CN108396789B

CN108396789B - 现场土工地基基础沉降监测方法

Info

Publication number: CN108396789B
Application number: CN201810197353.3A
Authority: CN
Inventors: 韩少鹏
Original assignee: Shanghai Hi Tech Engineering Consulting And Supervision Co ltd
Current assignee: Shanghai Hi Tech Engineering Consulting And Supervision Co ltd
Priority date: 2018-03-11
Filing date: 2018-03-11
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2038-03-11
Also published as: CN108396789A

Abstract

一种现场土工监测的地基基础沉降监测方法，包括如下步骤：（1）在预先设计监测点处用工程钻机成孔；（2）在钻孔内安装分层沉降管；（3）在沉降管外设置安装沉降磁环；（4）在沉降管内侧的特定位置固定磁感应时间探头；（5）使用膨胀土或细砂填充钻孔；（6）在沉降监测时，通过数据采集系统采集所述磁感应时间探头的感应信号；（7）通过数据分析系统根据所述数据采集系统获取的所述磁感应时间探头的感应信号，确定地基沉降的时间信息。

Description

现场土工地基基础沉降监测方法

技术领域

本发明涉及基础工程的监测领域，尤其是涉及一种地基基础沉降监测系统。

现有技术

随着我国基本建设的发展，在软土地区兴建高层建筑、高速公路、桥梁等工程日益增加。若对软土特性认识不足，地基处理方法不当，技术控制不严，就会在工程建设中出现地基因失稳滑动而受到破坏，并且后期产生较大的沉降和差异沉降，引发引起上部结构的变形过大、从而导致上部结构开裂、倾斜、乃至倒塌。

引起地基不均匀沉降的主要原因有地基土的不均匀性、地基面积安全储备的不同、地基处理方法不当、建筑结构设计不当以及施工中存在的问题等，其中的任何一个都有可能导致地基不均匀沉降的发生。

现场土工监测对指导施工和保证工程质量具有重要的意义。在工程施工期间，一般都需要对基础沉降进行监测监控，以防出现较大不均匀沉降，且在出现不均匀沉降时及时采取相应的技术措施减少不均匀沉降的危害。

分层沉降磁环法是一种基础沉降监测方法，其根据地质情况在相应深度处沉降管和沉降磁环，使沉降磁环和地层同步沉降，用磁感应探头在沉降管内升降测量各沉降磁环的位置，根据各沉降磁环分别计算各地层的沉降量。现有技术中的分层层降监测系统通常采用上述方式，如CN201410582893.5，CN201510028193.6，CN201610835672.3，CN201610314335.X等发明专利。然而，通过该方法仅能够得到沉降磁环的空间信息，即在监测时沉降磁环的具体位置，而对于地层沉降的时间信息，例如想要确切的知道特定地层沉降5cm时的时间，现有技术方案无法给出解决方法。

发明内容

本发明提供一种地基基础沉降监测方法，能够对于基础层降的空间信息以及时间信息进行监测。

作为本发明的一个方面，提供地基基础沉降监测方法，包括如下步骤：（1）在预先设计监测点处用工程钻机成孔；（2）在钻孔内安装分层沉降管；（3）在沉降管外设置安装沉降磁环；（4）在沉降管内侧的特定位置固定磁感应时间探头；（5）使用膨胀土或细砂填充钻孔；（6）在沉降监测时，通过数据采集系统采集所述磁感应时间探头的感应信号；（7）通过数据分析系统根据所述数据采集系统获取的所述磁感应时间探头的感应信号，确定地基沉降的时间信息。

优选的，还包括步骤（8），通过升降电缆将所述磁感应探头在所述沉降管内竖直上下移动，根据采集的感应信息以及所述升降电缆的刻度，确定地基沉降的空间信息。

优选的，所述地基沉降的空间信息是指沉降磁环相对于初始位置的竖直位移。

优选的，所述时间信息为沉降磁环沉降到特定位置的时间。

优选的，所述步骤（3）中在沉降管外不同高度设置多个沉降磁环；所述多个沉降磁环包括具有第一磁场强度的沉降磁环以及具有第二磁场强度的沉降磁环，所述具有第一磁场强度的沉降磁环与所述具有第二磁场强度的沉降磁环间隔设置，所述第一磁场强度与所述第二磁场强度大小不同，从而使所述磁感应时间探头在感应到具有第一磁场强度的沉降磁环的第一感应信号与以及感应到具有第一磁场强度的沉降磁环的第二感应信号的大小不同。

优选的，所述步骤（6）中，在沉降监测前，数据分析系统以所述磁感应时间探头为起点，对于所述多个沉降磁环进行编号，位于所述磁感应时间探头上方的沉降磁环依次以正整数进行编号，位于所述磁感应时间探头下方的沉降磁环依次以负整数进行编号；所述步骤（7）中，在进行监测时，所述数据分析系统依次记录所述磁感应时间探头的感应信号强度以及时间，根据所述信号感应强度以及时间，确定地基沉降的时间信息。

优选的，所述步骤（7）中，所述数据分析系统通过如下步骤确定地基沉降的时间信息：（1）确定磁感应时间探头上方沉降磁环以及下方沉降磁环对应的编号；（2）在磁感应时间探头监测到信号时，将监测到的磁感应时间探头的感应信号强度与第一感应信号强度以及第二感应信号强度比较，确定是磁感应时间探头上方沉降磁环沉降到磁感应时间探头还是磁感应时间探头下方沉降磁环隆起到磁感应时间探头，记录对应沉降磁环的编号以及感应时间；（3）根据磁感应时间探头相对于沉降磁环的位置，更新磁感应时间探头上方沉降磁环以及下方沉降磁环编号，返回步骤（1）。

附图说明

图1是本发明实施例的地基基础沉降监测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。而且，应当理解，在此描述的各种各样的实施例的特征不互斥，并且能在各种各样的组合和换变过程中存在。

本发明实施例的地基基础沉降监测方法，用于在工程施工中的现场土工监测，参见图1，包括如下步骤：（1）在预先设计监测点处用工程钻机成孔；（2）在钻孔内安装分层沉降管；（3）在沉降管外设置安装沉降磁环；（4）在沉降管内侧的特定位置固定磁感应时间探头；（5）使用膨胀土或细砂填充钻孔；（6）在沉降监测时，通过数据采集系统采集所述磁感应时间探头的感应信号；（7）通过数据分析系统根据所述数据采集系统获取的所述磁感应时间探头的感应信号，确定地基沉降的时间信息；（8），通过升降电缆将所述磁感应探头在所述沉降管内竖直上下移动，根据采集的感应信息以及所述升降电缆的刻度，确定地基沉降的空间信息。

在步骤（1）中，根据现场土工监测的需求，设置单个监测点或者在不同的地点设置多个监测点，通过工程钻机在监测点钻机成孔。

步骤（2）中，将沉降管设置于监测点的地基钻孔内。沉降管可以使用例如PVC管作为沉降管。

步骤（3）中，在沉降管外套设多个沉降磁环，用于随着土体向下或者向上运动。沉降磁环可以根据监测需求，设置于基础的不同土层，也可以在同一土层设置多个沉降磁环。沉降磁环可以包括环形永磁体以及设置环形永磁体外周的翼片，使其沉降磁环能够与周围土层共同运动。设置环形永磁体外周的翼片可以是多片，例如3片或者4片。

步骤（4）中，根据现场监理的需要，在沉降管内壁的特定位置固定磁感应时间探头，用于确定地基沉降的时间信息，例如确定特定土层何时沉降到特定深度。例如需要确定特定土层沉降5cm的时间，可以将磁感应时间探头设置于位于该特定土层的沉降磁环的下方5cm的位置。进一步的，磁感应时间探头还能够确定后续的沉降磁环沉降到其位置的时间。磁感应时间探头可以是涡流感应式传感器，通过信号电缆与数据采集系统相连，数据分析系统根据数据采集系统采集的磁感应时间探头的感应数据，确定沉降磁环沉降到磁感应时间探头位置的时间，从而确定其对应的土层的地基沉降的时间信息。

步骤（5）中，通过膨胀土或细砂填充钻孔，从而固定沉降管。

步骤（6）中，采集系统采集磁感应时间探头的感应数据，将其传送给数据分析系统。

步骤（7）中，数据分析系统根据接收的感应数据，确定沉降磁环沉降到磁感应时间探头位置的时间，从而确定其对应的土层的地基沉降的时间信息。该时间信息为沉降磁环到达磁感应时间位置的时间。

步骤（8）中，测量时，测试人员通过向下移动具有刻度的升降电缆将磁感应探头放入沉降管，使磁感应探头沿沉降管管身向下移动，当磁感应探头感应到沉降磁环的磁场时，根据升降电缆的刻度确定各个沉降磁环的竖直位置，从而确定地基沉降的空间信息。

由于地质作用以及施工影响等因素，地基基础在工程施工中还可以存在土层部分隆起的现象。此时，在磁感应时间探头感应到沉降磁环的信号时，将其确定位于其上方的沉降磁环沉降到磁感应时间探头的时间，会导致检测结果出错。优选的，在上述实施例的步骤（3）中在沉降管外不同高度设置多个沉降磁环；所述多个沉降磁环包括具有第一磁场强度的沉降磁环以及具有第二磁场强度的沉降磁环，所述具有第一磁场强度的沉降磁环与所述具有第二磁场强度的沉降磁环间隔设置，所述第一磁场强度与所述第二磁场强度大小不同，从而使所述磁感应时间探头在感应到具有第一磁场强度的沉降磁环的第一感应信号与以及感应到具有第一磁场强度的沉降磁环的第二感应信号的大小不同。

优选的，上述步骤（6）中，在沉降监测前，数据分析系统以磁感应时间探头为起点，对于多个沉降磁环进行编号，位于磁感应时间探头上方的沉降磁环依次以正整数进行编号，位于磁感应时间探头下方的沉降磁环依次以负整数进行编号；步骤（7）中，在进行监测时，数据分析系统依次记录磁感应时间探头的感应信号强度以及时间，根据信号感应强度以及时间，确定地基沉降的时间信息。具体的，步骤（7）中，数据分析系统通过如下步骤确定地基沉降的时间信息：（1）确定磁感应时间探头上方沉降磁环以及下方沉降磁环对应的编号；（2）在磁感应时间探头监测到信号时，将监测到的磁感应时间探头的感应信号强度与第一感应信号强度以及第二感应信号强度比较，确定是磁感应时间探头上方沉降磁环沉降到磁感应时间探头还是磁感应时间探头下方沉降磁环隆起到磁感应时间探头，记录对应沉降磁环的编号以及感应时间；（3）根据磁感应时间探头相对于沉降磁环的位置，更新磁感应时间探头上方沉降磁环以及下方沉降磁环编号，返回步骤（1）。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。本发明中描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种地基基础沉降监测方法，包括如下步骤：（1）在预先设计监测点处用工程钻机成孔；（2）在钻孔内安装分层沉降管；（3）在沉降管外不同高度设置多个沉降磁环；所述多个沉降磁环包括具有第一磁场强度的沉降磁环以及具有第二磁场强度的沉降磁环，所述具有第一磁场强度的沉降磁环与所述具有第二磁场强度的沉降磁环间隔设置，所述第一磁场强度与所述第二磁场强度大小不同，从而使磁感应时间探头感应到具有第一磁场强度的沉降磁环的第一感应信号与感应到具有第二磁场强度的沉降磁环的第二感应信号的大小不同；（4）在沉降管内侧的特定位置固定磁感应时间探头；所述特定位置用于确定地基沉降的时间信息；所述时间信息为磁感应时间探头上方沉降磁环沉降到磁感应时间探头或者磁感应时间探头下方沉降磁环隆起到磁感应时间探头的时间；（5）使用膨胀土或细砂填充钻孔；（6）在沉降监测时，通过数据采集系统采集所述磁感应时间探头的感应信号；数据分析系统以所述磁感应时间探头为起点，对于所述多个沉降磁环进行编号，位于所述磁感应时间探头上方的沉降磁环依次以正整数进行编号，位于所述磁感应时间探头下方的沉降磁环依次以负整数进行编号；（7）通过数据分析系统根据所述数据系统采集的所述磁感应时间探头的感应信号，确定地基沉降的时间信息；所述数据分析系统通过如下步骤确定地基沉降的时间信息：（a）确定磁感应时间探头上方沉降磁环以及下方沉降磁环对应的编号；（b）在磁感应时间探头监测到信号时，将监测到的磁感应时间探头的感应信号强度与第一感应信号强度以及第二感应信号强度比较，确定是磁感应时间探头上方沉降磁环沉降到磁感应时间探头还是磁感应时间探头下方沉降磁环隆起到磁感应时间探头，记录对应沉降磁环的编号以及感应时间；（c）根据磁感应时间探头相对于沉降磁环的位置，更新磁感应时间探头上方沉降磁环以及下方沉降磁环编号，返回步骤（a）。

2.根据权利要求1所述的地基基础沉降监测方法，其特征在于：还包括步骤（8），通过升降电缆将所述磁感应探头在所述沉降管内竖直上下移动，根据采集的感应信息以及所述升降电缆的刻度，确定地基沉降的空间信息。

3.根据权利要求1所述的地基基础沉降监测方法，其特征在于：所述地基沉降的空间信息是指沉降磁环相对于初始位置的竖直位移。

4.根据权利要求1所述的地基基础沉降监测方法，其特征在于：所述时间信息为降磁环沉降到特定位置的时间。