CN109443309A - 一种基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，包括沉降环、波纹管、通心沉降管和专用测量软尺；沉降环套设在波纹管外层，并与波纹管固定；通心沉降管插入到波纹管中，使波纹管包裹住通心沉降管的外壁，并将波纹管底端通过喉箍与通心沉降管固定；专用测量软尺的一端设置有磁感应测头，专用测量软尺的另一端设置有接收器，磁感应测头和接收器之间通过附着在软尺上的信号线连接，接收器内设有蜂鸣器。被测土层沉降时产生的压力使得沉降环和波纹管亦随被测土层同步沉降，波纹管与通心沉降管之间有一定的间隙且无土颗粒，有效的避免了传统分层沉降装置中沉降环与通心沉降管之间有土颗粒使得沉降测量不准确的问题。
Description
技术领域
本发明属于土木工程质量监测仪器，特别涉及一种基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统。
背景技术
围海造陆或软土地区工程等经常采用真空预压的方法处理地基。真空预压的过程，地基沉降量较大，需要分层测量土体沉降位移确定施工进度以及卸载时间，确保施工过程满足设计要求。此外，在深基坑开挖降水过程，可能存在局部承压水头过大，导致局部大变形的不均匀沉降，所以也需要土体分层沉降量来评估降水效果。土体分层沉降是通过土体内埋沉降标观测，即采用水准高程测量方法观测。分层观测须贯穿整个软土层，在一个测管上测量沿管深度方向的土层沉降。
磁环式沉降仪是比较常用的分层沉降观测仪器，由磁环、导管、测头构成。导管数值埋在土中，在导管上按一定距离埋设磁环，磁环与土体同时沉降，利用电磁测头测出磁环的初始和沉降后位置，二者之差即土层的分层沉降量。传统的磁环式分层沉降仪其磁环与导管相连，一同埋在土里，磁环与导管有一定间隙。随着土体沉降，磁环与导管之间充满土颗粒，磁环被卡住，无法随土体沉降，使得观测结果出现错误。
发明内容
本发明的目的在于克服现有磁环式沉降仪因磁环与导管之间卡土而影响观测结果的准确性的问题，提供一种基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，包括沉降环、波纹管、通心沉降管和专用测量软尺；
所述沉降环套设在波纹管外层，并与波纹管固定；
所述通心沉降管插入到波纹管中，使波纹管包裹住通心沉降管的外壁，并将波纹管底端通过喉箍与通心沉降管固定；通心沉降管的最底端口上设置密封用的锥形密封头；
所述专用测量软尺的一端设置有磁感应测头，专用测量软尺的另一端设置有接收器，磁感应测头和接收器之间通过附着在软尺上的信号线连接，接收器内设有蜂鸣器，专用测量软尺上标有刻度。
在上述技术方案中，所述沉降环包括一环形套管，环形套管内管壁嵌入设置有一圈磁铁圈，用于触发沉降仪探头内的磁感应元件。进一步的，沉降环的环形套管上还连接有金属丝，沉降环套设在波纹管上，并通过金属丝将沉降环与波纹管固定。
在上述技术方案中，波纹管的初始长度与通心沉降管的长度相等。
在上述技术方案中，所述通心沉降管由多根子管构成，多根子管通过导管接箍拼接在一起。
在上述技术方案中，所述通心沉降管由多根子管构成，多根子管之间通过螺纹连接。
在上述技术方案中，波纹管材料为具有耐腐蚀、压缩性大且有一定刚度的非金属材料。
在上述技术方案中，波纹管与通心沉降管之间为滑动间隙配合。优选为，所述波纹管的内径比通心沉降管的外径大1-3mm。
在上述技术方案中，波纹管与通心沉降管之间填充有润滑剂。
所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统的使用方法如下：
步骤一：将数个沉降环套设并固定在波纹管上，通心沉降管插入到波纹管中，使波纹管完全包裹住通心沉降管的外壁，将波纹管顶端和底端通过喉箍与通心沉降管固定，并在通心沉降管的最底端口上设置密封用的锥形密封头；
步骤二：对地层进行打孔，将步骤一组装好的带有波纹管和沉降环的通心沉降管竖直埋入孔中，通心沉降管最底端的锥形密封头到达地下不发生沉降岩层位置，波纹管和通心沉降管最顶端露出土体表层；
步骤三：沉降环埋设在地层后，沉降环嵌入被测土层中，被测土层沉降时产生的压力使得沉降环和波纹管亦随被测土层同步沉降；
步骤四：当需要测量土层沉降情况时，把专用测量软尺的设有磁感应测头端放入通心沉降管内，手握软尺让磁感应测头缓慢地向下移动，当磁感应测头到达到土层中的沉降环埋设位置时，接收器内的蜂鸣器便会发出蜂鸣声，此时人工读出专用测量软尺在通心沉降管管口处的深度尺寸，即是该沉降环距离通心沉降管管口的距离长度，将该长度测量值与前一个时间点的测量值之间的差值，即是该稳沉降环所在土层在这一时间段的沉降量。
本发明的优点和有益效果为：
沉降环外嵌在波纹管上，通心沉降管插入在波纹管内；然后将套装有沉降环和波纹管的沉降管竖直埋入被测土层中，被测土层沉降时产生的压力使得波纹管伸缩随被测土层同步沉降，从而使得沉降环随被测土层同步沉降；由于波纹管套在通心沉降管外侧，且波纹管内壁光滑，随着土层沉降时，通心沉降管对波纹管的摩擦阻力小，对其下沉影响较小，而且可以避免传统分层沉降仪的沉降环与沉降管之间进入土颗粒，严重影响沉降环随土层下沉的不利影响，从而保证了伸缩型沉降环能随着待测土层同步下沉，保证了基于伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统的测量结果的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例一的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统的结构示意图。
图2是伸缩型沉降环埋设前结构剖视图。
图3是伸缩型沉降环埋设后结构剖视图。
图4是本发明实施例二中的通心沉降管的子管连接结构示意图。
其中：
1为沉降环，2为波纹管，3为通心沉降管，4为密封头，5为导管接箍，6为接收器，7为专用测量软尺，8为通心沉降管管口，9为磁感应测头，10为土体表层，11为地下不发生沉降岩层，1-1为环形套管，1-2为磁铁圈，1-3为金属丝。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
参见附图1-3，一种基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，包括沉降环1、波纹管2、通心沉降管3和专用测量软尺7。
所述沉降环1包括一环形套管1-1，环形套管1-1内管壁嵌入设置有一圈磁铁圈1-2，用于触发沉降仪探头内的磁感应元件，环形套管1-1上还连接有金属丝1-3，沉降环1套设在波纹管2上，并通过金属丝1-3将沉降环1与波纹管2固定。
所述通心沉降管3插入到波纹管2中，波纹管2的初始长度与通心沉降管3的长度基本一致，使波纹管2完全包裹住通心沉降管3的外壁，并将波纹管2底端通过喉箍与通心沉降管3固定。
波纹管2和通心沉降管3竖直设置，通心沉降管3的最底端口上设置密封用的锥形密封头4；所述专用测量软尺7的一端设置有磁感应测头9，专用测量软尺7的另一端设置有接收器6，磁感应测头9和接收器6之间通过附着在软尺上的信号线连接，接收器6内设有蜂鸣器，专用测量软尺7上标有刻度。
进一步的说，所述通心沉降管3由多根子管构成，多根子管通过导管接箍5拼接在一起。
进一步的说，波纹管材料应选择具有耐腐蚀、压缩性大且有一定刚度的非金属材料；所述波纹管的内径略大于通心沉降管3的外径，且波纹管内壁光滑，以使波纹管能够与其内部的通心沉降管3之间产生相对滑动。
实施例二
参见附图4，本实施例与实施例一不同之处在于，所述通心沉降管3的多根子管之间通过螺纹连接，螺纹连接可以保证组装后的整个通心沉降管3的外壁没有凸起，从而更加便于套装波纹管2。
实施例三
所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统的使用方法如下：
步骤一：参见附图1，将数个沉降环1套设在波纹管2中(沉降环1之间的间距为2-4m或根据土层情况等间距布设)，通心沉降管3插入到波纹管2中，使波纹管2完全包裹住通心沉降管3的外壁，将波纹管2顶端和底端通过喉箍与通心沉降管3固定，并在通心沉降管3的最底端口上设置密封用的锥形密封头4；
步骤二：对地层进行打孔，将步骤一组装好的带有波纹管2和沉降环1的通心沉降管3竖直埋入孔中，按照技术要求通心沉降管3最底端的锥形密封头4要到达地下不发生沉降岩层11位置，波纹管2和通心沉降管3最顶端要露出土体表层10；
步骤三：沉降环埋设在地层后，沉降环嵌入被测土层中，被测土层沉降时产生的压力使得沉降环1和波纹管2亦随被测土层同步沉降，波纹管2与通心沉降管3之间有一定的间隙且无土颗粒，有效的避免了传统分层沉降装置中沉降环与通心沉降管之间有土颗粒使得沉降测量不准确的问题；
步骤四：当需要测量土层沉降情况时，把专用测量软尺的设有磁感应测头9端放入通心沉降管3内，手握软尺让磁感应测头9缓慢地向下移动，当磁感应测头9到达到土层中的沉降环1埋设位置时，接收器内的蜂鸣器便会发出蜂鸣声，此时人工读出专用测量软尺在通心沉降管管口8处的深度尺寸，即是该沉降环1距离通心沉降管管口的距离长度，将该长度测量值与前一个时间点的测量值之间的差值，即是该稳沉降环1所在土层在这一时间段的沉降量；用这种方法可测量各土层的分层沉降量。
实施例四
在上述实施例的基础上，进一步的，在波纹管与通心沉降管之间可以填充润滑剂，来减小二者之间的摩擦阻力。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，其特征在于：包括沉降环、波纹管、通心沉降管和专用测量软尺；
所述沉降环套设在波纹管外层，并与波纹管固定；
所述通心沉降管插入到波纹管中，使波纹管包裹住通心沉降管的外壁，并将波纹管底端通过喉箍与通心沉降管固定；通心沉降管的最底端口上设置密封用的锥形密封头；
所述专用测量软尺的一端设置有磁感应测头，专用测量软尺的另一端设置有接收器，磁感应测头和接收器之间通过附着在软尺上的信号线连接，接收器内设有蜂鸣器，专用测量软尺上标有刻度。
2.根据权利要求1所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，其特征在于：所述沉降环包括一环形套管，环形套管内管壁嵌入设置有一圈磁铁圈，用于触发沉降仪探头内的磁感应元件。
3.根据权利要求1所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，其特征在于：沉降环的环形套管上还连接有金属丝，沉降环套设在波纹管上，并通过金属丝将沉降环与波纹管固定。
4.根据权利要求1所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，其特征在于：波纹管的初始长度与通心沉降管的长度相等。
5.根据权利要求1所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，其特征在于：所述通心沉降管由多根子管构成，多根子管通过导管接箍拼接在一起。
6.根据权利要求1所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，其特征在于：所述通心沉降管由多根子管构成，多根子管之间通过螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，其特征在于：波纹管材料为具有耐腐蚀、压缩性大且有一定刚度的非金属材料。
8.根据权利要求1所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，其特征在于：波纹管与通心沉降管之间为滑动间隙配合。
9.根据权利要求1所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，其特征在于：所述波纹管的内径比通心沉降管的外径大1-3mm。
10.根据权利要求1所述的基于可伸缩型沉降环的土体分层沉降量监测系统，其特征在于：波纹管与通心沉降管之间填充有润滑剂。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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