时间、提高土压力计的“成活率”、降低安装成本，是克服已有安装技术不足的一种理想装置，其经济效益和社会效益十分显著。 

附图说明

图1-1、1-2是本装置及其安装示意图； 

图2-1、2-2是土压力计安装到本固定装置中的示意图；

图3-1、3-2土压力计通过本固定装置安装到结构中的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例1，对本发明装置作进一步详细说明。此处所描述的具体实施案例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

实施例1，根据土压力计外观尺寸，用1～2mm厚薄钢板作为环箍1，薄钢板宽度与土压力计5厚度相同或略小于土压力计厚度（保证土压力计表面与环箍齐平或略突出于环箍，避免环箍影响土与土压力计的接触），按照土压力计的形状（本实施中土压力计为圆形）加工环箍，使环箍箍住土压力计，环箍1两端接头处钻出螺孔并用螺丝3固定（如图2-1、图2-2所示）。在环箍1背部各1/3处焊接两支弯钩钢筋（固定钢筋）2，弯钩4的尺寸略大于结构横筋直径，弯钩钢筋2的长度根据结构物中横向钢筋的间距而定。弯钩钢筋下部钢筋略向结构横筋倾斜，使土压力计5表面略突出结构物混凝土表面（如图3-1、图3-2所示），这样，在结构物安装模板后，模板压住土压力计表面，土压力计表面与模板表面能紧密接触。 

加工好固定装置后，将土压力计放入固定装置，并将环箍1两端螺孔穿上螺丝3固定拧紧，然后将土压力计5及固定装置安装至结构中。为防止土压力计及固定装置在结构施工过程中出现偏移，在土压力计及固定装置安装至结构中后，将固定装置中的弯钩钢筋用铅丝与结构横筋绑扎牢固（图3-1、3-2的8、9处）。图中的6为土压力计电缆；7为电缆与结构钢筋的绑扎。 

  

Claims (5)

1.一种土压力计可调式位置固定安装装置，本固定安装装置安装在土压力计的外围，其特征在于，设有由刚性板材构成的环箍，该环箍的厚度等于或小于土压力计的厚度；该环箍的形状，与其中土压力计外围的形状一致；该环箍的内部大小等于或略大于其中土压力计的外围尺寸；在该环箍的背面，固定有两根固定钢筋，该两根固定钢筋的一端分别设有弯钩；另一端分别向背面方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的土压力计可调式位置固定安装装置，其特征在于，所述的两根固定钢筋的中段各设有两个弯折段，该两个弯折段使其外部的钢筋移向压力计的背面方向；该两个弯折段在垂直方向的投影距离，等于所在混凝土保护层的厚度。

3.根据权利要求1所述的土压力计可调式位置固定安装装置，其特征在于，所述“两根固定钢筋的一端分别设有弯钩”，其弯钩的内径，等于或略大于所钩挂的结构钢筋的直径。

4.根据权利要求1所述的土压力计可调式位置固定安装装置，其特征在于，所述“两根固定钢筋的另一端分别向背面方向倾斜”，其倾斜部分的在垂直方向的投影距离，等于为了防止土压力计与结构模板接触不紧而预留的小变形量。

5.根据权利要求1-4之一所述的土压力计可调式位置固定安装装置，其特征在于，所述两根固定钢筋在环箍背部的固定位置，是在环箍直径的各1/3处。

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