CN107882010B - 土体深层沉降的测量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土体深层沉降的测量装置及其使用方法，所述土体深层沉降的测量装置，包括：沉降板套筒；上钢板及下钢板；第一齿轮；第二齿轮，其至少为两个，且其可转动的设置在所述上钢板及下钢板之间，且所述第一齿轮与第二齿轮相互齿合；引伸杆；金属杆，其至少为两个且与所述第二齿轮一一对应，所述金属杆的上端固定在与其对应的第二齿轮下表面的中心，所述金属杆的下端竖直向下依次穿出所述下钢板及沉降板套筒的下端；沉降扇叶，其至少为两个且与所述金属杆一一对应，所述沉降扇叶的一端垂直连接在与其对应的金属杆的下端。本发明具有成本低、测量精准、可回收等优点，可广泛应用于土体深层沉降的测量设备及技术领域。

Description

土体深层沉降的测量装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及土体深层沉降的测量设备及技术领域，更具体地说，本发明涉及一种土体深层沉降的测量装置及其使用方法。

背景技术

目前，磁环式沉降仪是地基深层沉降较常用的设备，但其也存在较多缺点。1)首先设备本身存在误差，探头对磁环信号感应的精度一般在1cm，探头上行和下行时所测得的数据是不同的，往往要采用平均值；2)磁环的升降不容易和土体的变形保持一致，因为磁环一方面要能够在芯管外壁自由滑动,另一方面还要和周围土体结合良好，很难二者兼得。在工程的实际应用表明，磁环法测得的数据很不理想，数据比较零乱且没有规律。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种成本低、测量精准、可回收的土体深层沉降的测量装置。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种土体深层沉降的测量装置，包括：沉降板套筒，其为上下敞口且竖向设置的中空的圆柱体形；上钢板及下钢板，其水平固定设置在所述沉降板套筒的顶部，且所述下钢板位于所述上钢板的正下方；第一齿轮，其可水平转动的设置在所述上钢板及下钢板之间；第二齿轮，其至少为两个，且其可转动的设置在所述上钢板及下钢板之间，且所述第一齿轮与第二齿轮相互齿合；引伸杆，其竖直设置且其下端与所述第一齿轮的上表面的中心固定连接，所述引伸杆的上端穿出所述上钢板；金属杆，其至少为两个且与所述第二齿轮一一对应，所述金属杆的上端固定在与其对应的第二齿轮下表面的中心，所述金属杆的下端竖直向下依次穿出所述下钢板及沉降板套筒的下端；沉降扇叶，其至少为两个且与所述金属杆一一对应，所述沉降扇叶的一端垂直连接在与其对应的金属杆的下端。

优选地，所述的土体深层沉降的测量装置，还包括护筒，其包括底端开放的内中空的圆柱状结构，所述护筒套设在所述沉降板套筒外部，所述引伸杆的上端向上穿过所述护筒顶部。

优选地，所述的土体深层沉降的测量装置，还包括六边形套筒，其内腔为六边形，且其固定套设在所述护筒内部的下端；所述沉降板套筒的外侧为六边形，所述沉降板套筒卡合在所述六边形套筒内腔。

优选地，所述的土体深层沉降的测量装置，还包括锁紧装置，所述锁紧装置包括锁紧套筒，弹簧，插销；所述锁紧套筒为竖向设置且下底面敞口的中空的圆柱体形，所述锁紧套筒的上端固定在所述上钢板；所述弹簧竖直设置在所述锁紧套筒内部，所述弹簧的上端固定设置在所述锁紧套筒的顶板上；所述插销包括一体成型的上部及下部，所述上部为第一圆柱，所述下部为与所述第一圆柱同轴的第二圆柱；所述第一圆柱的上端竖直固定在所述弹簧的下端；所述第二齿轮的上表面向内凹陷形成圆柱形的孔洞，所述孔洞的直径大于所述第二圆柱的直径；其中，当所述沉降扇叶收拢在所述沉降板套筒内部时，第二圆柱的下端面与所述第二齿轮的上表面相抵时，所述弹簧处于压缩状态；当所述沉降扇叶转动180°后并散开时，第二圆柱落入所述孔洞内部，且所述第一圆柱的上端始终套设在所述锁紧套筒的内部。

优选地，所述锁紧套筒的上端的外壁上设置有螺纹，所述上钢板的下表面向内凹陷形成螺孔，所述锁紧套筒通过所述螺纹及螺孔可拆卸的固定在所述上钢板上。

优选地，所述引伸杆与上层钢板之间有橡胶圈密封，所述金属杆与下钢板之间有橡胶圈密封。

优选地，所述引伸杆包括多个圆杆、连接件；所述圆杆为竖直的管状，其上端及下端对称设置有水平的穿过其轴线的第一圆通孔；所述连接件为竖直设置的圆柱体形，所述连接件的上部及下部对称设置有水平的穿过其轴线的第二圆通孔；所述连接件的中部固定套设有环形钢板，所述环形钢板的外径大于所述圆杆的内径；其中，螺杆穿过所述第一圆通孔以及第二圆通孔以将相邻两个所述圆杆固定连接。

优选地，所述圆杆的中部设置有水平的且穿过其轴线的第三圆通孔。

优选地，所述第二齿轮、金属杆及沉降扇叶的数目均为三个。

一种所述的土体深层沉降的测量装置的使用方法，具体步骤如下：S1：将沉降板套筒、上钢板及下钢板、第一齿轮、第二齿轮、引伸杆、金属杆及沉降扇叶组装为一体形成测量组件，在所述沉降扇叶的外侧裹两圈透明胶带将沉降扇叶临时固定为一体；S2：在深层沉降观测点钻孔至土体观测高程处,并在所钻孔的孔底垫一层砂；S3：将固定连接有六边形套筒的护筒放入S2所钻孔内部；S4：将所述S1组装形成的测量组件，从所述护筒的上部竖直放下，直至所述沉降扇叶与S2所钻孔的孔底接触；S5：旋转所述引伸杆，带动第一齿轮转动，并且通过第一齿轮与第二齿轮的啮合带动第二齿轮转动，最终带动沉降扇叶的转动，使所述沉降扇叶割断所述透明胶带，所述沉降扇叶水平转动散开并插入土体，同时，所述第二圆柱伸入所述孔洞中，将所述引伸杆固定不动；S6：读出所述引伸杆顶端标高，经参数转换得出测量点处土体深层沉降的标高；S7：将所述引伸杆回转至初始位置，伸入孔洞的第二圆柱断裂，此时将所述测量组件向上提起，所述沉降扇叶回缩至所述护筒内部，将所述土体深层沉降测量装置回收。

本发明至少包括以下有益效果：

一、与现有技术比较，本装置结构简单、造价低、使用方法简单；通过旋转引伸杆，所述第二圆柱被截断，所述沉降扇叶收拢至所述沉降板套筒内部，将土体深层沉降测量装置回收，降低生产成本，故发明是一种成本低的土体深层沉降的测量装置。

二、本装置通过所述沉降扇叶与深层土体接触，接触面积大，可以准确直观测量深层土体沉降，为工程施工等方面提供准确的理论依据，故本发明是一种测量精准的土体深层沉降的测量装置。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所述锁紧装置的结构示意图；

图3为本发明所述圆杆的结构示意图；

图4为图3所示本发明所述圆杆AA面示意图；

图5为本发明所述连接件的结构示意图；

图6为本发明所述沉降扇叶属于收拢状态时的示意图；

图7为本发明所述沉降扇叶属于散开状态时的示意图；

图8为本发明所述沉降扇叶位于沉降板套筒内部的示意图；

图9为本发明所述引伸杆、第一齿轮、第二齿轮、金属杆及沉降扇叶连接关系图；

图10为本发明所述下钢板示意图；

图11为本发明所述上钢板示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-11所示，本发明提供一种土体深层沉降的测量装置，包括：沉降板套筒12，其为上下敞口且竖向设置的中空的圆柱体形；上钢板8及下钢板7，其水平固定设置在所述沉降板套筒12的顶部，且所述下钢板7位于所述上钢板8的正下方；第一齿轮6，其可水平转动的设置在所述上钢板8及下钢板7之间；第二齿轮5，其至少为两个，且其可转动的设置在所述上钢板8及下钢板7之间，且所述第一齿轮6与第二齿轮5相互齿合；引伸杆1，其竖直设置且其下端与所述第一齿轮6的上表面的中心固定连接，所述引伸杆1的上端穿出所述上钢板8；金属杆9，其至少为两个且与所述第二齿轮5一一对应，所述金属杆9的上端固定在与其对应的第二齿轮5下表面的中心，所述金属杆9的下端竖直向下依次穿出所述下钢板7及沉降板套筒12的下端；沉降扇叶10，其至少为两个且与所述金属杆9一一对应，所述沉降扇叶10的一端垂直连接在与其对应的金属杆9的下端。在深层沉降观测点钻孔至土体观测高程处，钻孔底垫一层砂，置入本装置后，通过水准仪观测引伸杆1顶标高，经引伸杆1杆高参数换算出土体深层沉降。沉降扇叶10收拢时，在沉降扇叶10的外侧裹两圈透明胶带，防止下放的过程中沉降扇叶10打开，待放至指定标高，旋转引伸杆1，沉降扇叶切破透明胶带插入土体。上钢板正中间设置有第一圆孔，方便引伸杆与大齿轮固定连接。下钢板带有第二圆孔，第二圆孔个数及位置分别第二齿轮位置一一对应，方便金属杆与第二齿轮固定连接。第二齿轮在第一齿轮的周围均匀分布，且第一齿轮转动带动第二齿轮转动，第二齿轮间没有干涉。

所述的土体深层沉降的测量装置，还包括护筒3，其包括底端开放的内中空的圆柱状结构，所述护筒3套设在所述沉降板套筒12外部，所述引伸杆1的上端向上穿过所述护筒3顶部。所述护筒3有下部的筒体及上部的管帽2可拆卸的构成，护筒3起到保护本装置的目的，在钻孔里埋设护筒3，连接加长引伸杆1，下放本装置。

所述的土体深层沉降的测量装置，还包括六边形套筒11，其内腔为六边形，且其固定套设在所述护筒3内部的下端；所述沉降板套筒12的外侧为六边形，所述沉降板套筒12卡合在所述六边形套筒11内腔。六边形套筒11固定在护筒3下端，且六边形套筒11的内腔与所述沉降板套筒12的外壁相配合，起到导向及限位的作用。

所述的土体深层沉降的测量装置，还包括锁紧装置4，所述锁紧装置4包括锁紧套筒13，弹簧14，插销；所述锁紧套筒13为竖向设置且下底面敞口的中空的圆柱体形，所述锁紧套筒13的上端固定在所述上钢板8；所述弹簧14竖直设置在所述锁紧套筒13内部，所述弹簧14的上端固定设置在所述锁紧套筒13的顶板上；所述插销包括一体成型的上部及下部，所述上部为第一圆柱15，所述下部为与所述第一圆柱15同轴的第二圆柱16；所述第一圆柱15的上端竖直固定在所述弹簧14的下端；所述第二齿轮5的上表面向内凹陷形成圆柱形的孔洞，所述孔洞的直径大于所述第二圆柱16的直径；其中，当所述沉降扇叶10收拢在所述沉降板套筒12内部时，第二圆柱16的下端面与所述第二齿轮5的上表面相抵时，所述弹簧14处于压缩状态；当所述沉降扇叶10转动180°后并散开时，第二圆柱16落入所述孔洞内部，且所述第一圆柱15的上端始终套设在所述锁紧套筒13的内部。安装好的锁紧装置4，在沉降扇叶打开到指定位置，第二圆柱16刚好插入所述孔洞，保证沉降观测期间沉降扇叶固定；在观测结束后，施加引伸杆1足够扭距，能剪切断第二圆柱16，方便回收深层沉降测量装置，回收的装置只用换锁紧装置就可以继续使用。

所述锁紧套筒13的上端的外壁上设置有螺纹，所述上钢板8的下表面向内凹陷形成螺孔，所述锁紧套筒13通过所述螺纹及螺孔可拆卸的固定在所述上钢板8上。所述锁紧套筒上部设有外螺纹，所述上钢板8上设有螺孔，实现所述锁紧装置4与上钢板8可拆卸连接。

所述引伸杆1与上层钢板之间有橡胶圈密封，所述金属杆9与下钢板7之间有橡胶圈密封。设置密封圈，防止杂物落入，防止第一齿轮6或者第二齿轮5被杂物干涉。

所述引伸杆1包括多个圆杆、连接件；所述圆杆为竖直的管状，其上端及下端对称设置有水平的穿过其轴线的第一圆通孔；所述连接件为竖直设置的圆柱体形，所述连接件的上部及下部对称设置有水平的穿过其轴线的第二圆通孔；所述连接件的中部固定套设有环形钢板，所述环形钢板的外径大于所述圆杆的内径；其中，螺杆穿过所述第一圆通孔以及第二圆通孔以将相邻两个所述圆杆固定连接。手持所述圆杆，在相邻的圆杆的内部插入连接件，连接件与钢管之间用螺杆及螺母固定连接，实现引伸杆1的加长。连接件顶端可以贴上序号标签，便于记录下放于护筒3内连接件长度。

所述圆杆的中部设置有水平的且穿过其轴线的第三圆通孔。引伸杆1中间带孔，插入固定销，固定销跨于护筒3的上端。避免了在引伸杆1加长过程中手持引伸杆1，节省人力。

所述第二齿轮5、金属杆9及沉降扇叶10的数目均为三个。是本发明的优选方案，三片沉降扇叶10分三层置于底部，角点分别与对应的金属杆9焊接，焊接后的沉降扇叶10互相不干扰。

一种所述的土体深层沉降的测量装置的使用方法，具体步骤如下：S1：将沉降板套筒12、上钢板8及下钢板7、第一齿轮6、第二齿轮5、引伸杆1、金属杆9及沉降扇叶10组装为一体形成测量组件，在所述沉降扇叶10的外侧裹两圈透明胶带将沉降扇叶10临时固定为一体；S2：在深层沉降观测点钻孔至土体观测高程处,并在所钻孔的孔底垫一层砂；S3：将固定连接有六边形套筒11的护筒3放入S2所钻孔内部；S4：将所述S1组装形成的测量组件，从所述护筒3的上部竖直放下，直至所述沉降扇叶10与S2所钻孔的孔底接触；S5：旋转所述引伸杆1，带动第一齿6轮转动，并且通过第一齿轮6与第二齿轮5的啮合带动第二齿轮5转动，最终带动沉降扇叶10的转动，使所述沉降扇叶10割断所述透明胶带，所述沉降扇叶10水平转动散开并插入土体，同时，所述第二圆柱16伸入所述孔洞中，将所述引伸杆1固定不动；S6：读出所述引伸杆1顶端标高，经参数转换得出测量点处土体深层沉降的标高；S7：将所述引伸杆1回转至初始位置，伸入孔洞的第二圆柱16断裂，此时将所述测量组件向上提起，所述沉降扇叶10回缩至所述护筒3内部，将所述土体深层沉降测量装置回收。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种土体深层沉降的测量装置，其特征在于，包括：

沉降板套筒，其为上下敞口且竖向设置的中空的圆柱体形；

上钢板及下钢板，其水平固定设置在所述沉降板套筒的顶部，且所述下钢板位于所述上钢板的正下方；

第一齿轮，其可水平转动的设置在所述上钢板及下钢板之间；

第二齿轮，其至少为两个，且其可转动的设置在所述上钢板及下钢板之间，且所述第一齿轮与第二齿轮相互齿合；

引伸杆，其竖直设置且其下端与所述第一齿轮的上表面的中心固定连接，所述引伸杆的上端穿出所述上钢板；

金属杆，其至少为两个且与所述第二齿轮一一对应，所述金属杆的上端固定在与其对应的第二齿轮下表面的中心，所述金属杆的下端竖直向下依次穿出所述下钢板及沉降板套筒的下端；

沉降扇叶，其至少为两个且与所述金属杆一一对应，所述沉降扇叶的一端垂直连接在与其对应的金属杆的下端；

护筒，其包括底端开放的内中空的圆柱状结构，所述护筒套设在所述沉降板套筒外部，所述引伸杆的上端向上穿过所述护筒顶部；

锁紧装置，所述锁紧装置包括锁紧套筒，弹簧，插销；

所述锁紧套筒为竖向设置且下底面敞口的中空的圆柱体形，所述锁紧套筒的上端固定在所述上钢板；

所述弹簧竖直设置在所述锁紧套筒内部，所述弹簧的上端固定设置在所述锁紧套筒的顶板上；

所述插销包括一体成型的上部及下部，所述上部为第一圆柱，所述下部为与所述第一圆柱同轴的第二圆柱；所述第一圆柱的上端竖直固定在所述弹簧的下端；

所述第二齿轮的上表面向内凹陷形成圆柱形的孔洞，所述孔洞的直径大于所述第二圆柱的直径；

其中，当所述沉降扇叶收拢在所述沉降板套筒内部时，第二圆柱的下端面与所述第二齿轮的上表面相抵时，所述弹簧处于压缩状态；当所述沉降扇叶转动180°后并散开时，第二圆柱落入所述孔洞内部，且所述第一圆柱的上端始终套设在所述锁紧套筒的内部。

2.如权利要求1所述的土体深层沉降的测量装置，其特征在于，还包括六边形套筒，其内腔为六边形，且其固定套设在所述护筒内部的下端；

所述沉降板套筒的外侧为六边形，所述沉降板套筒卡合在所述六边形套筒内腔。

3.如权利要求1所述的土体深层沉降的测量装置，其特征在于，所述锁紧套筒的上端的外壁上设置有螺纹，所述上钢板的下表面向内凹陷形成螺孔，所述锁紧套筒通过所述螺纹及螺孔可拆卸的固定在所述上钢板上。

4.如权利要求1所述的土体深层沉降的测量装置，其特征在于，所述引伸杆与上层钢板之间有橡胶圈密封，所述金属杆与下钢板之间有橡胶圈密封。

5.如权利要求1所述的土体深层沉降的测量装置，其特征在于，所述引伸杆包括多个圆杆、连接件；

所述圆杆为竖直的管状，其上端及下端对称设置有水平的穿过其轴线的第一圆通孔；

所述连接件为竖直设置的圆柱体形，所述连接件的上部及下部对称设置有水平的穿过其轴线的第二圆通孔；所述连接件的中部固定套设有环形钢板，所述环形钢板的外径大于所述圆杆的内径；

其中，螺杆穿过所述第一圆通孔以及第二圆通孔以将相邻两个所述圆杆固定连接。

6.如权利要求5所述的土体深层沉降的测量装置，其特征在于，所述圆杆的中部设置有水平的且穿过其轴线的第三圆通孔。

7.如权利要求1所述的土体深层沉降的测量装置，其特征在于，所述第二齿轮、金属杆及沉降扇叶的数目均为三个。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的土体深层沉降的测量装置的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1：将沉降板套筒、上钢板及下钢板、第一齿轮、第二齿轮、引伸杆、金属杆及沉降扇叶组装为一体形成测量组件，在所述沉降扇叶的外侧裹两圈透明胶带将沉降扇叶临时固定为一体；

S2：在深层沉降观测点钻孔至土体观测高程处,并在所钻孔的孔底垫一层砂；

S3：将固定连接有六边形套筒的护筒放入S2所钻孔内部；

S4：将所述S1组装形成的测量组件，从所述护筒的上部竖直放下，直至所述沉降扇叶与S2所钻孔的孔底接触；

S5：旋转所述引伸杆，带动第一齿轮转动，并且通过第一齿轮与第二齿轮的啮合带动第二齿轮转动，最终带动沉降扇叶的转动，使所述沉降扇叶割断所述透明胶带，所述沉降扇叶水平转动散开并插入土体，同时，所述第二圆柱伸入所述孔洞中，将所述引伸杆固定不动；

S6：读出所述引伸杆顶端标高，经参数转换得出测量点处土体深层沉降的标高；

S7：将所述引伸杆回转至初始位置，伸入孔洞的第二圆柱断裂，此时将所述测量组件向上提起，所述沉降扇叶回缩至所述护筒内部，将所述土体深层沉降测量装置回收。