CN104019793A - 测定高速公路地基沉降的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定高速公路地基沉降的装置，包括设置于待测定高速公路路基下部的若干竖直且平行设置的水位管，每个水位管中均设有一个位于地下水位下方的水压计，每个水位管的正上方均设有一块带小孔的沉降板，水压计的接线穿过沉降板的小孔引导至路基边坡以外与测压表相连；在路基边坡外也安装一水位管，水位管中设有用于测定地下水位的水位计。本发明通过测定地下水位和伸到水位管内的水压计的水头来计算测点处的沉降。该方法操作简单、不影响路基施工，而且精度较高、测量方便。

Description

测定高速公路地基沉降的装置

技术领域

本发明涉及一种土木工程技术，尤其是一种测定高速公路地基沉降的装置。

背景技术

对于任何一种建筑物，基础发生较大的沉降或发生明显的不均匀沉降将对工程造成巨大的安全隐患和质量问题。因此，施工期间及竣工后，对地基进行有效的监测并通过已有观测数据来预测建筑物地基的变形情况已成为确保建筑物安全的重要工作。目前，随着高速公路的飞速发展，各种路基病害不断发生，在一些软土地基路段，由于地基的不均匀沉降造成的路基路面病害十分常见，因此，沉降监测应伴随施工及运营的全过程。目前，高速公路地基沉降监测的方法主要有沉降板法和杯式沉降仪法，沉降板法是指在地基上埋设一块钢筋混凝土板，板上焊接钢筋，路基施工过程中，每填一层土焊接一段，施工期观测钢筋的位移就能得知地基的沉降，但该方法在路面施工完成后便不能继续观测，而且影响路基的施工速度与质量。杯式沉降仪是利用U形管的原理，将沉降板与钢筋软管连接在一起，钢筋软管伸到路基边坡以外，沉降板的下沉必定引起管内液面的下降，这可以通过边坡外的液面读出，进而可得到沉降量，但用该方法测定地基沉降时，如果管内进入气泡，将会严重影响观测结果的准确性。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种测定高速公路地基沉降的装置，该装置操作简单、不影响路基施工，而且精度较高、测量方便。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种测定高速公路地基沉降的装置，包括设置于待测定高速公路路基下部的若干竖直且平行设置的水位管，每个水位管中均设有一个位于地下水位下方的水压计，每个水位管的正上方均设有一块带小孔的沉降板，水压计的接线穿过沉降板的小孔引导至路基边坡以外与测压表相连；在路基边坡外也安装一水位管，水位管中设有用于测定地下水位的水位计。

所述水位管的外部裹附土工布。

测定高速公路地基沉降量时，先把所述装置在原路基上埋设好，用水位计测定地下水位H₁，再用测压表测定水压计的水头h₁；当路基的填土达到应测量沉降的高度后，再用水位计测定地下水位H₂，用测压表测定水压计的水头h₂，然后利用下面公式计算这期间的地基沉降量Δh：

Δh＝(H₂+h₂)-(H₁+h₁)。

本发明中，水位管打入原地基内，沉降板位于水位管正上方，水压计的接线固定到沉降板上，用水位计测定地下水位，用测压表测定伸到水位管内水压计的水头，从而推算出地基的沉降。

本发明考虑到高速公路施工过程及工后沉降难以测定，用焊接式沉降板测定地基沉降影响路基施工，用杯式沉降仪测定沉降，管内气泡影响其精度，如果将固定有水压计的沉降板放在打入地基的水位管上，水压计在水位管内的地下水位以下，沉降板的下沉必定会引起水压计上面水头的变化，通过测定地下水位和水压计的水头之和，两次测得的和之差即为该段时间内的地基沉降。

本发明的有益效果是，本发明通过测定地下水位和伸到水位管内的水压计的水头来计算测点处的沉降。该方法操作简单、不影响路基施工，而且精度较高、测量方便。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

其中1路基，2测压表，3水压计，4沉降板，5水位计，6地下水位，7水位管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，测定高速公路地基沉降的装置，包括设置于待测定高速公路路基1下部的若干竖直且平行设置的水位管7，每个水位管7中均设有一个位于地下水位6下方的水压计3，每个水位管7的正上方均设有一块带小孔的沉降板4，水压计3的接线穿过沉降板4的小孔引导至路基边坡以外与测压表2相连；在路基边坡外也安装一水位管7，水位管7中设有用于测定地下水位6的水位计5。水位管7的外部裹附土工布。

测定高速公路地基沉降量时，先把所述装置在原路基上埋设好，用水位计5测定地下水位H₁，再用测压表2测定水压计3的水头h₁；当路基1的填土达到应测量沉降的高度后，再用水位计5测定地下水位H₂，用测压表2测定水压计的水头h₂，然后利用下面公式计算这期间的地基沉降量Δh：

Δh＝(H₂+h₂)-(H₁+h₁)。

具体应用时：

(1)准备水位管，内径约4～5cm，长度视地下水位而定，间距20cm打4个直径约1cm的小孔，水位管外面裹附土工布，根据需测定沉降的点数准备水压计，每点一个，另配备一台水位计，沉降板数与水压计个数相同，尺寸为边长不小于30cm正方形PE板，厚度不小于1cm，中间打一小孔，直径1cm。

(2)在整平后的地基上需测沉降位置处钻孔，孔径大于水位管外径，然后将裹附土工布的水位管放入孔内，缝隙处填土压实，另外，在路基边坡外安装一水位管，用于测定地下水位。

(3)将水压计的接线穿过沉降板的小孔，保证板下的水压计接线能够伸到地下水位以下，然后将线固定到沉降板上，水压计伸入水位管内，沉降板位于水位管正上方，并将水压计的接线引导路基边坡以外，如附图所示。

(4)用水位计测定地下水位，用测压表测定不同测点的水压计水头，根据计算公式计算各测点的沉降。

适用条件：(1)在测量范围内地质较均一，不产生水位差；

(2)待填土过程中孔压消散后再进行测量；

(3)地下水位不产生较大的变化。

实例：

在某高速公路上，为测定粉土地基强夯区和未夯区在路基施工过程中的沉降差异，选取一试验段用本发明的方法测定沉降，由于该处地下水位较高，故选取沉降管长度为6m，内径4cm，在强夯区和未夯区各选取两个断面，每个断面设5个测点，路中心1个，两侧路肩各1个，两四等分点各一个，在路基上土3层之后，沉降监测装置应用状况良好，测得期间路中心沉降为4.3cm，路肩平均沉降为2.2cm，该处沉降有待在后续施工过程中继续监测。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种测定高速公路地基沉降的装置，其特征是，包括设置于待测定高速公路路基下部的若干竖直且平行设置的水位管，每个水位管中均设有一个位于地下水位下方的水压计，每个水位管的正上方均设有一块带小孔的沉降板，水压计的接线穿过沉降板的小孔引导至路基边坡以外与测压表相连；在路基边坡外也安装一水位管，水位管中设有用于测定地下水位的水位计。

2.如权利要求1所述的测定高速公路地基沉降的装置，其特征是，所述水位管的外部裹附土工布。

3.如权利要求1所述的测定高速公路地基沉降的装置，其特征是，测定高速公路地基沉降量时，先把所述装置在原路基上埋设好，用水位计测定地下水位H₁，再用测压表测定水压计的水头h₁；当路基的填土达到应测量沉降的高度后，再用水位计测定地下水位H₂，用测压表测定水压计的水头h₂，然后利用下面公式计算这期间的地基沉降量Δh：

Δh＝(H₂+h₂)-(H₁+h₁)。