CN107084702A - 既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板与使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在既有沉降板上安装拉伸单元装置的沉降装置及其安装方法，在底管（3‑1）的顶部连接拉伸单元；拉伸单元包括：外管（3‑2）、内管（3‑3）、底管（3‑1）和外管（3‑2）之间的连接件（4）、以及控制构件（9‑1）；在内管（3‑3）上设置有滑动槽，在滑动槽中设置有卡接件（6‑1），卡接件的一端连接有弹簧和绳（9‑2）；所述绳（9‑2）的一端与卡接件连接固定在一起，其另外一端与控制构件（9‑1）连接；通过控制构件能够控制内管与外管的卡合。采用本发明的沉降监测装置能够解决现有技术中是沉降监测装置被填土掩埋时不易接管的问题。

Description

既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板与使用方法

技术领域

本发明专利涉及一种公路、铁路、建筑的地基施工领域，特别涉及一种既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板与使用方法。

背景技术

现有技术中的沉降板一般由底板、肋板、连接管、管箍组成。其在公路、铁路、房建等领域的地基基施工监测中得到了大量采用，优势在于：成本低、原材料容易获得、测量精度高。但是在施工过程中，经常出现“第三方监测单位埋设的沉降板连接管被掩埋的问题”、“连接管在接管时，垂直度较差”等问题。

然而，现有技术中关于沉降板的发展如：“高速公路软土地基沉降板观测沉降的程序和方法，张序，公路，2002年第12期”、“客运专线路基组合沉降板沉降观测方法，朱俊山，岩土工程界，2008年第7期”等人提出的组合沉降板，均未对“沉降板连接管被掩埋以及垂直度存在偏差”的问题进行报道和解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板与使用方法，以便解决现有技术中接管复杂的问题，特别是被填土掩埋时不易接管的问题。

一种既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板，既有沉降板包括底板(1)、肋板(2)、以及与底板(1)连接的底管(3-1)，底管(3-1)的顶部连接拉伸单元；

所述拉伸单元包括：外管(3-2)、内管(3-3)、底管(3-1)和外管(3-2)之间的连接件(4)、以及控制构件(9-1)；

在内管(3-3)上设置有滑动槽，在滑动槽中设置有卡接件(6-1)，卡接件的一端连接有弹簧和绳(9-2)；在外管(3-2)上下设置有2个以上的卡接孔(6-2)；所述卡接件(6-1)与卡接孔(6-2)相匹配；

所述绳(9-2)的一端与卡接件连接固定在一起，其另外一端与控制构件(9-1)连接；

所述控制构件(9-1)设置在内管的端部。

进一步，所述底管(3-1)与连接件(4)采用螺纹连接，外管(3-2)与连接件(4)采用螺纹连接，底管(3-1)和外管(3-2)在连接件(4)的内部。

进一步，内管(4)的顶部安装有杆顶紧固件，杆顶紧固件的设置有通孔，控制构件(9-1)螺纹连接在通孔中，旋转拉起控制构件(9-1)时通过绳(9-2)带动卡接件(6-1)滑动。

进一步，在所述滑动槽的表面设有孔，所述绳(9-2)穿过上述滑动槽表面的孔与第一卡接件连接；滑动槽为水平设置，在滑动槽中固定一滑轮，以便于绳(9-2)从竖向转为水平。

进一步，所述与第一卡接件(6-2)的对应的活动槽的正内侧(4-1)设置孔，在活动槽的正内侧(4-1)的背面固设有滑轮(4-2)，第一连接构件绕过滑轮(4-2)将第一卡接件(6-2)与控制构件(9-1)连接起来。

进一步，内管中的滑动槽的端部设置有阻挡部和开口部，卡接件(6-1)的突出部(6-1-1)能够突出于开口部。

进一步，在初始状态和拉伸最终状态下，内管(3-3)始终有一部分伸入到底管(3-1)中且与底管(3-1)贴合。

进一步，内管设置上下2个以上的卡接件(6-1)；在初始状态下，内管(3-3)伸入到底管(3-1)中；在外管上对应于每个卡接件(6-1)均设置2个以上的卡接；在内管的端部设置有与每个卡接件对应的控制构件。

一种既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板的使用方法，包括以下步骤：第一，将底板放置于路基上，按照监测频率量测底管的管口高程；第二，随着填土高度的增加，在底管上安装拉伸单元；安装完成后，量测内管(3-3)的管口高程；第三，随着填土高度的增加，通过拉起控制构件(9-1)，使得卡接件从外管的卡接孔中抽出，拉伸内管，放松控制构件，直至内管中的卡接件与外管的下一个卡接孔卡接；每次拉伸完成后，量测内管的管口高程；其中，底管上安装拉伸单元的方式为：先在底管上安装连接件(4)，然后将外管(3-2)和内管(3-3)通过卡接件与卡接孔固定在一起后两者作为一体，然后旋紧外管(3-2)与连接件(4)；或者先在底管上安装连接件(4)，然后将外管安装固定在连接件上，然后将内管插入外管中，内管与外管通过卡接件与卡接孔固定。

采用上述技术方案，与现有技术相比，优点包括以下几点。

第一，内管的管径有限，柔性的绳子较刚性的连接件，截面积更小，安装起来更加方便。

第二，通过一个滑轮，便于绳子转向；

第三，内管在外管中滑动，保证了内管的垂直度；第四，内管、外管两者可以分离，便于安装。

第四，在拉伸单元的外管被掩埋后，只需要找到控制构件，拉伸控制构件，即可拉升内管。

第五，拉伸单元的优点在于其垂直度好、被掩埋时不需要接管(现有技术的连接管在掩埋时由于人在填土上方，接管很容易接偏)，其缺点是造价偏高；本发明综合了现有技术与拉伸单元的优点，现有技术的底管与底板固定在一起，减少成本；在沉降板埋设初期，施工填土往往较慢，其被掩埋的概率较低，因此采用底板+底管的既有沉降板来监测是可行的；随着填土高度的增加，工程进展也越来越顺，填土的速率往往保持在一个较高的水平，沉降板被掩埋的概率相应增加，且此时监测频率也相应的增加，此时若沉降板被掩埋，需要的寻找修复成本较快，无法给业主提供监测数据；因此将拉伸单元设置在底管上方，是经济和技术上两方面综合考虑的结果。

第六，内管始终在底管保留一部分且保持贴合，能够保证内管的垂直度，进而提高监测数据的可靠性。

第七，内管设置多个卡接件的设计，特别适合高填土路基使用。

附图说明：

图1：实施例一的沉降板结构图。

图2：实施例一的外管设计图。

图3：实施例一的内管设计图。

图4：实施例二的沉降板的结构图。

图5：实施例三的沉降板的结构图。

图6：实施例三的外管设计图。

图7：实施例三的内管设计图。

图8：实施例三的内管的滑动槽端部细节图。

附图标记：1底板，2肋板，3-1底管，3-2外管，3-3内管，4连接件，6-1卡接件，6-2卡接孔，9-1绳，9-2控制构件。

具体实施方式

实施例一：某工程中的路基设计高度为3m，路基沉降量为1m，路基填土高度为4m；采用本发明的既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板进行监测，其中，既有沉降板包括底板(1)、肋板(2)、以及与底板(1)连接的底管(3-1)，底管(3-1)的顶部连接拉伸单元。

所述拉伸单元包括：外管(3-2)、内管(3-3)、底管(3-1)和外管(3-2)之间的连接件(4)、以及控制构件(9-1)；

所述底管(3-1)与连接件(4)采用螺纹连接，外管(3-2)与连接件(4)采用螺纹连接，底管(3-1)和外管(3-2)在连接件(4)的内部；内管(3-3)与外管(3-2)采用卡接的方式固定，在内管(3-3)上设置有滑动槽，在滑动槽中设置有卡接件(6-1)，卡接件的一端连接有弹簧(图1中未示出)和绳(9-2)；在外管(3-2)设置有2个以上的卡接孔(6-2)；所述卡接件(6-1)与卡接孔(6-2)相匹配。

具体的，实施例一各个构件的尺寸为：底管高度为1.5m；外管高度为1.5m，内管高度采用1.5m；在初始状态下，内管管口较外管管口高0.1m，在外管上均匀布置4个孔，每个孔之间的间距为0.4m，最上面的孔/最下面的孔距外管的上端/下端距离均为0.15m；拉伸单元在初始状态下高度为1.6m(外管的管底至内管的管顶的高度)，内管的卡接件与外管的最下面的孔卡接；拉伸单元在最终状态下高度为2.8m(外管的管底至内管的管顶的高度)，内管的卡接件与外管的最上面的孔卡接。

拉伸单元的内管每次在拉起时的高度为0.4m(相邻两孔的间距)，其与路基填土碾压厚度0.3-0.5m相匹配；若拉伸单元的相邻孔的高度过高，使得内管距离填土表面高度太高，使得水准仪观测者不便于读取(水准仪的高程要高于内管管顶)；若拉伸单元的相邻孔的高度过低，使得调整过于频繁。

内管(3-3)从外管(3-1)抽出的方式如下：绳(9-2)的一端与卡接件连接固定在一起，其另外一端与控制构件(9-1)连接；当需要调高内管(3-3)管顶高度时，首先拉出控制构件(9-2)，通过拉动绳(9-2)拉动卡接件(6-1)从卡接孔(6-2)中抽出；然后向上拉伸内管(3-3)，此时放开控制构件(9-1)，卡接件(6-1)在压缩弹簧的作用下，当卡接件(6-1)到达下一个卡接孔(6-2)的位置时，会自动实现内管与外管的卡接。

实施例一中：滑动槽为水平设置，在滑动槽中固定一滑轮，以便于绳(9-2)从竖向转为水平；在滑动槽中设置有绳(9-2)竖向穿过的孔。

本装置的优点在于：第一，内管的管径有限，柔性的绳子较刚性的连接件，截面积更小，安装起来更加方便；第二，通过一个滑轮，便于绳子转向；第三，内管在外管中滑动，保证了内管的垂直度；第四，内管、外管两者可以分离，便于安装；第四，在拉伸单元的外管被掩埋后，只需要找到控制构件，拉伸控制构件，即可拉升内管；第五，拉伸单元的优点在于其垂直度好、被掩埋时不需要接管(现有技术的连接管在掩埋时由于人在填土上方，接管很容易接偏)，其缺点是造价偏高；本发明综合了现有技术与拉伸单元的优点，现有技术的底管与底板固定在一起，减少成本；在沉降板埋设初期，施工填土往往较慢，其被掩埋的概率较低，因此采用底板+底管的既有沉降板来监测是可行的；随着填土高度的增加，工程进展也越来越顺，填土的速率往往保持在一个较高的水平，沉降板被掩埋的概率相应增加，且此时监测频率也相应的增加，此时若沉降板被掩埋，需要的寻找修复成本较快，无法给业主提供监测数据；因此将拉伸单元设置在底管上方，是经济和技术上两方面综合考虑的结果。

实施例二，工程应用条件与实施例一相同：路基设计高度为3m，路基沉降量为1m，路基填土高度为4m，各个构件的尺寸为：底管高度为1.5m；外管高度为1.5m，内管高度采用3m；在初始状态下，内管管口较外管管口高0.1m，在外管上均匀布置2个孔，孔之间的间距为1.2m，上面的孔/下面的孔距外管的上端/下端距离均为0.15m；初始状态下，内管的卡接件插入到外管中的下面的孔中，内管进入底管中约1.4m；在最终状态下，内管的的卡接件插入到外管中的上面的孔中，内管进入底管中约0.2m；内管与底管贴合。

本发明的实施例二的沉降板的使用方法如下：

第一，将底板放置于路基上，按照监测频率量测底管的管口高程；

第二，随着填土高度的增加，在底管上安装拉伸单元：在底管上安装连接件(4)，然后将外管(3-2)和内管(3-3)通过其中的卡接件固定在一起，两者作为一体，内管(3-3)穿过连接件(4)进入底管(3-1)，然后旋紧外管(3-2)与连接件(4)；内管(3-3)突出于外管(3-2)；量测内管(3-3)的管口高程；

第三，随着填土高度的增加，通过拉起控制构件(9-1)，使得卡接件从外管的卡接孔中抽出，拉伸内管，放松控制构件，直至内管中的卡接件与外管的下一个卡接孔卡接，量测内管的管口高程。

实施例二的意义在于：实施例一中的内管在最终状态下，其垂直度实质上通过连接件来保证的，但是连接件与底管、外管之间均采用螺纹连接，螺纹在拧的过程中经常出现螺纹未贴合的现象；而本申请中的内管始终在底管保留一部分且保持贴合，能够保证内管的垂直度。

实施例三：某工程中的路基设计高度为5m，路基沉降量为2m，路基填土高度为7m。路基土工格栅铺设完成后，埋设沉降板，初始的底管高度为1.5m，随着填土的增加，底管通过管箍等现有技术手段不断加长，底管采用上述“1.5m+1m”三管加长的方式。

在底管上端连接的拉伸单元的设计不同于实施例一，其内管的长度为3.7m，外管的长度为1.4m。

外管上设置2个卡接孔(6-2)，孔间距为1.2m，上端与下端的孔距外管端部距离为0.1m。

内管设置上下2个卡接件(6-1)，两个卡接件(6-1)处于平行关系；内管中的滑动槽的端部并非完全开放，且非完全闭合，在其端部设置有阻挡部和开口部，卡接件(6-1)的突出部(6-1-1)能够突出于开口部；此设计的目的在于使得：内管和卡接件能够成为一个独立的构件，安装时：先在底管上安装连接件，然后安装固定外管，然后在外管中插入内管，内管插入到底管中，即可完成拉伸单元的安装。这样的设计好处在于：内管插入底管中，可以加强内管的垂直度和稳定性，同时提高了拉伸单元的提升高度。

内管的上部的卡接件(6-1)距离距内管的上部管口距离为1.3m，内管的下部卡接件距离内管的上部管口距离为2.2m；拉伸单元初始安装完成时，内管上部的卡接件(6-1)插入到外管的最下端的卡接孔中，内管的管口平齐于外管管口，内管的下管口距离底板0.2m。

填土快到达外管管口时，进行第一次升管，与实施例一的方式相同，拉起控制上部卡接件的控制构件，然后提升内管，直至上部卡接件与外管的上部卡接孔卡接，第一次的升管高度为1.2m；当填土快到达内管时，进行第二次升管，拉起控制上部卡接件控制构件，然后提升内管，直至下部卡接件与外管的下部卡接孔卡接，第二次的升管高度为：1m；当填土快到达内管时，进行第三次升管，拉起控制下部卡接件的控制构件，然后提升内管，直至下部卡接件与外管的上部卡接孔卡接，第三次的升管高度为：1.2m。三次伸管，伸其高度共计：3.4m；伸管完成后，内管管口距离底板高度为：底管2.5m+外管1.4m+外管管口上部的内管3.4m＝7.3m，其大于7m＝路基设计高度为5m+路基沉降量为2m。

实施例三的意义在于：对于高填土路基，既有沉降板上安装1个拉伸单元，即可满足沉降管。需要说明的是：实施例一在使用时，内管提升时往往直接从外管的最下端的卡接孔提升到最上端的卡接孔，这个过程内管在提升时未与填土接触。而对于实施例三而言，在第二次提升、第三次提升时，内管与填土接触，提管类似于拔桩，为了避免这种情况，一是在内管外侧涂油，减小与土体的摩擦力，二是当填土高度到达外管管口后，在其上部的内管外侧设置PVC保护管，也可以减小内管的上拔力。

上述实施例三中的两个卡接件的方向平行，在外管上设置的2个卡接孔，减少了卡接孔的设置；需要说明的是，在某些高填土路基，也可以在内管上设置3个或3个以上的卡接件，3个或3个以上的卡接件的方向也可以采用不同的方向，且在外管上对应与每个卡接件分别设置至少2个卡接孔。

以上已详细描述了本方面的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书的保护范围中。

Claims (10)

1.一种既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板，既有沉降板包括底板（1）、肋板（2）、以及与底板（1）连接的底管（3-1），底管（3-1）的顶部连接拉伸单元；

所述拉伸单元包括：外管（3-2）、内管（3-3）、底管（3-1）和外管（3-2）之间的连接件（4）、以及控制构件（9-1）；

在内管（3-3）上设置有滑动槽，在滑动槽中设置有卡接件（6-1），卡接件的一端连接有弹簧和绳（9-2）；在外管（3-2）上下设置有2个以上的卡接孔（6-2）；所述卡接件（6-1）与卡接孔（6-2）相匹配；

所述绳（9-2）的一端与卡接件连接固定在一起，其另外一端与控制构件（9-1）连接；

所述控制构件（9-1）设置在内管的端部。

2.如权利要求1所述的既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板，其特征在于：所述底管（3-1）与连接件（4）采用螺纹连接，外管（3-2）与连接件（4）采用螺纹连接，底管（3-1）和外管（3-2）在连接件（4）的内部。

3.如权利要求1所述的既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板，其特征在于：内管（4）的顶部安装有杆顶紧固件，杆顶紧固件的设置有通孔，控制构件（9-1）螺纹连接在通孔中，旋转拉起控制构件（9-1）时通过绳（9-2）带动卡接件（6-1）滑动。

4.如权利要求1或2或3所述的既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板，其特征在于：在所述滑动槽的表面设有孔，所述绳（9-2）穿过上述滑动槽表面的孔与第一卡接件连接；滑动槽为水平设置，在滑动槽中固定一滑轮，以便于绳（9-2）从竖向转为水平。

5.如权利要求4所述的既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板，其特征在于：所述与第一卡接件（6-2）的对应的活动槽的正内侧（4-1）设置孔，在活动槽的正内侧（4-1）的背面固设有滑轮（4-2），第一连接构件绕过滑轮（4-2）将第一卡接件（6-2）与控制构件（9-1）连接起来。

6.如权利要求1所述的既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板，其特征在于：内管中的滑动槽的端部设置有阻挡部和开口部，卡接件（6-1）的突出部（6-1-1）能够突出于开口部。

7.如权利要求1所述的既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板，其特征在于：在初始状态和拉伸最终状态下，内管（3-3）始终有一部分伸入到底管（3-1）中且与底管（3-1）贴合。

8.如权利要求1或6或7所述的既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板，其特征在于：内管设置上下2个以上的卡接件（6-1）；在初始状态下，内管（3-3）伸入到底管（3-1）中；在外管上对应于每个卡接件（6-1）均设置2个以上的卡接孔；在内管的端部设置有与每个卡接件对应的控制构件。

9.如权利要求1所述的既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一，将底板放置于路基上，按照监测频率量测底管的管口高程；

第二，随着填土高度的增加，在底管上安装拉伸单元；安装完成后，量测内管（3-3）的管口高程；

第三，随着填土高度的增加，通过拉起控制构件（9-1），使得卡接件从外管的卡接孔中抽出，拉伸内管，放松控制构件，直至内管中的卡接件与外管的下一个卡接孔卡接；每次拉伸完成后，量测内管的管口高程。

10.如权利要求9所述的既有沉降板上设置拉伸单元的沉降板的使用方法，其特征在于：

底管上安装拉伸单元的方式为：

先在底管上安装连接件（4），然后将外管（3-2）和内管（3-3）通过卡接件与卡接孔固定在一起后两者作为一体，然后旋紧外管（3-2）与连接件（4）；

或者先在底管上安装连接件（4），然后将外管安装固定在连接件上，然后将内管插入外管中，内管与外管通过卡接件与卡接孔固定。