CN105804041A - 大面积超软弱地基沉降监测装置及监测方法 - Google Patents

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姜建芳
徐振兴
吴雄伟
王建策
江晓益
金华辉
占川
汤明礼
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Abstract

本发明提供了一种大面积超软弱地基沉降监测装置及监测方法，本发明装置包括基准桩、沉降盘、水准尺，沉降盘放置于待测地基表层，水准尺固定于沉降盘上，水准尺带刻度的一面朝向所述基准桩，基准桩的顶部高程高于水准尺的底部刻度线。本发明装置通过架设在基准桩上的观测仪器，测读水准尺的刻度变化，获得地基表层的沉降量。本发明具有结构简单、操作方便、测量精度高等优点，无需人工扶尺及转站，大大降低人工成本、提高工作效率，具有广泛的应用价值。

Description

大面积超软弱地基沉降监测装置及监测方法
技术领域
本发明涉及土体沉降监测技术领域，特别涉及一种大面积超软弱地基沉降监测装置及监测方法。
背景技术
随着我国沿海开发进程的加快，在近海滩涂上进行大面积围海造陆已成为沿海城市解决土地资源短缺的重要途径。通常围区的浅表层为新淤积或新吹填的超软弱土，含水量极高，基本无承载力，无法满足施工机械进场要求，因此在围区开发建设前必须对地基进行加固处理，才能把围海造陆所得的土地作为建设用地，而在地基加固处理过程中需进行沉降监测，以了解地基土的压缩变形情况，评价地基处理加固效果。目前，地基处理工程中的沉降监测主要是在表层埋设沉降盘，通过三角架架设水准仪、人工扶尺转站的方式获取地基沉降。但该方法在大面积超软弱地基沉降监测中存在诸多缺点：1)超软弱土工程性质极差，无相对稳定的三角架架设平台，在超软弱土具备一定承载力前无法实现沉降监测；2)人工扶尺需要靠近沉降测点，对超软弱土的扰动将导致沉降盘倾覆，测试非常困难，且存在安全隐患；3)大面积超软弱土区域内人工转站引测，劳动强度大，工作效率低，观测精度差，且易破坏膜面及排水滤管，干扰施工。
发明内容
为解决现有技术在大面积超软弱地基沉降监测中存在的诸多问题，本发明大面积超软弱地基沉降监测装置及监测方法，是将水准尺安装在沉降盘上固定放置于待测地基表层，通过在基准桩上架设观测仪器，测读水准尺的刻度变化，进而获得地基表层的沉降量。
本发明的技术方案为：大面积超软弱地基沉降监测装置，包括基准桩、沉降盘、水准尺，所述沉降盘放置于待测地基表层，所述水准尺固定于沉降盘上，水准尺带刻度的一面朝向所述基准桩，基准桩的顶部高程略高于水准尺的底部刻度线。
所述基准桩包括钢管、支座、固定螺栓、观测平台，钢管底端置于地基稳固土层，支座固接于钢管顶端，固定螺栓垂直焊接于支座，外部观测仪器通过固定螺栓架设在支座上；在钢管的四周堆放土袋搭建成观测平台。
所述沉降盘包括钢板和槽钢，槽钢焊接在钢板上，槽钢的槽口侧朝向基准桩。
所述水准尺可采用铝合金材质，水准尺底部侧面预留定位螺栓孔，并通过定位螺栓固定在槽钢上，所述水准尺可分节、伸缩，水准尺带刻度的一面置于槽钢的槽口侧。
所述钢管可以分节，相邻节钢管采用螺纹固接；所述支座通过螺纹固接在所述钢管顶部。
当地基发生沉降时，水准尺随沉降盘一起下沉，通过架设在基准桩上的外部观测仪器测读出水准尺刻度的变化，即为地基表层的沉降量。
利用如上所述的大面积超软弱地基沉降监测装置的监测方法，包括以下步骤：
(a)打设基准桩：将钢管锤入预设位置的地基土层，直至钢管底端置于稳固土层，将焊有固定螺栓的支座固接于钢管顶端，在钢管四周堆放土袋搭建观测平台；
(b)将沉降盘置于待测地基表层，沉降盘的槽钢的槽口侧朝向基准桩，将水准尺带刻度的一面朝向槽口侧，并固定于槽钢上；
(c)重复步骤(b)，将多个沉降盘置于基准桩四周地基表层的不同测点上；
(d)通过将外部观测仪器架设在基准桩上，测读i测点水准尺的初始刻度Hi0；
(e)过段时间，随着地基沉降的发生，沉降盘带动水准尺一起下沉，再次测读i测点水准尺的刻度Hit；
(f)用Hit-Hi0得到i测点水准尺的刻度变化值ΔHit即为这段时间内i测点地基表层的沉降量。
本发明的有益效果是：
本发明装置的测点水准尺固定放置，可减少人工扶尺对沉降盘的扰动，提高测试精度；基准桩上架设观测仪器，避免因超软弱土承载力不足无法架设三角架进行沉降观测的局限，提高测试可靠性，且无需人工转站引测、一次仪器架设还可实现基准桩四周多个测点观测，大大提高工作效率，降低人工成本，减少对施工的干扰。本装置具有结构简单、操作方便、测量精度高、适应能力强等优点。本发明有效克服了现有技术中存在的诸多缺点，可适用于各种复杂工况的地基处理工程，具有广泛的应用价值。
附图说明
图1是本发明装置的使用状态结构示意图；
图2是本发明的监测原理示意图。
图中：1-基准桩；11-钢管；12-支座；13-固定螺栓；14-观测平台；2-沉降盘；21-钢板；22-槽钢；23-定位螺栓；3-水准尺。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明大面积超软弱地基沉降监测装置，包括基准桩1、沉降盘2、水准尺3，所述沉降盘2放置于待测地基表层，所述水准尺3固定于沉降盘上，水准尺3带刻度的一面朝向所述基准桩，基准桩1的顶部高程略高于水准尺3的底部刻度线。所述基准桩1包括钢管11、支座12、固定螺栓13、观测平台14，钢管11底端置于地基稳固土层，支座12通过螺纹固接在钢管11顶端，固定螺栓13垂直焊接于支座12，外部观测仪器通过固定螺栓13架设在支座12上；在钢管11的四周堆放土袋搭建成观测平台14。所述沉降盘2包括钢板21和槽钢22，槽钢22焊接在钢板21上，且槽口侧朝向基准桩1；所述水准尺3采用铝合金材质，底部侧面预留定位螺栓孔，水准尺3通过定位螺栓23固定在槽钢22上，水准尺3可分节、伸缩，且带刻度的一面置于槽钢22的槽口侧。钢管11可以分节，相邻节钢管11采用螺纹固接。
当地基发生沉降时，水准尺3随沉降盘2一起下沉，通过架设在基准桩1上的外部观测仪器测读出水准尺3刻度的变化，即为地基表层的沉降量。
本实施例提供的利用大面积超软弱地基沉降监测装置的监测方法，包括以下步骤：
(a)将钢管11锤入预设位置的地基土层，直至钢管11底端置于稳固土层，将焊有固定螺栓13的支座12固接于钢管11顶端，在钢管11四周堆放土袋搭建观测平台14；
(b)将沉降盘2置于待测地基表层，并使槽钢22的槽口侧朝向基准桩1，将水准尺3带刻度的一面朝向槽口侧固定于槽钢22上；
(c)重复步骤(b)，将多个沉降盘2置于基准桩1四周地基表层的不同测点上；
(d)通过将外部观测仪器架设在基准桩1上，测读i测点水准尺3的初始刻度Hi0；
(e)过段时间，随着地基沉降的发生，沉降盘2带动水准尺3一起下沉，再次测读i测点水准尺3的刻度Hit；
(f)用Hit-Hi0得到i测点水准尺3的刻度变化值ΔHit即为这段时间内i测点地基表层的沉降量。
上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.大面积超软弱地基沉降监测装置，包括基准桩(1)、沉降盘(2)、水准尺(3)，其特征在于：所述沉降盘(2)放置于待测地基表层，所述水准尺(3)固定于沉降盘(2)上，水准尺(3)带刻度的一面朝向所述基准桩(1)，基准桩(1)的顶部高程高于水准尺(3)的底部刻度线。
2.根据权利要求1所述的大面积超软弱地基沉降监测装置，其特征在于：所述基准桩(1)包括钢管(11)、支座(12)、固定螺栓(13)、观测平台(14)，钢管(11)底端置于地基稳固土层，支座(12)固接于钢管(11)顶端，固定螺栓(13)垂直焊接于支座(12)，外部观测仪器通过固定螺栓(13)架设在支座(12)上，在钢管(11)的四周堆放土袋搭建成观测平台(14)。
3.根据权利要求1所述的大面积超软弱地基沉降监测装置，其特征在于：所述沉降盘(2)包括钢板(21)和槽钢(22)，槽钢(22)焊接在钢板(21)上，槽钢(22)的槽口侧朝向基准桩(1)。
4.根据权利要求1所述的大面积超软弱地基沉降监测装置，其特征在于：所述水准尺(3)底部侧面预留定位螺栓孔并通过定位螺栓(23)固定于槽钢(22)上，水准尺(3)带刻度的一面置于槽钢(22)的槽口侧。
5.根据权利要求1至4任一项所述的大面积超软弱地基沉降监测装置，其特征在于：所述水准尺(3)分节，并能伸缩。
6.根据权利要求2所述的大面积超软弱地基沉降监测装置，其特征在于：所述钢管(11)分节，相邻节钢管(11)采用螺纹固接；所述支座(12)通过螺纹固接在所述钢管(11)顶部。
7.一种利用权利要求1至6任一项所述的大面积超软弱地基沉降监测装置的监测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(a)打设基准桩(1)：将钢管(11)锤入预设位置的地基土层，直至钢管(11)底端置于稳固土层，将焊有固定螺栓(13)的支座(12)固接于钢管(11)顶端，在钢管(11)四周堆放土袋搭建观测平台(14)；
(b)将沉降盘(2)置于待测地基表层，把槽钢(22)的槽口侧朝向基准桩(1)，将水准尺(3)带刻度的一面朝向槽口侧，并固定于槽钢(22)；
(c)重复步骤(b)，将多个沉降盘(2)置于基准桩(1)四周地基表层的不同测点上；
(d)将外部观测仪器架设在基准桩(1)上，测读i测点水准尺(3)的初始刻度Hi0；
(e)过段时间，随着地基沉降的发生，沉降盘(2)带动水准尺(3)一起下沉，再次测读i测点水准尺(3)的刻度Hit；
(f)用Hit-Hi0得到i测点水准尺(3)的刻度变化值ΔHit即为这段时间内i测点地基表层的沉降量。
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