CN103882847A - 一种深水区沉降监测装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种深水区沉降监测装置及使用方法，包括基准桩组件、沉降压力探头组件和读数仪，基准桩组件包括基准桩，基准桩端部安装有沉降标尺，沉降标尺端部安装有气压矫正探头；沉降压力探头组件包括探头通水连接道、沉降探头和沉降盘，探头通水连接道一端与基准桩连接，探头通水连接道另一端与沉降探头连接，探头通水连接道位于气压矫正探头的下方，沉降探头固定在沉降盘内；气压矫正探头和沉降探头均与读数仪连接。本发明结构简单，其不仅有效保证了沉降监测的精度，且价格低廉、安全可靠，其可大面积适用于水利、海洋、土工工程等淤泥质软土地基监测工程中，具有广泛的实际应用价值，且可以利用计算机实行自动化监测。
Description
技术领域
本发明属于深水区沉降变形监测的技术领域，具体是涉及一种深水区沉降监测装置及使用方法。
背景技术
沉降监测是工程建设中重要技术措施，是工程设计、施工与设计变更重要依据，现阶段，涉水区沉降监测往往采用地表沉降板法，即通过水准仪实施监测，但受施工作业环境限制难以克服以下缺点：深水区沉降板埋设困难且测杆长度过大，施工填筑往往采用大型船只或车辆抛石填筑，其大大增加了操作难度和破坏机率，破坏后开挖修复工作量极大且效率低下；长距离深海区海堤沉降监测，测量距离较大，现场无出露面无法架设测量平台，只能待海堤填筑到露面时，才能进行正常测量，加之海面大风、大浪等不良天气状况，无法实现正常测量。
随着工程技术发展，不少岩土监测工程已成功应用静力式水准仪、单点沉降计（钻孔埋设）、剖面沉降仪（滑动式或水压式）等构筑物进行沉降监测，但均由于埋设维护作业环境为深水区（无出露面），加之海面大风、大浪等不良天气状况均无法实现有效监测，静力式水准仪虽然无需出露面工作面，但测点和基准点需要水管连接，水管破坏或漏水均会导致仪器失效，后期维护需要开挖补埋或重新埋设，且抛石填筑极易导致水管破坏，再之，深水淤泥抛石沉降量大容易造成水管与探头连接脱落，导致仪器失效。为此，提出本发明。
发明内容
针对现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种深水区沉降监测装置及使用方法，该装置结构简单，充分利用了深水区作业环境特征，不受施工作业和潮水位限制，其不仅有效保证了沉降监测的精度，且价格低廉、安全可靠，其可大面积适用于水利、海洋、土工工程等淤泥质软土地基监测工程中，具有广泛的实际应用价值，且可以利用计算机实行自动化监测。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种深水区沉降监测装置，包括基准桩组件、沉降压力探头组件和读数仪，所述基准桩组件包括基准桩，所述基准桩端部安装有沉降标尺，所述沉降标尺端部安装有气压矫正探头；所述的沉降压力探头组件包括探头通水连接道、沉降探头和沉降盘，所述探头通水连接道一端与基准桩连接，探头通水连接道另一端与沉降探头连接，所述探头通水连接道位于气压矫正探头的下方，所述沉降探头固定在沉降盘内；所述的探头通水连接道包括硬质塑料通管和2个排水板，所述沉降探头连接有探头数据线，所述硬质塑料通管和探头数据线夹于2个排水板之间；所述的气压矫正探头和沉降探头均与读数仪连接。
由于水位线波动较大或需自动化测量，可以根据量测方法安装水位探头或水位矫正探头，所述的水位探头安装在沉降标尺下端部，置于常水位以下，所述的水位探头位于气压矫正探头的下方，所述探头通水连接道位于水位探头的下方。
所述的沉降盘下方安装有探头保护盒，所述探头保护盒的一侧开口，所述的沉降探头外部通过土工布粗砂包裹后与探头保护盒固定。
所述的气压矫正探头和水位探头均为可移动的安装在沉降标尺上。
一种深水区沉降监测装置的使用方法，包括以下步骤：
（1）埋设放样，在深水区构筑物监测点外围打设基准桩，使沉降标尺在常水位范围内；
(2)放置沉降盘，在排水板上捆绑若干沙袋，水平放置沉降盘，探头保护盒朝下，且探头保护盒开口处朝向基准桩，把探头通水连接道的一部分埋入淤泥中；
(3)探头通水连接道露出淤泥的部分固定于基准桩常水位线以下；
(4)读取沉降标尺中的水位高程M，水位探头固定高程N和水位到水位探头距离H2；用读数仪读取沉降探头压力值Fa、水位探头压力值Fb、气压矫正探头压力值Fc；
（5）数据处理及计算，计算埋设沉降探头高程Hi；
(6)重复（4）和（5），计算探头累计沉降量H。
当风浪大的时候，采用水位人工读测方法一时，所述步骤（5）中埋设沉降探头高程H1计算公式为：
Hi=M-（Fa-Fc)/((Fb-Fc)/H2）。
当采用水位人工读测方法二时，所述步骤（5）中埋设沉降探头高程H1计算公式为：
Hi=M-(Fa-Fc)/g。
当采用水位自动测量时，所述步骤（5）中埋设沉降探头高程H1计算公式为：
Hi=（Fb-Fc)/g+N-(Fa-Fc)/g。
不管采用哪种测量方法，所述步骤（6）中探头累计沉降量计算公式为H=Hi-H1，所述的H1为埋设沉降探头高程的初始读数值。
本发明的有益效果如下：
本发明的深水区沉降监测装置及方法，满足深水区无出露工作面、大风、大浪等不良施工环境，克服现有监测仪器维护工作量大、容易破坏等缺点，该装置结合施工涉水环境特征，采用复制排水板和硬质塑料硬管做为水压力传递通道，采用工作基准桩，不受大面积抛石填筑影响，不受天气条件限制，实现对水下构筑物沉降的全天候、有效、快速连续监测。该装置结构简单，充分利用了深水区作业环境特征，不受施工作业和潮水位限制，其不仅有效保证了沉降监测的精度，且价格低廉、安全可靠，其可大面积适用于水利、海洋、土工工程等淤泥质软土地基监测工程中，具有广泛的实际应用价值，且可以利用计算机实行自动化监测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中探头通水连接道的局部放大图；
图3为本发明的使用状态示意图；
图4为本发明应用在工程实例沉降过程曲线图；
其中，1为基准桩、2为沉降标尺、3为气压矫正探头、4为水位探头、5为探头通水连接道、51为硬质塑料通管、52为排水板、6为沉降探头、7为沉降盘、8为读数仪、9为土工布粗砂、10为探头保护盒。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明的计算公式中g为重力系数，g=9.8N/Kg。
如图1和图2所示，本发明的深水区沉降监测装置，包括基准桩组件、沉降压力探头组件和读数仪8，基准桩组件包括基准桩1，基准桩1端部安装有沉降标尺2，沉降标尺2端部安装有气压矫正探头3；沉降压力探头组件包括探头通水连接道5、沉降探头6和沉降盘7，探头通水连接道5一端与基准桩1连接，探头通水连接道5另一端与沉降探头6连接，探头通水连接道5位于气压矫正探头3的下方，沉降探头6固定在沉降盘7内；探头通水连接道5包括硬质塑料通管51和2个排水板52，沉降探头6连接有探头数据线（本实用新型附图中未标识），硬质塑料通管51和探头数据线夹于2个排水板52之间；气压矫正探头3和沉降探头6均与读数仪8连接。
当采用水位人工读测方法一或者水位自动测量方法时，沉降标尺2端部还需要安装有与读数仪8连接的水位探头4，水位探头4位于气压矫正探头3的下方，且置于常水位以下，探头通水连接道位于水位探头4的下方。
为保护探头6，本发明中沉降盘7下方安装有探头保护盒10，探头保护盒10的一侧开口，沉降探头6外部通过土工布粗砂9包裹后与探头保护盒10固定。
为使本发明使用更加灵活，本发明中气压矫正探头3和水位探头4均为可移动的安装在沉降标尺2上。
如图3所示，本发明一种深水区沉降监测装置的使用方法，包括以下步骤：
(1）埋设放样，在深水区构筑物监测点外围打设基准桩1，以使沉降标尺2在常水位范围内；
(2)放置沉降盘7，在排水板52上捆绑若干沙袋，水平放置沉降盘7，探头保护盒10朝下，且探头保护盒10开口处朝向基准桩1，把探头通水连接道5的一部分埋入淤泥中；
(3)探头通水连接道5露出淤泥的部分固定于基准桩1常水位线以下；
(4)读取沉降标尺2中的水位高程M，水位探头固定高程N和水位到水位探头距离H2；用读数仪8读取探头压力值Fa、水位探头压力值Fb、气压矫正探头压力值Fc。
(5)数据处理及计算，计算埋设沉降探头高程Hi；
(6)重复（4）和（5），计算探头累计沉降量H。
所述步骤（5）中埋设沉降探头高程Hi计算公式为：
采用水位人工读测方法一：Hi=M-(Fa-Fc)/((Fb-Fc)/H2）
采用水位人工读测方法二：Hi=M-(Fa-Fc)/g
或采用水位自动测量：Hi=(Fb-Fc)/g+N-(Fa-Fc)/g
步骤（6）中探头累计沉降量计算公式为H=Hi-H1，H1为埋设沉降探头高程的初始读数值。
工程实施例:详见下表1-3及图4。
表1为采用水位人工读测方法一时的计算公式计算得到的数据；
表2为采用水位人工读测方法二时的计算公式计算得到的数据；
表3为采用水位自动测量时的计算公式计算得到的数据；
表1
表2
表3
本发明的深水区沉降监测装置及方法，满足深水区无出露工作面、大风、大浪等不良施工环境，克服现有监测仪器维护工作量大、容易破坏等缺点，该装置结合施工涉水环境特征，采用复制排水板52和硬质塑料硬管51做为水压力传递通道，采用工作基准桩1，不受大面积抛石填筑影响，不受天气条件限制，实现对水下构筑物沉降的全天候、有效、快速连续监测。该装置结构简单，充分利用了深水区作业环境特征，不受施工作业和潮水位限制，其不仅有效保证了沉降监测的精度，且价格低廉、安全可靠，其可大面积适用于水利、海洋、土工工程等淤泥质软土地基监测工程中，具有广泛的实际应用价值，且可以利用计算机实行自动化监测。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种深水区沉降监测装置，其特征在于：包括基准桩组件、沉降压力探头组件和读数仪，所述基准桩组件包括基准桩，所述基准桩端部安装有沉降标尺，所述沉降标尺端部安装有气压矫正探头；所述的沉降压力探头组件包括探头通水连接道、沉降探头和沉降盘，所述探头通水连接道一端与基准桩连接，探头通水连接道另一端与沉降探头连接，所述探头通水连接道位于气压矫正探头的下方，所述沉降探头固定在沉降盘内；所述的探头通水连接道包括硬质塑料通管和2个排水板，所述沉降探头连接有探头数据线，所述硬质塑料通管和探头数据线夹于2个排水板之间；所述的气压矫正探头和沉降探头均与读数仪连接。
2.如权利要求1所述的深水区沉降监测装置，其特征在于：所述的沉降标尺端部还安装有与读数仪连接的水位探头，所述的水位探头位于气压矫正探头的下方，且置于常水位以下，所述探头通水连接道位于水位探头的下方。
3.如权利要求1所述的深水区沉降监测装置，其特征在于：所述的沉降盘下方安装有探头保护盒，所述探头保护盒的一侧开口，所述的沉降探头外部通过土工布粗砂包裹后与探头保护盒固定。
4.如权利要求1所述的深水区沉降监测装置，其特征在于：所述的气压矫正探头和水位探头均为可移动的安装在沉降标尺上。
5.一种深水区沉降监测装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
(1）埋设放样，在深水区构筑物监测点外围打设基准桩，使沉降标尺在常水位范围内；
(2)放置沉降盘，在排水板上捆绑若干沙袋，水平放置沉降盘，探头保护盒朝下，且探头保护盒开口处朝向基准桩，把探头通水连接道的一部分埋入淤泥中；
(3)探头通水连接道露出淤泥的部分固定于基准桩常水位线以下；
(4)读取沉降标尺中的水位高程M，水位探头固定高程N和水位到水位探头距离H2；用读数仪读取沉降探头压力值Fa、水位探头压力值Fb、气压矫正探头压力值Fc；
（5）数据处理及计算，计算埋设沉降探头高程Hi；
(6)重复（4）和（5），计算探头累计沉降量H。
6.如权利要求5所述深水区沉降监测装置的使用方法，其特征在于：所述步骤（5）中埋设沉降探头高程H1计算公式为：
Hi=M-（Fa-Fc)/((Fb-Fc)/H2）。
7.如权利要求5所述深水区沉降监测装置的使用方法，其特征在于：所述步骤（5）中埋设沉降探头高程H1计算公式为：
Hi=M-(Fa-Fc)/g。
8.如权利要求5所述深水区沉降监测装置的使用方法，其特征在于：所述步骤（5）中埋设沉降探头高程H1计算公式为：
Hi=（Fb-Fc)/g+N-(Fa-Fc)/g。
9.如权利要求6-8任一权利要求所述深水区沉降监测装置的使用方法，其特征在于：所述步骤（6）中探头累计沉降量计算公式为H＝Hi-H1，所述的H1为埋设沉降探头高程的初始读数值。
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|---|---|
| CN (1) | CN103882847B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104406568A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-11 | 浙江广川工程咨询有限公司 | 深水区地表沉降监测装置及方法 |
| CN108678746A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-19 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 用于露天矿排土场土壤的水热传感器埋设装置及方法 |
| CN109736285A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-05-10 | 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 | 一种近海远程水下地基沉降自动监测系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7011475B2 (en) * | 2002-09-17 | 2006-03-14 | Shunta Shiraishi | Method for preventing seismic liquefaction of ground in urbanized area and facilities used in this method |
| CN101078220A (zh) * | 2007-06-19 | 2007-11-28 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种软土路基沉降监测方法及装置 |
| CN201716583U (zh) * | 2010-07-13 | 2011-01-19 | 中国化学工程第一岩土工程有限公司 | 基于微机的软土地基分层沉降自动监测系统 |
| CN202710046U (zh) * | 2012-06-26 | 2013-01-30 | 上海勘测设计研究院 | 深水筑堤堤基沉降观测仪 |
| CN203259150U (zh) * | 2013-05-29 | 2013-10-30 | 武汉地震工程研究院 | 一种基于圆形弹性金属膜片的大量程水压式沉降观测仪 |
| CN203808037U (zh) * | 2014-03-18 | 2014-09-03 | 浙江省水利河口研究院 | 一种深水区沉降监测装置 |
-
2014
- 2014-03-18 CN CN201410099232.7A patent/CN103882847B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7011475B2 (en) * | 2002-09-17 | 2006-03-14 | Shunta Shiraishi | Method for preventing seismic liquefaction of ground in urbanized area and facilities used in this method |
| CN101078220A (zh) * | 2007-06-19 | 2007-11-28 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种软土路基沉降监测方法及装置 |
| CN201716583U (zh) * | 2010-07-13 | 2011-01-19 | 中国化学工程第一岩土工程有限公司 | 基于微机的软土地基分层沉降自动监测系统 |
| CN202710046U (zh) * | 2012-06-26 | 2013-01-30 | 上海勘测设计研究院 | 深水筑堤堤基沉降观测仪 |
| CN203259150U (zh) * | 2013-05-29 | 2013-10-30 | 武汉地震工程研究院 | 一种基于圆形弹性金属膜片的大量程水压式沉降观测仪 |
| CN203808037U (zh) * | 2014-03-18 | 2014-09-03 | 浙江省水利河口研究院 | 一种深水区沉降监测装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104406568A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-11 | 浙江广川工程咨询有限公司 | 深水区地表沉降监测装置及方法 |
| CN108678746A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-19 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 用于露天矿排土场土壤的水热传感器埋设装置及方法 |
| CN108678746B (zh) * | 2018-05-15 | 2020-06-09 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 用于露天矿排土场土壤的水热传感器埋设装置及方法 |
| CN109736285A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-05-10 | 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 | 一种近海远程水下地基沉降自动监测系统 |
| CN109736285B (zh) * | 2019-03-07 | 2024-01-23 | 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 | 一种近海远程水下地基沉降自动监测系统 |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151028 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |