CN104048787B - 一种水平布置土压力盒的固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水平布置土压力盒的固定装置，在路基工程监测工程中用于土压力盒的固定。由主体部分(1)和端部约束部分(2)构成，主体部分具有“工”字型结构，端部约束部分呈“F”形外形，左右对称设置在主体部分(1)的左右两端，端部约束部分(2)下部为支撑板(201)，上部为用于承放所述主体板两个端头的卡口。采用本发明水平布置土压力盒的固定装置，可有效提供一个相对固定体，让土压力盒很好地发挥作用，解决上文所提到水平向土压力盒埋设所碰到的各种问题。本发明装置制作简单，成本低，安装便利。根据现场实测值使用装置安装。测值准确，装置设计合理，可在相关工程中推广使用。

Description

一种水平布置土压力盒的固定装置

技术领域

本发明涉及路基工程监测设备制造领域，更准确地说为一种水平布置土压力盒的固定装置，以向水平放置的土压力盒提供一相对固定面，防止其随土体变形发生共同移动，从而更准确地测试土体的竖向应力变化。装置对于土压力盒布置临近坡面或上覆土层较薄时尤为适用。

背景技术

土压力盒是一种常见的用于现场测试土体应力的设备，广泛应用于边坡、路基、基坑等岩体工程领域。其本身发展已渐趋成熟，目前最常使用的是振弦式传感器，具有灵敏度高、精度高、稳定性好、价格相对便宜等优点，埋设于挡土墙、抗滑桩、土堤、建筑物、边坡、路基等土体内，即可对内部应力的变化展开长期测试。土压力盒往往沿竖向或水平向布置，分别测试土体水平向和竖向的应力值。在工程实践中，多考虑土体侧向应力的变化，所以大部分土压力盒沿竖向布置。但在边坡、路基等工程领域，常常需要测试土体在变形中在竖向所产生的土体应力变化，这就要求我们沿水平向布置土压力盒。

土压力盒的埋设要求受力面与土体良好接触，而与之相对的另外一个面相对固定，不发生位移。这就要求土压力盒在埋设过程中，其固定面要贴合于某不动体上，以起到稳固的作用。对于竖向布置的土压力盒，往往借助桩体等相对不动体进行安装。例如挡土墙、抗滑桩等结构物，其本身刚度大，变形小，可直接将土压力盒贴置于此类结构物面上，即可获得良好的参数值。而对于水平向布置的土压力盒，尤其是在路基、边坡等领域，往往需要制作专门的固定装置才可保证土压力盒固定面的相对固定，让土压力盒良好地发挥作用。

现有的水平向土压力盒固定装置多是技术人员在边坡工程中为埋设土压力盒所设计，制作方法往往较复杂，且成本较高、安装繁琐。在路基工程中，往往需要测试路基在沉降过程中所引起的土体竖向应力变化。尤其是近年来，随着我国高速铁路的快速建设，为获得相关的技术参量，往往需要开展相应的土体应力现场监测，但由于这方面的应用较少，可参照的埋设技术也十分稀有。部分单位为简单起见，直接将水平向的土压力盒埋置在土体中，这对于上覆土体较厚，且土压力盒远离临空面的情况，尚可使用。但如果土压力盒需放置在路基表层或临近坡面，由于土压力盒的固定面随土体一起变形，往往引起测试值不准确，甚至不能让其有效地发挥作用。

发明内容

水平布置土压力盒的固定装置，在路基工程监测工程中用于土压力盒的固定。由主体部分1和端部约束部分2构成，主体部分1具有“工”字型结构，由钢板焊接而成，主体板101用于粘贴土压力盒，两个端头为两个短钢板(102和103)，垂直地焊接在主体板101的左右端；端部约束部分呈“F”形外形，左右对称设置在主体部分1的左右两端，端部约束部分2下部为支撑板201，上部为用于承放所述主体板两个端头的卡口；卡口为平行排列的两段卡板(202和203)，卡板之间具有与主体板端头厚度相适宜的间隙204；立杆205的一端垂直地立于支撑板201中心，另一端与两段卡板连接。

端部约束部分2的间隙204与主体部分钢板厚度一致，保证“F”型卡槽与主体部分端部紧密贴合。

主体部分1的主体板101长度按照实际需要确定，宽度大于土压力盒直径2～3cm，厚度需大于1cm，具体随长度增大而加厚。

短钢板(102和103)的作用主要是增大钢板端部与上覆土体的接触面积，借助上部压力来约束端部。如果端部上覆土层很厚，借助该横向短钢板即可很好地稳固长条钢板的端部，甚至可以取消端部约束部分，适用于路基底部或中部布设横向土压力盒的情况。

采用本发明水平布置土压力盒的固定装置，可有效提供一个相对固定体，让土压力盒很好地发挥作用，解决上文所提到水平向土压力盒埋设所碰到的各种问题。本发明装置由简单的钢板、角钢焊接而成，制作简单，成本低，安装便利。根据现场实测值，使用这套装置安装的水平向土压力盒测值准确。装置设计合理，可在相关工程中推广使用。

附图说明

图1为固定装置整体布置示意图。

图2为主体板的构造图。

图3为端部约束部分的竖向剖视图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明的结构作进一步的详述。

由图1至图3可看到，本发明水平布置土压力盒的固定装置由主体部分1和端部约束部分2构成，主体部分具有“工”字型结构，由钢板焊接而成，主体板101用于粘贴土压力盒，两个端头102和103为两个短钢板，垂直地焊接在主体板101的左右端。端部约束部分呈“F”形外形，左右对称设置在主体部分(1)的左右两端，端部约束部分2下部为支撑板201，上部为用于承放所述主体板两个端头(即两个短钢板)的卡口；卡口为平行排列的两段卡板(202和203)，卡板之间具有与主体板端头厚度相适宜的间隙204；立杆205的一端垂直地立于支撑板201中心，另一端与两段卡板连接。支撑板201为方形钢板制得。

主体板101由长条钢板制作而成，其长度按照实际需要确定，宽度宜大于土压力盒直径2～3cm，厚度需大于1cm，具体随长度增大而加厚。“工”字的两端需焊接与长条钢板相垂直的短钢板，形成“工”字的两个“一”，长度取30～50cm即可，宽度和厚度与长条钢板保持一致。

端部约束部分由角钢和钢板焊接而成，这部分结构与主体部分端部相垂直，通过开挖小坑再灌注水泥砂浆固结成相对不动体而起到约束端部的作用。角钢焊接成“F”型的钢结构，两“一”是角钢两个相对的直角面，之间的距离等于主体板的厚度，长度10cm即可，这样可使焊接而成的角钢很好地卡住主体部分钢板的端部。“F”型结构的下部焊接一块矩形或方形的钢板，边长宜大于20cm，厚度0.6～1cm，其作用是让约束结构与安装时注入的水泥砂浆充分接触，承受其重力及水泥砂浆与周围土体产生的摩擦力。“F”型结构的“丨”亦是一条短角钢，用于连接主体端部与下部矩形钢板，起到传递约束力的作用，长度40～60cm，具体根据端部土体的密实程度而定。

设备安装过程：

1.按照设计要求，在路基面或天然斜坡面上清理出一块平整的区域；

2.按照土压力盒布置的要求，在土压力盒的固定面涂上强力胶水，贴于固定设备主体部分的相应位置，并让胶水充分干燥产生良好的粘结力；

3.在清理出的区域按照土压力盒相应的位置挖出小槽，其深度略小于土压力盒的厚度，并在槽内垫上5mm左右厚度的细砂；

4.将固定设备主体部分反转，让土压力盒扣在垫有细砂的槽内；

5.两土压力盒之间的钢板与路基面之间留有空隙，用细砂或细土从侧面撒入将其填满；

6.在路基工程中，如果土压力盒上部还需继续进行填筑施工，则在该固定设备上部至少填放35cm后的填土后再行碾压；如果上部不再填土，则人工铲一些土将固定装置掩埋即可；

7.完成上述步骤后，主体部分结构埋设完成，接下来开始端部约束结构的埋设：

首先，在主体部分端部开挖一个小坑，让约束结构能够充分放入，需注意结构底部与坑底之间要留有空隙；

然后，用大的石块压住主体部分端部，让靠近端部的土压力盒与土体充分接触，通过仪器测试等其产生读数并稳定后，开始向开挖的坑里注入水泥砂浆，填平至埋设位置的路基面或坡面；

最后，等水泥砂浆固结后，搬离压在主体部分端部的石块。此时，约束结构借助水泥砂浆的自重及其与周围土体的摩擦力对主体部分端部产生约束，从而对土压力盒提供了一个相对固定的平面，让其能够充分合理地发挥作用。至此，完成整个安装过程。

Claims (3)

1.一种水平布置土压力盒的固定装置，在路基工程监测工程中用于土压力盒的固定，其特征在于，由主体部分(1)和端部约束部分(2)构成，主体部分(1)具有“工”字型结构，由钢板焊接而成，主体板(101)用于粘贴土压力盒，两个端头(102和103)为两个短钢板，垂直地焊接在主体板(101)的左右端；端部约束部分呈“F”形外形，左右对称设置在主体部分(1)的左右两端，端部约束部分(2)下部为支撑板(201)，上部为用于承放所述主体板两个端头的卡口；卡口为平行排列的两段卡板(202和203)，卡板之间具有与主体板端头厚度相适宜的间隙(204)；立杆(205)的一端垂直地立于支撑板(201)中心，另一端与两段卡板连接。

2.根据权利要求1所述的水平布置土压力盒的固定装置，其特征在于，所述端部约束部分(2)的间隙(204)与主体部分钢板厚度一致，保证“F”型卡槽与主体部分端部紧密贴合。

3.根据权利要求1所述的水平布置土压力盒的固定装置，其特征在于，所述主体部分(1)的主体板(101)长度按照实际需要确定，宽度大于土压力盒直径2～3cm，厚度需大于1cm，具体随长度增大而加厚。