CN110029648A - 一种用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置及使用方法，属于基础工程技术领域。该用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，包括若干层深层沉降观测结构、地面上顶层的若干个指针和地面下最底层的底盘，每层深层沉降观测结构均包括测量杆、沉降盘、立杆、土工格栅、连接套筒、套管、边缘孔和中心孔，地面下最底层的底盘顶面上设有立杆。本装置结构简便可靠、安装简单、量测精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置及使用方法，属于基础工程技术领域。
背景技术
近年来，随着我国工程建设蓬勃发展，产生大量高填方工程，如有些山区新建机场工程回填土厚度达百米。回填土地基如填筑质量控制不好，会产生显著的工后沉降问题，导致上层建构筑物出现沉降或差异沉降。当（差异）沉降量超过允许值后就可能影响建构筑物的正常使用，甚至产生安全问题。因此，必须准确量回填土地基的沉降测以判断其发展趋势。
目前，工程中地基深层沉降观测常采用磁环式沉降仪。但磁环式沉降仪存在如下缺点：1）精度低，一般在1cm；2）磁环随周边土体升降不敏感；3）磁环式沉降仪埋设方法是钻机成孔后埋设仪器再回填，其测量得到的沉降值是钻孔内回填土的沉降，而不完全是地基土的实际沉降。
发明专利201710884886.4公开了一种土体深层沉降的测量装置及其使用方法，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，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，金属杆的上端固定在与其对应的第二齿轮下表面的中心，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，沉降扇叶的一端垂直连接在与其对应的金属杆的下端。该装置构件复杂、安装精度要求高，在使用过程中容易失效。
因此，迫切需要研发一套结构简便、量测精度高、安装施工简单的深厚回填土地基深层沉降观测装置。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置及使用方法。本发明解决了深厚回填土地基的土体深层沉降分层量测难题。本发明通过以下技术方案实现。
一种用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，包括若干层深层沉降观测结构、地面上顶层的若干个指针1和地面下最底层的底盘4，每层深层沉降观测结构均包括测量杆2、沉降盘3、立杆6、土工格栅7、连接套筒8、套管9、边缘孔11和中心孔12，地面下最底层的底盘4顶面上设有立杆6，立杆6顶部穿过第一层深层沉降观测结构的沉降盘3中心位置的中心孔12，沉降盘3盘面圆周位置处均匀设有边缘孔11，边缘孔11内插入测量杆2，第一层深层沉降观测结构中沉降盘3中的边缘孔11与测量杆2通过螺母10固定，每层的沉降盘3表面设有土工格栅7，地面下的每层测量杆2外部均设有套管9，第二层深层沉降观测结构中第二层深层沉降观测结构的立杆6与第一层深层沉降观测结构的立杆6通过连接套筒8连接，第二层深层沉降观测结构的立杆6顶部穿过第二层深层沉降观测结构的沉降盘3中心位置的中心孔12，沉降盘3盘面圆周位置处均匀设有边缘孔11，边缘孔11内插入测量杆2，第二层深层沉降观测结构的套管9与第一层深层沉降观测结构套管9通过连接套筒8连接，依次类推，根据实际情况设计出若干层深层沉降观测结构，直至最顶层中的测量杆2和立杆6伸出地面，伸出地面的立杆6表面设有刻度尺5，伸出地面的每个测量杆2上设有一个指针1，指针1指向立杆6的刻度尺5进行读数。
所述测量杆2为每段长度3~5米、直径1.5厘米的圆钢筋。
所述沉降盘3为厚度1厘米、直径25厘米的不锈钢质圆盘；沉降盘3上的中心孔12孔径3.2厘米；沉降盘3的边缘孔11孔径2.2厘米，边缘孔11分布在以沉降盘3中心为圆心、半径10厘米的圆周线上。
所述底盘4为厚度1.5厘米、直径30厘米的不锈钢质圆盘。
所述刻度尺5为0.5~1.0米长的刻度尺，最小刻度为毫米。
所述立杆6为每段长度3~5米、直径3厘米的圆钢筋。
所述土工格栅7为双向拉伸土工格栅，直径为4米的圆形土工格栅。
所述套管9为外径2.0厘米、内径1.8厘米的普通pvc管。
所述最顶层中的测量杆2和立杆6伸出地面1米。
一种用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置的使用方法：
步骤1、装置设计加工，根据回填土厚度及沉降观测分层数，设计测量杆2长度、计算测量杆2分段数量，设计立杆6长度、计算立杆6分段数量；确定沉降盘3的数量、不同深度沉降盘3上的边缘孔11的数量；
步骤2、开挖试坑，在老土中开挖直径40~50厘米、深度0.5~1.0米的圆试坑，坑底浇筑15~20厘米的素混凝土垫层找平；
步骤3、安装底盘4，将底盘4放置在圆坑中心，将第一段立杆6竖直焊接在底盘4圆心位置；
步骤4、分层安装沉降测点，回填至第一个待测沉降点高度，通过中心孔12将第一个沉降盘3套在立杆6上；安装第一个测量杆2，测量杆2底端加工有螺纹、用螺母10与沉降盘3的边缘孔11固定连接；以立杆6为中心，在沉降盘3上放置一层土工格栅7，在土工格栅7上进行回填土施工，至第二待测沉降点高度；放置第二个沉降盘3，在边缘孔11上安装第二个测量杆2；同时，第一个测量杆2穿过第二个沉降盘3的边缘孔11，第二个沉降盘3及后续沉降盘3的可以自由沉降，重复以上操作，直至接近填土表面的最后一个沉降测点安装完成。
步骤5、在测量杆2杆顶部焊接指针1，在立杆6顶端黏贴刻度尺5，进行深层沉降观测并记录。
本发明的有益效果是：本装置结构简便可靠、安装简单、量测精度高。
附图说明
图1是本发明深层沉降观测装置结构示意图；
图2是本发明A-A向剖视结构示意图；
图3是本发明测量杆的示意图；
图4是本发明立杆的示意图。
图中：1-指针，2-测量杆，3-沉降盘，4-底盘，5-刻度尺，6-立杆，7-土工格栅，8-连接套筒，9-套管，10-螺母，11-边缘孔，12-中心孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1至4所示，该用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，包括四层深层沉降观测结构、地面上顶层的四个指针1和地面下最底层的底盘4，每层深层沉降观测结构均包括测量杆2、沉降盘3、立杆6、土工格栅7、连接套筒8、套管9、边缘孔11和中心孔12，地面下最底层的底盘4顶面上设有立杆6，立杆6顶部穿过第一层深层沉降观测结构的沉降盘3中心位置的中心孔12，沉降盘3盘面圆周位置处均匀设有边缘孔11，边缘孔11内插入测量杆2，第一层深层沉降观测结构中沉降盘3中的边缘孔11与测量杆2通过螺母10固定，每层的沉降盘3表面设有土工格栅7，地面下的每层测量杆2外部均设有套管9，第二层深层沉降观测结构中第二层深层沉降观测结构的立杆6与第一层深层沉降观测结构的立杆6通过连接套筒8连接，第二层深层沉降观测结构的立杆6顶部穿过第二层深层沉降观测结构的沉降盘3中心位置的中心孔12，沉降盘3盘面圆周位置处均匀设有边缘孔11，边缘孔11内插入测量杆2，第二层深层沉降观测结构的套管9与第一层深层沉降观测结构套管9通过连接套筒8连接，依次类推，根据实际情况设计出若干层深层沉降观测结构，直至最顶层中的测量杆2和立杆6伸出地面，伸出地面的立杆6表面设有刻度尺5，伸出地面的每个测量杆2上设有一个指针1，指针1指向立杆6的刻度尺5进行读数。
其中测量杆2为每段长度3米、直径1.5厘米的圆钢筋；沉降盘3为厚度1厘米、直径25厘米的不锈钢质圆盘；沉降盘3上的中心孔12孔径3.2厘米；边缘孔11分布在以沉降盘3中心为圆心、半径10厘米的圆周线上，第一层沉降盘3边缘设置有1个直径2.2厘米的边缘孔11，第一层沉降盘3边缘设置有1个直径2.2厘米的边缘孔11，第二层沉降盘3边缘设置有2个直径2.2厘米的边缘孔11；第三层沉降盘3边缘设置有3个直径2.2厘米的边缘孔11；底盘4为厚度1.5厘米、直径30厘米的不锈钢质圆盘；刻度尺5为0.5~1.0米长的刻度尺，最小刻度为毫米；立杆6为每段长度3米、直径3厘米的圆钢筋；土工格栅7为双向拉伸土工格栅，直径为4米的圆形土工格栅；套管9为外径2.0厘米、内径1.8厘米的普通pvc管；最顶层中的测量杆2和立杆6伸出地面1米。
该用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置的使用方法：
步骤1、装置设计加工，根据回填土厚度及沉降观测分层数，设计测量杆2长度、计算测量杆2分段数量，设计立杆6长度、计算立杆6分段数量；确定沉降盘3的数量、不同深度沉降盘3上的边缘孔11的数量；
步骤2、开挖试坑，在老土中开挖直径40~50厘米、深度0.5~1.0米的圆试坑，坑底浇筑15~20厘米的素混凝土垫层找平；
步骤3、安装底盘4，将底盘4放置在圆坑中心，将第一段立杆6竖直焊接在底盘4圆心位置；
步骤4、分层安装沉降测点，回填至第一个待测沉降点高度，通过中心孔12将第一个沉降盘3套在立杆6上；安装第一个测量杆2，测量杆2底端加工有螺纹、用螺母10与沉降盘3的边缘孔11固定连接；以立杆6为中心，在沉降盘3上放置一层土工格栅7，在土工格栅7上进行回填土施工，至第二待测沉降点高度；放置第二个沉降盘3，在边缘孔11上安装第二个测量杆2；同时，第一个测量杆2穿过第二个沉降盘3的边缘孔11，第二个沉降盘3及后续沉降盘3的可以自由沉降，重复以上操作，直至接近填土表面的最后一个沉降测点安装完成。
步骤5、在测量杆2杆顶部焊接指针1，在立杆6顶端黏贴刻度尺5，进行深层沉降观测并记录。
实施例2
该用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，包括若干层深层沉降观测结构、地面上顶层的若干个指针1和地面下最底层的底盘4，每层深层沉降观测结构均包括测量杆2、沉降盘3、立杆6、土工格栅7、连接套筒8、套管9、边缘孔11和中心孔12，地面下最底层的底盘4顶面上设有立杆6，立杆6顶部穿过第一层深层沉降观测结构的沉降盘3中心位置的中心孔12，沉降盘3盘面圆周位置处均匀设有边缘孔11，边缘孔11内插入测量杆2，第一层深层沉降观测结构中沉降盘3中的边缘孔11与测量杆2通过螺母10固定，每层的沉降盘3表面设有土工格栅7，地面下的每层测量杆2外部均设有套管9，第二层深层沉降观测结构中第二层深层沉降观测结构的立杆6与第一层深层沉降观测结构的立杆6通过连接套筒8连接，第二层深层沉降观测结构的立杆6顶部穿过第二层深层沉降观测结构的沉降盘3中心位置的中心孔12，沉降盘3盘面圆周位置处均匀设有边缘孔11，边缘孔11内插入测量杆2，第二层深层沉降观测结构的套管9与第一层深层沉降观测结构套管9通过连接套筒8连接，依次类推，根据实际情况设计出若干层深层沉降观测结构，直至最顶层中的测量杆2和立杆6伸出地面，伸出地面的立杆6表面设有刻度尺5，伸出地面的每个测量杆2上设有一个指针1，指针1指向立杆6的刻度尺5进行读数。
其中测量杆2为每段长度5米、直径1.5厘米的圆钢筋；沉降盘3为厚度1厘米、直径25厘米的不锈钢质圆盘；沉降盘3上的中心孔12孔径3.2厘米；沉降盘3的边缘孔11孔径2.2厘米，边缘孔11分布在以沉降盘3中心为圆心、半径10厘米的圆周线上；底盘4为厚度1.5厘米、直径30厘米的不锈钢质圆盘；刻度尺5为0.5~1.0米长的刻度尺，最小刻度为毫米；所述立杆6为每段长度5米、直径3厘米的圆钢筋；所述土工格栅7为双向拉伸土工格栅，直径为4米的圆形土工格栅；套管9为外径2.0厘米、内径1.8厘米的普通pvc管；最顶层中的测量杆2和立杆6伸出地面1米。
实施例3
该用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，包括若干层深层沉降观测结构、地面上顶层的若干个指针1和地面下最底层的底盘4，每层深层沉降观测结构均包括测量杆2、沉降盘3、立杆6、土工格栅7、连接套筒8、套管9、边缘孔11和中心孔12，地面下最底层的底盘4顶面上设有立杆6，立杆6顶部穿过第一层深层沉降观测结构的沉降盘3中心位置的中心孔12，沉降盘3盘面圆周位置处均匀设有边缘孔11，边缘孔11内插入测量杆2，第一层深层沉降观测结构中沉降盘3中的边缘孔11与测量杆2通过螺母10固定，每层的沉降盘3表面设有土工格栅7，地面下的每层测量杆2外部均设有套管9，第二层深层沉降观测结构中第二层深层沉降观测结构的立杆6与第一层深层沉降观测结构的立杆6通过连接套筒8连接，第二层深层沉降观测结构的立杆6顶部穿过第二层深层沉降观测结构的沉降盘3中心位置的中心孔12，沉降盘3盘面圆周位置处均匀设有边缘孔11，边缘孔11内插入测量杆2，第二层深层沉降观测结构的套管9与第一层深层沉降观测结构套管9通过连接套筒8连接，依次类推，根据实际情况设计出若干层深层沉降观测结构，直至最顶层中的测量杆2和立杆6伸出地面，伸出地面的立杆6表面设有刻度尺5，伸出地面的每个测量杆2上设有一个指针1，指针1指向立杆6的刻度尺5进行读数。
其中测量杆2为每段长度4米、直径1.5厘米的圆钢筋；沉降盘3为厚度1厘米、直径25厘米的不锈钢质圆盘；沉降盘3上的中心孔12孔径3.2厘米；沉降盘3的边缘孔11孔径2.2厘米，边缘孔11分布在以沉降盘3中心为圆心、半径10厘米的圆周线上；底盘4为厚度1.5厘米、直径30厘米的不锈钢质圆盘；刻度尺5为0.5~1.0米长的刻度尺，最小刻度为毫米；所述立杆6为每段长度4米、直径3厘米的圆钢筋；所述土工格栅7为双向拉伸土工格栅，直径为4米的圆形土工格栅；套管9为外径2.0厘米、内径1.8厘米的普通pvc管；最顶层中的测量杆2和立杆6伸出地面1米。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，其特征在于：包括若干层深层沉降观测结构、地面上顶层的若干个指针（1）和地面下最底层的底盘（4），每层深层沉降观测结构均包括测量杆（2）、沉降盘（3）、立杆（6）、土工格栅（7）、连接套筒（8）、套管（9）、边缘孔（11）和中心孔（12），地面下最底层的底盘（4）顶面上设有立杆（6），立杆（6）顶部穿过第一层深层沉降观测结构的沉降盘（3）中心位置的中心孔（12），沉降盘（3）盘面圆周位置处均匀设有边缘孔（11），边缘孔（11）内插入测量杆（2），第一层深层沉降观测结构中沉降盘（3）中的边缘孔（11）与测量杆（2）通过螺母（10）固定，每层的沉降盘（3）表面设有土工格栅（7），地面下的每层测量杆（2）外部均设有套管（9），第二层深层沉降观测结构中第二层深层沉降观测结构的立杆（6）与第一层深层沉降观测结构的立杆（6）通过连接套筒（8）连接，第二层深层沉降观测结构的立杆（6）顶部穿过第二层深层沉降观测结构的沉降盘（3）中心位置的中心孔（12），沉降盘（3）盘面圆周位置处均匀设有边缘孔（11），边缘孔（11）内插入测量杆（2），第二层深层沉降观测结构的套管（9）与第一层深层沉降观测结构套管（9）通过连接套筒（8）连接，依次类推，根据实际情况设计出若干层深层沉降观测结构，直至最顶层中的测量杆（2）和立杆（6）伸出地面，伸出地面的立杆（6）表面设有刻度尺（5），伸出地面的每个测量杆（2）上设有一个指针（1），指针（1）指向立杆（6）的刻度尺（5）进行读数。
2.根据权利要求1所述的用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，其特征在于：
所述测量杆（2）为每段长度3~5米、直径1.5厘米的圆钢筋。
3.根据权利要求1所述的用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，其特征在于：所述沉降盘（3）为厚度1厘米、直径25厘米的不锈钢质圆盘；沉降盘（3）上的中心孔（12）孔径3.2厘米；沉降盘（3）的边缘孔（11）孔径2.2厘米，边缘孔（11）分布在以沉降盘（3）中心为圆心、半径10厘米的圆周线上。
4.根据权利要求1所述的用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，其特征在于：所述底盘（4）为厚度1.5厘米、直径30厘米的不锈钢质圆盘。
5.根据权利要求1所述的用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，其特征在于：所述刻度尺（5）为0.5~1.0米长的刻度尺，最小刻度为毫米。
6.根据权利要求1所述的用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，其特征在于：所述立杆（6）为每段长度3~5米、直径3厘米的圆钢筋。
7.根据权利要求1所述的用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，其特征在于：所述土工格栅（7）为双向拉伸土工格栅，直径为4米的圆形土工格栅。
8.根据权利要求1所述的用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，其特征在于：所述套管（9）为外径2.0厘米、内径1.8厘米的普通pvc管。
9.根据权利要求1所述的用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置，其特征在于：所述最顶层中的测量杆（2）和立杆（6）伸出地面1米。
10.一种根据权利要求1至9任一所述的用于深厚回填土地基的深层沉降观测装置的使用方法，其特征在于：
步骤1、装置设计加工，根据回填土厚度及沉降观测分层数，设计测量杆（2）长度、计算测量杆（2）分段数量，设计立杆（6）长度、计算立杆（6）分段数量；确定沉降盘（3）的数量、不同深度沉降盘（3）上的边缘孔（11）的数量；
步骤2、开挖试坑，在老土中开挖直径40~50厘米、深度0.5~1.0米的圆试坑，坑底浇筑15~20厘米的素混凝土垫层找平；
步骤3、安装底盘（4），将底盘（4）放置在圆坑中心，将第一段立杆（6）竖直焊接在底盘（4）圆心位置；
步骤4、分层安装沉降测点，回填至第一个待测沉降点高度，通过中心孔（12）将第一个沉降盘（3）套在立杆（6）上；安装第一个测量杆（2），测量杆（2）底端加工有螺纹、用螺母（10）与沉降盘（3）的边缘孔（11）固定连接；以立杆（6）为中心，在沉降盘（3）上放置一层土工格栅（7），在土工格栅（7）上进行回填土施工，至第二待测沉降点高度；放置第二个沉降盘（3），在边缘孔（11）上安装第二个测量杆（2）；同时，第一个测量杆（2）穿过第二个沉降盘（3）的边缘孔（11），第二个沉降盘（3）及后续沉降盘（3）的可以自由沉降，重复以上操作，直至接近填土表面的最后一个沉降测点安装完成；
步骤5、在测量杆（2）杆顶部焊接指针（1），在立杆（6）顶端黏贴刻度尺（5），进行深层沉降观测并记录。
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