CN105350509B - 一种填土分层沉降监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种填土分层沉降监测装置及方法，其监测装置包括由下至上埋设于待监测土层内且均呈竖直向布设的底部沉降监测单元、中部沉降监测单元和地表沉降监测单元，待监测土层内开有埋设孔，底部沉降监测单元的正下方设置有锚固头；底部沉降监测单元、中部沉降监测单元和地表沉降监测单元均包括测斜管、套装在测斜管外侧的伸缩管和安装于测斜管内侧上部的位移传感器；其监测方法包括步骤：一、埋设孔钻探；二、底部沉降监测单元安装；三、中部沉降监测单元安装；四、地表沉降监测单元安装；五、分层沉降监测。本发明设计合理、操作简便且埋设方便、测量精度高，能有效解决现有分层沉降监测设备存在的设备埋设工作量大、测量精度较低等问题。

Description

一种填土分层沉降监测装置及方法

技术领域

本发明属于岩土工程监测技术领域，尤其是涉及一种填土分层沉降监测装置及方法。

背景技术

填方路基、堤坝、机场和城镇建设用地平整工程中，内部分层沉降监测是岩土工程监测的主要内容。在填土施工期和工后期的沉降监测数据，对控制施工速率、保证施工质量与优化设计参数均具有指导性作用。

目前，常用的分层沉降监测设备主要包括分层沉降标、电磁式沉降仪、静力水准仪、水平固定式测斜仪、振弦式沉降仪等。其中，分层沉降标监测方法是在地层不同深度埋设分层沉降标，标底安装在被测土层上，通过标杆将被测土层的沉降变化引至地面测量，该方法需要随填筑施工将标杆逐节接到地面，采用水准测量方法观测沉降，施工过程的沉降监测较为困难；电磁式沉降仪方法是在填土内部垂直埋设套管，沿套管外部每间隔一定深度设置一个磁环，采用电磁感应探头确定每个磁环的位置，根据管口高程计算填土中不同土层沉降量和总沉降量，该方法需人工测量，测量结果受到配套钢尺测量精度和人为误差影响，每次测量需要采用水准测量对管口高程进行校测，增加了测量工作量，影响测量精度；静力水准仪是利用连通管内液面高度处于同一平面的原理，在基准点和各观测点处分别设置一台静力水准仪，基准点需要设置在稳定区域，液体和气体连通管将各静力水准仪连通起来并通过外套保护管埋设在填土当中，该方法的设备安装埋设工作量大、影响填筑施工、测试管路保护难度大；水平固定式测斜仪是在埋设高程水平布设测斜管，若干水平固定式测斜仪按照一定间距设置在管内，通过固定式测斜仪测定垂直方向的倾角，根据传感器间距和所测倾角计算传感器安装位置处的沉降变形，当填土发生沉陷或错位后，对测量系统的影响大；振弦式沉降仪是将仪器固定在沉降盘上，通过通液管将蒸馏水输入到沉降仪中，形成蒸馏水柱，水柱产生的压力直接作用在传感器的承力膜上，通过测量传感器的频率变化计算出压力变化，经过换算可得到水柱高度，进而可计算沉降盘高程，该方法存在管路的堵塞和防冻问题，若水柱高度过高，测量精度达不到规范要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种填土分层沉降监测装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便、设备埋设方便、测量精度高，能有效解决现有分层沉降监测设备存在的设备埋设工作量大、测量精度较低等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种填土分层沉降监测装置，其特征在于：包括由下至上埋设于待监测土层内且均呈竖直向布设的底部沉降监测单元、中部沉降监测单元和地表沉降监测单元，所述待监测土层为填土层且所述待监测土层内开有一个呈竖直向布设的埋设孔，所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元均布设在所述埋设孔内且三者均布设在同一竖直线上，所述底部沉降监测单元的正下方设置有锚固于所述埋设孔底部的锚固头；

所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的结构均相同且三者均为填土沉降监测单元；所述填土沉降监测单元包括呈竖直向布设的测斜管、同轴套装在测斜管外侧的伸缩管和安装于测斜管内侧上部的位移传感器，所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的测斜管的管径均相同且三者的测斜管均位于同一竖直线上；所述中部沉降监测单元连接于所述底部沉降监测单元与所述地表沉降监测单元之间，所述底部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的测斜管与所述中部沉降监测单元的测斜管之间均通过第一沉降板进行连接，所述地表沉降监测单元的测斜管顶部设置有第二沉降板，所述第一沉降板和第二沉降板均呈水平布设；所述底部沉降监测单元的位移传感器连接于锚固头与第一沉降板之间，所述中部沉降监测单元的位移传感器连接于上下两个所述第一沉降板之间，所述地表沉降监测单元的位移传感器连接于第一沉降板与第二沉降板之间。

上述一种填土分层沉降监测装置，其特征是：所述待监测土层为填土层，所述填土层由下至上分为底部沉降监测层、中部沉降监测层和地表沉降监测层，所述底部沉降监测单元埋设于底部沉降监测层内，所述中部沉降监测单元埋设于中部沉降监测层内，所述地表沉降监测单元埋设于地表沉降监测层内；所述中部沉降监测单元的数量为多个，多个所述中部沉降监测单元由下至上连接于所述底部沉降监测单元与所述地表沉降监测单元之间，所述中部沉降监测层由下至上分为多个中部监测土层，多个所述中部沉降监测单元分别埋设于多个所述中部监测土层内；多个所述中部沉降监测单元的结构均相同，上下相邻两个所述中部沉降监测单元的测斜管之间均通过第一沉降板进行连接，每个所述中部沉降监测单元的位移传感器均连接于上下相邻两个所述第一沉降板之间；所述第二沉降板上部设置有沉降观测标。

上述一种填土分层沉降监测装置，其特征是：所述填土沉降监测单元还包括安装于测斜管内的扶正器，所述扶正器位于位移传感器下方；

所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的位移传感器分别为第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器的上部均安装在位于其上方的第一沉降板上，所述第三位移传感器上部安装在位于其上方的第二沉降板上；所述第一位移传感器与锚固头之间、所述第二位移传感器与位于其下方的第一沉降板之间以及所述第三位移传感器与位于其下方的第一沉降板之间均通过多个由下至上布设在同一竖直线上的连接杆进行连接，上下相邻两个所述连接杆之间均通过一个扶正器进行连接。

上述一种填土分层沉降监测装置，其特征是：所述填土沉降监测单元中测斜管的底端与伸缩管的底端相平齐，所述测斜管的顶端高度低于伸缩管的顶端高度；

所述第一沉降板和第二沉降板均包括呈水平布设的法兰盘、固定安装在法兰盘中部且呈竖直向布设的丝杆和与丝杆呈同轴布设的下滑管，所述丝杆与法兰盘呈同轴布设，所述下滑管位于法兰盘的正下方且其顶端外侧设置有固定于法兰盘底部的上固定环；

所述底部沉降监测单元和所述中部沉降监测单元的伸缩管顶端均支顶在位于其上方的第一沉降板的上固定环底部，每个所述第一沉降板的下滑管均由上至下插入至位于其下方的测斜管内；所述地表沉降监测单元的伸缩管顶端支顶在第二沉降板的所述上固定环底部，所述第二沉降板的下滑管由上至下插入所述地表沉降监测单元的测斜管内；

所述第一沉降板还包括位于法兰盘正上方的上滑管，所述上滑管的管径与下滑管的管径相同，所述上滑管与丝杆呈同轴布设且其底端外侧设置有固定于法兰盘顶部的下固定环；所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的伸缩管和测斜管底端均支撑于位于其下方的第一沉降板的所述下固定环上。

上述一种填土分层沉降监测装置，其特征是：所述扶正器为滑轮导向扶正杆；所述滑轮导向扶正杆包括导向杆和多个由上至下安装在导向杆上且能在测斜管内进行上下滑动的滑轮组，所述导向杆与测斜管呈同轴布设，多个所述滑轮组的结构和尺寸均相同且其均安装在导向杆上；每个所述滑轮组均包括一个倾斜布设的轮架、能在测斜管内侧壁上进行上下滑动的滑轮和两个分别位于轮架上下两侧的压缩弹簧，两个所述滑轮分别安装在轮架的上下两端，两个所述滑轮和两个所述压缩弹簧均位于同一竖直面上，两个所述压缩弹簧的外端均固定在导向杆上且其内端均支顶在轮架上，所述轮架通过铰接轴安装在导向杆上。

上述一种填土分层沉降监测装置，其特征是：所述填土沉降监测单元中扶正器位于位移传感器的正下方，且扶正器和位移传感器均与测斜管呈同轴布设；所述测斜管和伸缩管的管壁上均开有供与位移传感器连接的数据传输线穿过的穿线孔；

所述滑轮导向扶正杆中滑轮组的数量为两个，两个所述滑轮组位于同一竖直面上或呈垂直布设；所述测斜管的内侧壁上开有两组导槽，两组所述导槽呈垂直布设；每组所述导槽均包括两个分别布设在测斜管内侧壁上且供所述滑轮组中的两个所述滑轮上下滑动的导槽，两个所述导槽均呈竖直向布设。

上述一种填土分层沉降监测装置，其特征是：所述位移传感器为电感调频式位移传感器；所述电感调频式位移传感器包括内置电感线圈且下部内侧设置有空腔的测杆、盖装在测杆顶部的顶盖、同轴套装在测杆外侧且能在测杆外侧上下滑动的外套管和由下至上插入测杆内且能随外套管同步进行上下移动的活塞杆，所述测杆呈竖直向布设，所述外套管和活塞杆均与测杆呈同轴布设，所述活塞杆由导磁材料加工而成且其底部固定在外套管上。

上述一种填土分层沉降监测装置，其特征是：所述埋设孔的孔径比伸缩管的外径大40mm～60mm，所述埋设孔的底部伸入至基岩或坚硬土层内且其伸入基岩或坚硬土层内的深度不小于30cm；所述埋设孔底部伸入基岩或坚硬土层内的孔段为底部锚固段，所述锚固头位于所述底部锚固段内，且所述底部锚固段内填充有对锚固头进行锚固的混凝土或锚固砂浆；所述底部沉降监测单元的伸缩管和测斜管均位于所述底部锚固段上方；所述待监测土层中位于第二沉降板上方的土层为地表土层，所述地表土层的厚度为25cm～35cm，所述第二沉降板通过由混凝土灌注而成的混凝土层与地表土层紧固连接为一体。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好的填土分层沉降监测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、埋设孔钻探：在所述待监测土层内钻取所述埋设孔；

步骤二、底部沉降监测单元安装：先将锚固头下放至所述埋设孔底部，并对下放到位的锚固头进行锚固；之后，将预先组装好的所述底部沉降监测单元下放至所述埋设孔内，再在下放到位的所述底部沉降监测单元上部安装第一沉降板，并使得所述底部沉降监测单元的位移传感器连接于锚固头与第一沉降板之间；

步骤三、中部沉降监测单元安装：将预先组装好的所述中部沉降监测单元下放至所述埋设孔内，再在下放到位的所述中部沉降监测单元上部安装第一沉降板，并使得所述中部沉降监测单元的位移传感器连接于上下两个所述第一沉降板之间；

步骤四、地表沉降监测单元安装：将预先组装好的所述地表沉降监测单元下放至所述埋设孔内，再在下放到位的所述地表沉降监测单元上部安装第二沉降板，并使得所述地表沉降监测单元的位移传感器连接于第一沉降板与第二沉降板之间；

所述待监测土层中位于第二沉降板上方的土层为地表土层，所述地表土层的厚度为25cm～35cm，所述第二沉降板通过由混凝土灌注而成的混凝土层与地表土层紧固连接为一体；

步骤五、分层沉降监测：对所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的位移传感器所测试位移数据进行实时采集，并所采集的位移数据进行同步记录。

上述方法，其特征是：步骤四中进行地表沉降监测单元安装时，还需在所述第二沉降板上部安装沉降观测标；步骤五中进行分层沉降监测时，还需同时对所述沉降观测标进行沉降观测，并对沉降观测数据进行同步记录。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的填土分层沉降监测装置结构简单、设计合理且投入成本较低，施工方便。

2、所采用的填土分层沉降监测装置安装简便，设备埋设方便且埋设工作量小，埋设过程简单且设备安装质量易于控制。

3、所采用的填土分层沉降监测装置使用操作简便，实现方便。

4、所采用的填土分层沉降监测装置使用效果好且测量精度高，结合由下至上布设的多个填土沉降监测单元和顶部的沉降观测标同步对待监测土层同时期的沉降数据进行测量，其中由下至上布设的多个填土沉降监测单元对填方地区填土深部的分层沉降进行监测，且通过沉降观测标对填方区填土的整体沉降进行监测，因而能实现施工期填土内部分层沉降与工后地表沉降的全程监测，能有效提高监测数据的完整性，提高监测精度。

5、所采用填土沉降监测单元的结构简单、设计合理且加工制作及安装方便，应用伸缩管外套在测斜管上，能有效减小土体沉降对测斜管所产生的垂向摩擦力而导致的管体沉降，从而降低沉降误差。

6、所采用位移传感器的结构简单、设计合理且加工制作及安装布设方便、使用效果好、测量精度高、经济耐用，通过在位移传感器的外套管上设置滑动环，并在滑动环上设置有O型防水圈，内置电感线圈的测杆下部为空腔，管口端部带有卡环，位移传感器全部拉伸后，卡环阻止导磁体活塞杆与内置电感线圈的测杆分离，工作过程安全、可靠，并且能有效提高设备的安装效率。

7、所采用的滑轮导向扶正杆结构简单、设计合理且加工制作及安装方便、安装效率高、使用效果好，能有效保证填土分层沉降监测装置主体处于测斜管的中心位置，减小测杆因倾斜角度不同而产生的微小位移，从而提高测量精度。

8、所采用的填土分层沉降监测方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，实现了对填土分层沉降准确监测，具有装置结构简单、操作方便、埋设方便、测试精度高等优点。

9、使用方式灵活且适用面广，不仅可在填方结束后采用钻探埋设孔的方式进行安装使用，也可随填土填筑施工同步埋设，并且能有效适用于不同深度的填方工程。

综上所述，本发明设计合理、操作简便且埋设方便、测量精度高，能有效解决现有分层沉降监测设备存在的设备埋设工作量大、测量精度较低等问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明填土分层沉降监测装置的使用状态参考图。

图1-1为图1中A处的局部放大图。

图2为本发明位移传感器的结构示意图。

图3为本发明滑轮导向扶正杆的安装位置示意图。

图4为本发明第一沉降板的结构示意图。

图5为本发明测斜管、伸缩管和下滑管的布设位置示意图。

图6为本发明填土分层沉降监测方法的流程框图。

附图标记说明:

1—伸缩管； 2—测斜管； 3—位移传感器；

4—连接杆； 5—扶正器； 6-1—第一沉降板；

6-2—第二沉降板； 7—锚固头； 8—导槽；

9—坚硬土层； 10-1—底部沉降监测层；

10-2—中部沉降监测层； 10-3—地表沉降监测层；

10-4—地表土层 11—数据传输线； 12—顶盖；

13—外套管； 14—滑动环； 15—O型防水圈；

16—测杆； 17—卡环； 18—活塞杆；

19—接头； 20—滑轮； 21—轮架；

22—导向杆； 23—铰接轴； 24—压缩弹簧；

25—法兰盘； 26-1—下滑管； 26-2—上滑管；

27—紧固螺栓； 28—丝杆； 29—螺母；

30—垫片； 31—沉降观测标； 32—混凝土层。

具体实施方式

如图1所示的一种填土分层沉降监测装置，包括由下至上埋设于待监测土层内且均呈竖直向布设的底部沉降监测单元、中部沉降监测单元和地表沉降监测单元，所述待监测土层为填土层且所述待监测土层内开有一个呈竖直向布设的埋设孔，所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元均布设在所述埋设孔内且三者均布设在同一竖直线上，所述底部沉降监测单元的正下方设置有锚固于所述埋设孔底部的锚固头7。

所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的结构均相同且三者均为填土沉降监测单元。所述填土沉降监测单元包括呈竖直向布设的测斜管2、同轴套装在测斜管2外侧的伸缩管1和安装于测斜管2内侧上部的位移传感器3，所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的测斜管2的管径均相同且三者的测斜管2均位于同一竖直线上。所述中部沉降监测单元连接于所述底部沉降监测单元与所述地表沉降监测单元之间，所述底部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的测斜管2与所述中部沉降监测单元的测斜管2之间均通过第一沉降板6-1进行连接，所述地表沉降监测单元的测斜管2顶部设置有第二沉降板6-2，所述第一沉降板6-1和第二沉降板6-2均呈水平布设。所述底部沉降监测单元的位移传感器3连接于锚固头7与第一沉降板6-1之间，所述中部沉降监测单元的位移传感器3连接于上下两个所述第一沉降板6-1之间，所述地表沉降监测单元的位移传感器3连接于第一沉降板6-1与第二沉降板6-2之间。

本实施例中，所述第二沉降板6-2上部设置有沉降观测标31。

本实施例中，所述待监测土层为填土层。其中，填土层为回填土形成的土层。

所述填土层由下至上分为底部沉降监测层10-1、中部沉降监测层10-2和地表沉降监测层10-3，所述底部沉降监测单元埋设于底部沉降监测层10-1内，所述中部沉降监测单元埋设于中部沉降监测层10-2内，所述地表沉降监测单元埋设于地表沉降监测层10-3内。

本实施例中，所述中部沉降监测单元的数量为多个，多个所述中部沉降监测单元由下至上连接于所述底部沉降监测单元与所述地表沉降监测单元之间，所述中部沉降监测层10-2由下至上分为多个中部监测土层，多个所述中部沉降监测单元分别埋设于多个所述中部监测土层内；多个所述中部沉降监测单元的结构均相同，上下相邻两个所述中部沉降监测单元的测斜管2之间均通过第一沉降板6-1进行连接，每个所述中部沉降监测单元的位移传感器3均连接于上下相邻两个所述第一沉降板6-1之间。

实际施工时，可根据具体需要，对所述中部沉降监测单元的数量进行调整，所述中部沉降监测单元的数量与所述中部监测土层的数量相同。

实际使用时，所述第一沉降板6-1和第二沉降板6-2均为圆形沉降板且其直径大于所述埋设孔的孔径，所述埋设孔的内壁上开有供第一沉降板6-1和第二沉降板6-2安装的环形安装槽。

实际使用时，所述第一沉降板6-1布设于底部沉降监测层10-1和中部沉降监测层10-2之间、中部沉降监测层10-2与地表沉降监测层10-3之间以及上下相邻两个所述中部监测土层之间的分界处。

并且，所述待监测土层中位于第二沉降板6-2上方的土层为地表土层10-4，所述地表土层10-4的厚度为25cm～35cm，所述第二沉降板6-2通过由混凝土灌注而成的混凝土层32与地表土层10-4紧固连接为一体。

本实施例中，所述地表土层10-4的厚度为30cm。所述混凝土层32的层厚与地表土层10-4的厚度相同，所述混凝土层32的层厚为30cm。实际施工时，可根据具体需要，对地表土层10-4的厚度进行相应调整。

实际施工时，可根据具体需要，对底部沉降监测层10-1、中部沉降监测层10-2和地表沉降监测层10-3的厚度分别进行相应调整。

本实施例中，所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元均布设在所述埋设孔的中心轴线上。

本实施例中，所述填土沉降监测单元还包括安装于测斜管2内的扶正器5，所述扶正器5位于位移传感器3下方。

所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的位移传感器3分别为第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器的上部均安装在位于其上方的第一沉降板6-1上，所述第三位移传感器上部安装在位于其上方的第二沉降板6-2上；所述第一位移传感器与锚固头7之间、所述第二位移传感器与位于其下方的第一沉降板6-1之间以及所述第三位移传感器与位于其下方的第一沉降板6-1之间均通过多个由下至上布设在同一竖直线上的连接杆4进行连接，上下相邻两个所述连接杆4之间均通过一个扶正器5进行连接。

本实施例中，所述底部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元中扶正器5的数量均为一个。

实际施工时，可根据底部沉降监测层10-1、中部沉降监测层10-2和地表沉降监测层10-3的厚度，对所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元中扶正器5的数量进行相应调整。

本实施例中，所述填土沉降监测单元中扶正器5位于位移传感器3的正下方，且扶正器5和位移传感器3均与测斜管2呈同轴布设。并且，所述测斜管2与所述埋设孔呈同轴布设。因而，所有扶正器5和连接杆4均布设在所述埋设孔的中心轴线上。

同时，所述测斜管2和伸缩管1的管壁上均开有供与位移传感器3连接的数据传输线11(即数据线)穿过的穿线孔。

本实施例中，所述填土沉降监测单元中测斜管2的底端与伸缩管1的底端相平齐，所述测斜管2的顶端高度低于伸缩管1的顶端高度。

如图4、图5所示，所述第一沉降板6-1和第二沉降板6-2均包括呈水平布设的法兰盘25、固定安装在法兰盘25中部且呈竖直向布设的丝杆28和与丝杆28呈同轴布设的下滑管26-1，所述丝杆28与法兰盘25呈同轴布设，所述下滑管26-1位于法兰盘25的正下方且其顶端外侧设置有固定于法兰盘25底部的上固定环。

所述底部沉降监测单元和所述中部沉降监测单元的伸缩管1顶端均支顶在位于其上方的第一沉降板6-1的上固定环底部，每个所述第一沉降板6-1的下滑管26-1均由上至下插入至位于其下方的测斜管2内；所述地表沉降监测单元的伸缩管1顶端支顶在第二沉降板6-2的所述上固定环底部，所述第二沉降板6-2的下滑管26-1由上至下插入所述地表沉降监测单元的测斜管2内。

本实施例中，所述第一沉降板6-1还包括位于法兰盘25正上方的上滑管26-2，所述上滑管26-2的管径与下滑管26-1的管径相同，所述上滑管26-2与丝杆28呈同轴布设且其底端外侧设置有固定于法兰盘25顶部的下固定环；所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的伸缩管1和测斜管2底端均支撑于位于其下方的第一沉降板6-1的所述下固定环上。

本实施例中，所述丝杆28为侧壁上由上至下均设置外螺纹的螺纹杆。所述丝杆28的上下部均伸出至法兰盘25外侧，且法兰盘25通过上下两个螺母29固定在丝杆28中部，两个所述螺母29均套装在丝杆28且其分别位于法兰盘25的上下两侧。

实际使用时，所述法兰盘25为所述圆形沉降板且其直径大于所述埋设孔的孔径。两个所述螺母29与法兰盘25之间均垫装有垫片30。

本实施例中，所述第一沉降板6-1和第二沉降板6-2的下滑管26-1插入测斜管2内的长度均为4cm～6cm。

实际安装时，所述沉降观测标31的顶端露出待监测地层的地表外侧。

并且，所述沉降观测标31露出地表外侧的高度为3cm～5cm。

本实施例中，所述沉降观测标31位于第二沉降板6-2的正上方且固定在第二沉降板6-2上部，所述沉降观测标31向上露出混凝土层32(即地表)的高度为4cm。

本实施例中，所述上固定环和所述下固定环与法兰盘25之间均通过多个紧固螺栓27进行连接。

因而，所述第一沉降板6-1和第二沉降板6-2均为一体式结构，实际安装及使用非常简便。并且，所述第一沉降板6-1和第二沉降板6-2分别位于所述待监测土层的监测地层处。

本实施例中，所述上滑管26-2与下滑管26-1的尺寸相同。并且，所述第一沉降板6-1和第二沉降板6-2中法兰盘25、丝杆28和下滑管26-1的尺寸均相同。

本实施例中，所述上滑管26-2与下滑管26-1的外径均略小于测斜管2的内径，因而上滑管26-2和下滑管26-1可在测斜管2内自由顺畅地进行上下滑动。

并且，所述上滑管26-2与下滑管26-1的外径均比测斜管2的内径小2mm～4mm。所述上滑管26-2与下滑管26-1的长度均比位移传感器3的量程(即能够测量的位置最大值)大8cm～10cm。

如图3所示，所述扶正器5为滑轮导向扶正杆。所述滑轮导向扶正杆包括导向杆22和多个由上至下安装在导向杆22上且能在测斜管2内进行上下滑动的滑轮组，所述导向杆22与测斜管2呈同轴布设，多个所述滑轮组的结构和尺寸均相同且其均安装在导向杆22上；每个所述滑轮组均包括一个倾斜布设的轮架21、能在测斜管2内侧壁上进行上下滑动的滑轮20和两个分别位于轮架21上下两侧的压缩弹簧24，两个所述滑轮20分别安装在轮架21的上下两端，两个所述滑轮20和两个所述压缩弹簧24均位于同一竖直面上，两个所述压缩弹簧24的外端均固定在导向杆22上且其内端均支顶在轮架21上，所述轮架21通过铰接轴23安装在导向杆22上。

本实施例中，所述滑轮导向扶正杆中滑轮组的数量为两个。

实际使用时，两个所述滑轮组位于同一竖直面上或呈垂直布设；所述测斜管2的内侧壁上开有两组导槽8，两组所述导槽8呈垂直布设；每组所述导槽8均包括两个分别布设在测斜管2内侧壁上且供所述滑轮组中的两个所述滑轮20上下滑动的导槽8，两个所述导槽8均呈竖直向布设。

本实施例中，两个所述滑轮组位于同一竖直面上。实际使用时，所述滑轮20成对安装在轮架21上，所述轮架21绕导向杆22上的铰接轴23(即转轴)旋转，通过两个所述压缩弹簧24对所述滑轮组中的两个所述滑轮20进行压持，保证所述滑轮导向扶正杆位于测斜管2的中部，并使所述滑轮组中的两个所述滑轮20能够沿测斜管2的导槽8上下滑动。

本实施例中，所述位移传感器3为电感调频式位移传感器。

实际使用时，所述位移传感器3也可以采用其它类型的电感式位移传感器、霍尔位移传感器等。所述位移传感器3对所处位置处的上下位移进行测试。

如图2所示，所述电感调频式位移传感器包括内置电感线圈且下部内侧设置有空腔的测杆16、盖装在测杆16顶部的顶盖12、同轴套装在测杆16外侧且能在测杆16外侧上下滑动的外套管13和由下至上插入测杆16内且能随外套管13同步进行上下移动的活塞杆18，所述测杆16呈竖直向布设，所述外套管13和活塞杆18均与测杆16呈同轴布设，所述活塞杆18由导磁材料加工而成且其底部固定在外套管13上。

因而，所述电感调频式位移传感器为活塞式组合结构，所述电感线圈呈竖直向布设。所述活塞杆18为导磁体。

本实施例中，所述外套管13的顶端与测杆16之间设置有滑动环14，所述测杆16的底端外侧壁上套装有对外套管13进行限位的卡环17，当位移传感器3达到最大拉伸量程时，卡环17阻止活塞杆18与测杆16分离。

并且，所述滑动环14上内嵌O型防水圈15。本实施例中，所述活塞杆18与外套管13连接为一体且二者之间通过接头19进行连接。

实际连接时，所述外套管13底端与位于其下方的连接杆4顶端进行同轴连接。

由上述内容可知，所述伸缩管1外套在测斜管2上且其内径略大于测斜管2的外径，所述测斜管2带有两对互相垂直的导槽8；所述位移传感器3、扶正器5、第一沉降板6-1和第二沉降板6-2以及锚固头7之间用连接杆4进行连接并位于测斜管2的中心轴线上；所述第一位移传感器和所述第二位移传感器的上部均设置有一个所述第一沉降板6-1，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器的上部均与位于其上方的第一沉降板6-1进行连接；所述第二沉降板6-2位于所述第三位移传感器上部，所述第三位移传感器上部与位于其上方的第二沉降板6-2连接，所述第一沉降板6-1和第二沉降板6-2分别用于测量分层变形；所述锚固头7位于最下部，固定于基岩或相对坚硬的坚硬土层9内，所述锚固头作为施工期的相对基准点；沉降观测标31位于最上部，用于监测地表沉降。

实际安装时，通过第一沉降板6-1对所述第一位移传感器和位于最下部的所述中部沉降监测单元中最底部的连接杆4进行连接；上下相邻两个所述中部沉降监测单元中，位于上方的所述中部沉降监测单元中最底部的连接杆4与位于下方的所述中部沉降监测单元的所述第二位移传感器之间通过第一沉降板6-1进行连接；每个所述中部沉降监测单元中位于最底部的连接杆4均与位于其下方的第一沉降板6-1中丝杆8的顶端进行同轴连接，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器的顶盖12均与位于其上方的第一沉降板6-1中丝杆8的底端同轴连接。并且，位于最上部的所述中部沉降监测单元的所述第二位移传感器与所述地表沉降监测单元中位于最底部的连接杆4之间通过第一沉降板6-1进行连接，所述地表沉降监测单元中位于最底部的连接杆4与位于其下方的第一沉降板6-1中丝杆8的顶端进行同轴连接，位于最上部的所述中部沉降监测单元的所述第二位移传感器的顶盖12与位于其上方的第一沉降板6-1中丝杆8的底端同轴连接；所述第三位移传感器的顶盖12与第二沉降板6-2中丝杆8的底端同轴连接。

本实施例中，所述埋设孔的孔径比伸缩管1的外径大40mm～60mm。

所述埋设孔的底部伸入至基岩或坚硬土层9内且其伸入基岩或坚硬土层9内的深度不小于30cm。所述埋设孔底部伸入基岩或坚硬土层9内的孔段为底部锚固段，所述锚固头7位于所述底部锚固段内，且所述底部锚固段内填充有对锚固头7进行锚固的混凝土或锚固砂浆；所述底部沉降监测单元的伸缩管1和测斜管2均位于所述底部锚固段上方。

本实施例中，所述埋设孔底部伸入基岩或坚硬土层9内的深度为30cm，所述底部锚固段的长度与所述埋设孔底部伸入基岩或坚硬土层9内的深度相同，因而所述底部锚固段的长度为30cm。

实际施工时，可根据具体需要，对所述底部锚固段的长度进行相应调整。

本实施例中，所述锚固头7为圆锥形且其直径由上至下逐渐缩小。

实际使用时，所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的测斜管2和伸缩管1均组装为一体，所述测斜管2由多个从下至上布设的测斜管管段拼接而成，所述伸缩管1由多个从下至上布设的伸缩管管段拼接而成，每个所述测斜管管段上均同轴套装有一个伸缩管管段且二者组成一个连接管段。

如图6所示的一种填土分层沉降监测方法，包括以下步骤：

步骤一、埋设孔钻探：在所述待监测土层内钻取所述埋设孔；

步骤二、底部沉降监测单元安装：先将锚固头7下放至所述埋设孔底部，并对下放到位的锚固头7进行锚固；之后，将预先组装好的所述底部沉降监测单元下放至所述埋设孔内，再在下放到位的所述底部沉降监测单元上部安装第一沉降板6-1，并使得所述底部沉降监测单元的位移传感器3连接于锚固头7与第一沉降板6-1之间；

步骤三、中部沉降监测单元安装：将预先组装好的所述中部沉降监测单元下放至所述埋设孔内，再在下放到位的所述中部沉降监测单元上部安装第一沉降板6-1，并使得所述中部沉降监测单元的位移传感器3连接于上下两个所述第一沉降板6-1之间；

步骤四、地表沉降监测单元安装：将预先组装好的所述地表沉降监测单元下放至所述埋设孔内，再在下放到位的所述地表沉降监测单元上部安装第二沉降板6-2，并使得所述地表沉降监测单元的位移传感器3连接于第一沉降板6-1与第二沉降板6-2之间；

所述待监测土层中位于第二沉降板6-2上方的土层为地表土层10-4，所述地表土层10-4的厚度为25cm～35cm，所述第二沉降板6-2通过由混凝土灌注而成的混凝土层32与地表土层10-4紧固连接为一体；

步骤五、分层沉降监测：对所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的位移传感器3所测试位移数据进行实时采集，并所采集的位移数据进行同步记录。

本实施例中，步骤四中进行地表沉降监测单元安装时，还需在所述第二沉降板6-2上部安装沉降观测标31；步骤五中进行分层沉降监测时，还需同时对所述沉降观测标31进行沉降观测，并对沉降观测数据进行同步记录。

实际安装时，所述沉降观测标31下部固定在所述混凝土层内。

本实施例中，步骤二中对所述底部沉降监测单元进行安装时、步骤三中对所述中部沉降监测单元进行安装时和步骤四中对所述地表沉降监测单元进行安装时，需将所述第一位移传感器、所述第二位移传感器和所述第三位移传感器的数据传输线11引出地表。

本实施例中，步骤二中进行底部沉降监测单元安装之前，需在所述埋设孔底部(即所述底部锚固段内)注入对锚固头7进行锚固的混凝土。连接于所述锚固头7与所述底部沉降监测单元中的扶正器5之间的连接杆4分为上下两个连接杆节段。

实际施工时，对所述底部沉降监测单元进行安装时，先将位于所述底部沉降监测单元中锚固头7与位于扶正器5下方的两个连接锚固头7的连接杆节段下放至所述埋设孔内，直至锚固头7下放至所述底部锚固段内，待锚固头7下放到位后，下压锚固头7上部所装连接杆节段的上端杆顶，使锚固头7插入所述底部锚固段内的混凝土中，并使锚固头7与混凝土凝固为一整体，确保锚固头7位移不再发生变化，此时锚固头7作为施工期测量的相对基准点。

对所述底部沉降监测单元进行组装时，通过连接杆4将所述第一位移传感器和所述滑轮导向扶正杆进行连接，所述滑轮导向扶正杆中的滑轮20沿测斜管2内的导槽8放入外套装有伸缩管1的测斜管2中，同时在伸缩管1与测斜管2侧壁上的适当位置开孔，用于将所述第一位移传感器的数据传输线11引到地表读取数据，由于所述底部沉降监测单元中测斜管2的顶端高度低于伸缩管1的顶端高度，因而便于连接杆4的续接。将测斜管2与已连接好的第一位移传感器与所述滑轮导向扶正杆同时竖直向下放入所述埋设孔内并至连接锚固头7上部的连接杆节段杆顶，之后续接连接杆4及测斜管2。

对第一沉降板6-1进行安装时，在所述埋设孔的内侧壁上水平刻槽用于放置法兰盘25，所获得的刻槽为供第一沉降板6-1的法兰盘25安装的安装槽，所述刻槽为圆环形且其外径与法兰盘25的直径一致，所述刻槽的体积以容纳法兰盘25的1/2体积为佳。

步骤三中对所述中部沉降监测单元进行组装时，将预先组装好的所述中部沉降监测单元下放至所述埋设孔内，根据所述中部监测土层的数量以及各中部监测土层的厚度，对多个所述中部沉降监测单元分别进行组装。其中，对任一个所述中部沉降监测单元进行组装时，用连接杆4将位移传感器3与所述滑轮导向扶正杆连接，并使得滑轮20沿测斜管2上的导槽8放入套好伸缩管1的测斜管2中，同时在伸缩管1与测斜管2侧壁上的适当位置开孔，用于将位移传感器3(具体是所述第二位移传感器)的数据传输线11引到地表读取数据，此处测斜管2的长度略短于已连接好的位移传感器3、连接杆4和所述滑轮导向扶正杆的整体长度，方便连接杆4续接。

实际对多个所述中部沉降监测单元进行安装时，多个所述中部沉降监测单元的安装方法均相同，并且由下至上分别对多个所述中部沉降监测单元进行安装。任一个所述中部沉降监测单元安装完成后，均需在其上部安装一个所述第一沉降板6-1，所述第一沉降板6-1的安装方法与步骤二中对位于所述底部沉降监测单元上部的第一沉降板6-1进行安装的安装方法相同。对任一个所述中部沉降监测单元进行安装时，将外套伸缩管1的测斜管2与已连接好的位移传感器3、连接杆4和所述滑轮导向扶正杆同时竖直向下放入所述埋设孔内，当前所安装中部沉降监测单元下端的连接杆4与位于其下方且已安装完成的第一沉降板6-1中丝杆28的上端连接，并使位于其下方的第一沉降板6-1中上滑管26-2完全嵌入当前所安装中部沉降监测单元的测斜管2内。

步骤三中对所述地表沉降监测单元进行安装时，当所述待监测地层的填土达到设计标高后，先对用连接杆4将位移传感器3和所述滑轮导向扶正杆连接，并使滑轮20沿测斜管2上的导槽8放入套好伸缩管1的测斜管2中，同时在伸缩管1与测斜管2侧壁上的适当位置开孔，用于将位移传感器3(具体是所述第三位移传感器)的数据传输线11引到地表读取数据，此处测斜管2的长度略短于已连接好的位移传感器3、连接杆4和所述滑轮导向扶正杆的整体长度，方便连接杆4的续接。将外套伸缩管1的测斜管2与已连接好的位移传感器3、连接杆4和所述滑轮导向扶正杆同时竖直向下放入所述埋设孔内。所述地表沉降监测单元下端的连接杆4与位于其下方且已安装完成的第一沉降板6-1中丝杆28的上端连接，并使位于其下方的第一沉降板6-1中上滑管26-2完全嵌入所述地表沉降监测单元的测斜管2内。

本实施例中，对第二沉降板6-2进行安装时，在所述埋设孔的内侧壁上水平刻槽用于放置法兰盘25，所获得的刻槽为供第一沉降板6-1的法兰盘25安装的安装槽，所述刻槽为圆环形且其外径与法兰盘25的直径一致，所述刻槽的体积以容纳法兰盘25的1/2体积为佳。

本实施例中，所述沉降观测标31为焊接固定于第二沉降板6-2的丝杆28上端的螺纹钢，所述螺纹钢与第二沉降板6-2的丝杆28呈同轴布设。

并且，所述第二沉降板6-2的法兰盘25置于地表以下30cm处，第二沉降板6-2的丝杆28上端焊接直径为Φ20mm的螺纹钢且其所述螺纹钢露出地表的高度为4cm。

实际使用时，利用沉降观测仪器对所述沉降观测标31进行沉降观测。本实施例中，所述沉降观测仪器为水准仪，利用所述水准仪观测沉降观测标31能对填方体(即所述待监测土层)的整体沉降进行观测；所述第二沉降板6-2的丝杆28下端与所述第三位移传感器的顶盖12相连，所述第二沉降板6-2的下滑管26-1嵌入所述地表沉降监测单元的测斜管2内的长度为4cm～6cm。所述待监测土层的地表与第二沉降板6-2的法兰盘25之间用混凝土层32进行浇固，确保观测沉降标31的稳固，减小沉降观测误差。此时，所述地表沉降监测单元安装完成，整个填土分层沉降监测装置亦安装完毕，读取各位移传感器3的数据传输线11所得数据即为相对应监测土层的沉降位移。

本实施例中，所述埋设孔的顶端开有供混凝土层32灌注的灌注孔，所述灌注孔位于第二沉降板6-2的法兰盘25上且其孔径由下至上逐渐增大，所述灌注孔的底部孔径与第二沉降板6-2的法兰盘25的直径相同。

实际施工时，当所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元或所述地表沉降监测单元中扶正器5的数量为多个时，多个所述扶正器5中上下相邻两个所述扶正器5的数量均为4m～5m。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种填土分层沉降监测装置，其特征在于：包括由下至上埋设于待监测土层内且均呈竖直向布设的底部沉降监测单元、中部沉降监测单元和地表沉降监测单元，所述待监测土层为填土层且所述待监测土层内开有一个呈竖直向布设的埋设孔，所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元均布设在所述埋设孔内且三者均布设在同一竖直线上，所述底部沉降监测单元的正下方设置有锚固于所述埋设孔底部的锚固头(7)；

所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的结构均相同且三者均为填土沉降监测单元；所述填土沉降监测单元包括呈竖直向布设的测斜管(2)、同轴套装在测斜管(2)外侧的伸缩管(1)和安装于测斜管(2)内侧上部的位移传感器(3)，所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的测斜管(2)的管径均相同且三者的测斜管(2)均位于同一竖直线上；所述中部沉降监测单元连接于所述底部沉降监测单元与所述地表沉降监测单元之间，所述底部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的测斜管(2)与所述中部沉降监测单元的测斜管(2)之间均通过第一沉降板(6-1)进行连接，所述地表沉降监测单元的测斜管(2)顶部设置有第二沉降板(6-2)，所述第一沉降板(6-1)和第二沉降板(6-2)均呈水平布设；所述底部沉降监测单元的位移传感器(3)连接于锚固头(7)与第一沉降板(6-1)之间，所述中部沉降监测单元的位移传感器(3)连接于上下两个所述第一沉降板(6-1)之间，所述地表沉降监测单元的位移传感器(3)连接于第一沉降板(6-1)与第二沉降板(6-2)之间；

所述填土沉降监测单元还包括安装于测斜管(2)内的扶正器(5)，所述扶正器(5)位于位移传感器(3)下方；

所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的位移传感器(3)分别为第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器的上部均安装在位于其上方的第一沉降板(6-1)上，所述第三位移传感器上部安装在位于其上方的第二沉降板(6-2)上；所述第一位移传感器与锚固头(7)之间、所述第二位移传感器与位于其下方的第一沉降板(6-1)之间以及所述第三位移传感器与位于其下方的第一沉降板(6-1)之间均通过多个由下至上布设在同一竖直线上的连接杆(4)进行连接，上下相邻两个所述连接杆(4)之间均通过一个扶正器(5)进行连接；

所述填土沉降监测单元中测斜管(2)的底端与伸缩管(1)的底端相平齐，所述测斜管(2)的顶端高度低于伸缩管(1)的顶端高度；

所述第一沉降板(6-1)和第二沉降板(6-2)均包括呈水平布设的法兰盘(25)、固定安装在法兰盘(25)中部且呈竖直向布设的丝杆(28)和与丝杆(28)呈同轴布设的下滑管(26-1)，所述丝杆(28)与法兰盘(25)呈同轴布设，所述下滑管(26-1)位于法兰盘(25)的正下方且其顶端外侧设置有固定于法兰盘(25)底部的上固定环；

所述底部沉降监测单元和所述中部沉降监测单元的伸缩管(1)顶端均支顶在位于其上方的第一沉降板(6-1)的上固定环底部，每个所述第一沉降板(6-1)的下滑管(26-1)均由上至下插入至位于其下方的测斜管(2)内；所述地表沉降监测单元的伸缩管(1)顶端支顶在第二沉降板(6-2)的所述上固定环底部，所述第二沉降板(6-2)的下滑管(26-1)由上至下插入所述地表沉降监测单元的测斜管(2)内；

所述第一沉降板(6-1)还包括位于法兰盘(25)正上方的上滑管(26-2)，所述上滑管(26-2)的管径与下滑管(26-1)的管径相同，所述上滑管(26-2)与丝杆(28)呈同轴布设且其底端外侧设置有固定于法兰盘(25)顶部的下固定环；所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的伸缩管(1)和测斜管(2)底端均支撑于位于其下方的第一沉降板(6-1)的所述下固定环上。

2.按照权利要求1所述的一种填土分层沉降监测装置，其特征在于：所述待监测土层为填土层，所述填土层由下至上分为底部沉降监测层(10-1)、中部沉降监测层(10-2)和地表沉降监测层(10-3)，所述底部沉降监测单元埋设于底部沉降监测层(10-1)内，所述中部沉降监测单元埋设于中部沉降监测层(10-2)内，所述地表沉降监测单元埋设于地表沉降监测层(10-3)内；所述中部沉降监测单元的数量为多个，多个所述中部沉降监测单元由下至上连接于所述底部沉降监测单元与所述地表沉降监测单元之间，所述中部沉降监测层(10-2)由下至上分为多个中部监测土层，多个所述中部沉降监测单元分别埋设于多个所述中部监测土层内；多个所述中部沉降监测单元的结构均相同，上下相邻两个所述中部沉降监测单元的测斜管(2)之间均通过第一沉降板(6-1)进行连接，每个所述中部沉降监测单元的位移传感器(3)均连接于上下相邻两个所述第一沉降板(6-1)之间；所述第二沉降板(6-2)上部设置有沉降观测标(31)。

3.按照权利要求1所述的一种填土分层沉降监测装置，其特征在于：所述扶正器(5)为滑轮导向扶正杆；所述滑轮导向扶正杆包括导向杆(22)和多个由上至下安装在导向杆(22)上且能在测斜管(2)内进行上下滑动的滑轮组，所述导向杆(22)与测斜管(2)呈同轴布设，多个所述滑轮组的结构和尺寸均相同且其均安装在导向杆(22)上；每个所述滑轮组均包括一个倾斜布设的轮架(21)、能在测斜管(2)内侧壁上进行上下滑动的滑轮(20)和两个分别位于轮架(21)上下两侧的压缩弹簧(24)，两个所述滑轮(20)分别安装在轮架(21)的上下两端，两个所述滑轮(20)和两个所述压缩弹簧(24)均位于同一竖直面上，两个所述压缩弹簧(24)的外端均固定在导向杆(22)上且其内端均支顶在轮架(21)上，所述轮架(21)通过铰接轴(23)安装在导向杆(22)上。

4.按照权利要求3所述的一种填土分层沉降监测装置，其特征在于：所述填土沉降监测单元中扶正器(5)位于位移传感器(3)的正下方，且扶正器(5)和位移传感器(3)均与测斜管(2)呈同轴布设；所述测斜管(2)和伸缩管(1)的管壁上均开有供与位移传感器(3)连接的数据传输线(11)穿过的穿线孔；

所述滑轮导向扶正杆中滑轮组的数量为两个，两个所述滑轮组位于同一竖直面上或呈垂直布设；所述测斜管(2)的内侧壁上开有两组导槽(8)，两组所述导槽(8)呈垂直布设；每组所述导槽(8)均包括两个分别布设在测斜管(2)内侧壁上且供所述滑轮组中的两个所述滑轮(20)上下滑动的导槽(8)，两个所述导槽(8)均呈竖直向布设。

5.按照权利要求1或2所述的一种填土分层沉降监测装置，其特征在于：所述位移传感器(3)为电感调频式位移传感器；所述电感调频式位移传感器包括内置电感线圈且下部内侧设置有空腔的测杆(16)、盖装在测杆(16)顶部的顶盖(12)、同轴套装在测杆(16)外侧且能在测杆(16)外侧上下滑动的外套管(13)和由下至上插入测杆(16)内且能随外套管(13)同步进行上下移动的活塞杆(18)，所述测杆(16)呈竖直向布设，所述外套管(13)和活塞杆(18)均与测杆(16)呈同轴布设，所述活塞杆(18)由导磁材料加工而成且其底部固定在外套管(13)上。

6.按照权利要求1或2所述的一种填土分层沉降监测装置，其特征在于：所述埋设孔的孔径比伸缩管(1)的外径大40mm～60mm，所述埋设孔的底部伸入至基岩或坚硬土层(9)内且其伸入基岩或坚硬土层(9)内的深度不小于30cm；所述埋设孔底部伸入基岩或坚硬土层(9)内的孔段为底部锚固段，所述锚固头(7)位于所述底部锚固段内，且所述底部锚固段内填充有对锚固头(7)进行锚固的混凝土或锚固砂浆；所述底部沉降监测单元的伸缩管(1)和测斜管(2)均位于所述底部锚固段上方；所述待监测土层中位于第二沉降板(6-2)上方的土层为地表土层(10-4)，所述地表土层(10-4)的厚度为25cm～35cm，所述第二沉降板(6-2)通过由混凝土灌注而成的混凝土层(32)与地表土层(10-4)紧固连接为一体。

7.一种利用如权利要求1所述装置对待监测土层进行分层沉降监测的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、埋设孔钻探：在所述待监测土层内钻取所述埋设孔；

步骤二、底部沉降监测单元安装：先将锚固头(7)下放至所述埋设孔底部，并对下放到位的锚固头(7)进行锚固；之后，将预先组装好的所述底部沉降监测单元下放至所述埋设孔内，再在下放到位的所述底部沉降监测单元上部安装第一沉降板(6-1)，并使得所述底部沉降监测单元的位移传感器(3)连接于锚固头(7)与第一沉降板(6-1)之间；

步骤三、中部沉降监测单元安装：将预先组装好的所述中部沉降监测单元下放至所述埋设孔内，再在下放到位的所述中部沉降监测单元上部安装第一沉降板(6-1)，并使得所述中部沉降监测单元的位移传感器(3)连接于上下两个所述第一沉降板(6-1)之间；

步骤四、地表沉降监测单元安装：将预先组装好的所述地表沉降监测单元下放至所述埋设孔内，再在下放到位的所述地表沉降监测单元上部安装第二沉降板(6-2)，并使得所述地表沉降监测单元的位移传感器(3)连接于第一沉降板(6-1)与第二沉降板(6-2)之间；

所述待监测土层中位于第二沉降板(6-2)上方的土层为地表土层(10-4)，所述地表土层(10-4)的厚度为25cm～35cm，所述第二沉降板(6-2)通过由混凝土灌注而成的混凝土层(32)与地表土层(10-4)紧固连接为一体；

步骤五、分层沉降监测：对所述底部沉降监测单元、所述中部沉降监测单元和所述地表沉降监测单元的位移传感器(3)所测试位移数据进行实时采集，并所采集的位移数据进行同步记录。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤四中进行地表沉降监测单元安装时，还需在所述第二沉降板(6-2)上部安装沉降观测标(31)；步骤五中进行分层沉降监测时，还需同时对所述沉降观测标(31)进行沉降观测，并对沉降观测数据进行同步记录。