CN113155094B - 一种放坡系数的测量工具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放坡系数的测量工具及方法，涉及测量装置技术领域。该放坡系数的测量工具包括三角架、测量件和水平仪。三角架包括两个直角边和一个斜边，两个直角边垂直连接。测量件垂直连接于一个直角边，测量件的长度可调节设置，测量件上设有刻度，测量件与另一个直角边的垂直距离为L1，与测量件连接的直角边的长度为L2，另一个直角边的长度为L3。水平仪设在直角边上。三角架能够便于测量人员能够仅通过测量件测量出一个数值而获取放坡系数，其操作简单、数据计算准确可靠，测量人员能够及时纠偏，并提高放坡系数的检查效率和检查速度。同时测量人员能够站立于基坑底部进行测量，规避了临边坠落危险，提高了测量的安全性。

Description

一种放坡系数的测量工具及方法

技术领域

本发明涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种放坡系数的测量工具及方法。

背景技术

基坑开挖放坡系数涉及基坑安全，是基坑工程非常重要的参数，基坑放坡系数的检查是基坑土方工程检查控制的重点。一般基坑开挖施工前，设计或施工方案中已明确土方开挖放坡系数或放坡度，施工方测量及技术人员将施工现场基坑放坡的上口线、下口线进行明确，以此作为基坑放坡施工的依据。对于放坡系数的检查，一般通过测量基坑垂直深度、放坡的水平宽度，再进行比值计算，得到实际的放坡系数。

在实际测量过程中，放坡系数的测量往往存下以下问题：1、基坑放坡施工的过程检查实施比较困难，测量数据时站在基坑边缘处，易发生临边坠落危险，存在安全隐患。2、基坑垂直深度、放坡的水平宽度利用一般的方法进行现场实测时，除了测量尺外，无其它辅助工具，操作难度大，数据不准确、比较笼统，只能作为大致参考，且没有其它先进的方法可以利用。3、一般的测量检查方法，不能有效的进行过程的快速检查，不能实时掌握边坡的放坡系数是否符合要求；放坡不符合要求时，也无法及时反馈给作业人员实际的放坡系数数值。4、按照一般的测量检查方法，放坡施工过程中，无法进行及时纠偏，且纠偏数值难以确定。5、通过不断地“测量-比值计算-再测量-再比值计算”的循环进行过程的检查控制，效率低下，需要投入大量的人力，人工成本增大。

因此，亟需一种放坡系数的测量工具及方法，能够提高放坡系数的测量效率，降低放坡系数的测量难度，提高放坡系数的测量安全性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种放坡系数的测量工具及方法，能够提高放坡系数的测量效率，降低放坡系数的测量难度，提高放坡系数的测量安全性。

为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种放坡系数的测量工具，包括：三角架，所述三角架包括两个直角边和一个斜边，两个所述直角边垂直连接；测量件，所述测量件垂直连接于一个所述直角边，所述测量件的长度可调节设置，所述测量件上设有刻度，所述测量件与另一个所述直角边的垂直距离为L1，与所述测量件连接的所述直角边的长度为L2，另一个所述直角边的长度为L3；水平仪，所述水平仪设在所述直角边上。

进一步地，L2/L3＝2，L2/L1＝2。

进一步地，所述测量件与所述直角边的中点连接。

进一步地，L2为1m。

进一步地，所述三角架还包括安装管，所述安装管的一端垂直连接于一个所述直角边，另一端与所述斜边连接，所述测量件设在所述安装管内。

进一步地，所述安装管限定出限位滑槽，所述测量件包括：测量尺，所述测量尺配合在所述限位滑槽内，所述测量尺的一端与所述直角边连接，所述测量尺上设有刻度；推拉部，所述推拉部设在所述测量尺的另一端并凸出所述限位滑槽。

进一步地，所述刻度的零刻度设在所述测量尺背离所述推拉部的一端。

进一步地，所述测量尺的远离所述直角边的一端形成有尖锐端，所述尖锐端的顶点处的刻度为所述零刻度。

进一步地，所述斜边上设有读尺线，所述读尺线与所述测量件垂直，所述读尺线、所述斜边的外壁和所述测量件的水平轴线相交于一点。

一种放坡系数的测量方法，基于前文所述的放坡系数的测量工具，包括：将所述放坡系数的测量工具的三角架的斜边抵靠基坑边坡的坡面，观察所述放坡系数的测量工具的水平仪的水泡的位置；如果所述水泡位于中间位置，所述基坑边坡的放坡系数记作M，M＝L3/L2；如果所述水泡偏离所述中间位置并远离所述基坑边坡，保持所述斜边的远离所述水平仪的端点抵接所述坡面，并使所述水平仪的水泡位置进入中间位置，通过所述放坡系数的测量工具的测量件测量所述斜边与所述坡面的水平距离并记作L4，M＝L3/L2+L4/(L2-L1)；如果所述水泡偏离所述中间位置并接近所述基坑边坡，保持所述斜边的接近所述水平仪的端点抵接所述坡面，并使所述水平仪的水泡位置进入中间位置，通过所述测量件测量所述斜边与所述坡面的水平距离并记作L5，M＝L3/L2-L5/L1。

本发明的有益效果为：三角架能够便于测量人员能够仅通过测量件测量出一个数值而获取放坡系数，其操作简单、数据计算准确可靠，在检测过程中，测量人员能够及时纠偏，并获取准确的纠偏数值。此外，检测时能够将三角架的L3/L2预设为标准值，从而能够大大提高放坡系数的检查效率和检查速度。同时该测量工具在使用时，测量人员能够站立于基坑底部进行测量，从而无需在基坑顶部的边缘处测量，规避了临边坠落危险，提高了测量的安全性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的放坡系数的测量工具的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的水平仪的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的测量件和安装管的结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的测量件和安装管的侧视图；

图6是本发明具体实施方式提供的放坡系数的测量工具的使用示意图之一；

图7是本发明具体实施方式提供的放坡系数的测量工具的使用示意图之二；

图8是本发明具体实施方式提供的放坡系数的测量方法的流程图。

附图标记

1、直角边；2、斜边；3、测量件；31、测量尺；32、推拉部；4、水平仪；41、气泡；5、安装管；6、读尺线；100、坡面。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，而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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面参考图1-图7描述本发明实施例的放坡系数的测量工具的具体结构。

如图1-图7所示，图1公开了一种放坡系数的测量工具，其包括三角架、测量件3和水平仪4。三角架包括两个直角边1和一个斜边2，两个直角边1垂直连接。测量件3垂直连接于一个直角边1，测量件3的长度可调节设置，测量件3上设有刻度，测量件3与另一个直角边1的垂直距离为L1，与测量件3连接的直角边1的长度为L2，另一个直角边1的长度为L3。水平仪4设在直角边1上。

可以理解的是，斜边2能够直接抵靠于基坑边坡的坡面100上，如果斜边2与坡面100齐平时，水平仪4上的气泡41位于中间位置，则说明此时设有水平仪4的直角边1平行于水平方向，另一个直角边1则平行于竖直方向，从而可以快速获取放坡系数为L3/L2。如果斜边2与坡面100齐平时，水平仪4上的气泡41偏离中间位置，则说明放坡系数与L3/L2之间有差值，且当水平仪4上的气泡41的偏离距离越大，差值越大。更具体地，当水平仪4上的气泡41朝向接近坡面100的方向偏离，则说明三角架从直角边1垂直于水平面的位置沿顺时针旋转，表明基坑边坡的坡度大于三角架的直角边1垂直于水平面时的斜边2的坡度，当水平仪4上的气泡41朝向接近坡面100的方向偏离，则说明三角架从直角边1垂直于水平面的位置沿逆时针旋转，表明基坑边坡的坡度小于三角架的直角边1垂直于水平面时的斜边2的坡度。由此，通过三角架的斜边2抵靠在坡面100上，通过观察水平仪4即可快速判定放坡系数的大致范围。

当水平仪4上的气泡41偏离中间位置时，测量人员则可以通过测量件3计算坡面100的实际放坡系数。

如图6所示，当水平仪4上的气泡41朝向远离坡面100的方向偏离时，测试人员能够使连接有测量件3的直角边1垂直设置且抵接坡面100，再使用测量件3测量斜边2与坡面100之间的水平距离，由于已知L1和L2，即可较为快速地获取长度为L3的直角边1与坡面100之间的水平距离，从而能够获取两个直角边1的连接处与坡面100之间的水平距离，同时L2又是已知数，从而能够根据三角函数理论，列出此种情况下的放坡系数的计算公式，由此，放坡系数的值即为L1、L2、L3和斜边2与坡面100之间的水平距离通过三角函数计算得到。

如图7所示，当水平仪4上的气泡41朝向接近坡面100的方向偏离时，测试人员能够使长度为L3的直角边1水平设置且抵接坡面100，再使用测量件3测量斜边2与坡面100之间的水平距离，由于已知L1和L2，即可较为快速地获取长度为L2的直角边1与斜边2的连接处与坡面100之间的水平距离，再构造辅助线形成一个平行四边形，平行四边形的四个顶点分别为：长度为L3的直角边1在坡面100上的投影B，长度为L2的直角边1与斜边2的连接处在坡面100上的投影E，长度为L2的直角边1与斜边2的连接处D，长度为L3的直角边1上的点C，BC的长度等于ED的长度，从而能够根据三角函数理论得知，基坑边坡与水平面之间的锐角夹角与CD和BC之间的锐角夹角相同，同时由于ED的长度可以计算得知，使得BC的长度可以获得，进而能够获取L3与BC的长度的差值，且L1、L2和L3均为已知数，从而能够在测量开始前列出此种情况下的放坡系数的计算公式，由此，放坡系数的值即为L1、L2、L3和斜边2与坡面100之间的水平距离通过三角函数计算得到。

显然，上述三种情况涵盖了使用本实施例的测量工具在实际测量时遇到的所有情况，从而使测量人员能够仅通过测量件3测量出一个数值而获取放坡系数，其操作简单、数据计算准确可靠，在检测过程中，测量人员能够及时纠偏，并获取准确的纠偏数值。此外，检测时能够将三角架的L3/L2预设为标准值，从而能够大大提高放坡系数的检查效率和检查速度。

此外，本实施例的测量工具在使用时，测量人员能够站立于基坑底部进行测量，从而无需在基坑顶部的边缘处测量，规避了临边坠落危险，提高了测量的安全性。

需要说明的是，在本实施例中，水平仪4设置于长度为L3的直角边1上，当水平仪4设置于长度为L2的直角边1上时，能够旋转使用测量工具以使水平仪4保持水平，再预先设置计算公式，即可快速根据实际测量结果获取放坡系数，其实际计算过程可以依据三角函数理论和上述示例得到，在此无需赘述。

在一些实施例中，L2/L3＝2，L2/L1＝2。在一些实施例中，测量件3与直角边1的中点连接。在一些实施例中，L2为1m。

可以理解的是，通过上述设置，能够降低放坡系数的计算公式的复杂程度，使测量人员能够快速简单的心算或手算获得实际放坡系数。当然，在本发明的其他实施例中，根据实际计算载体以及测量环境的不同，L1、L2、L3之间的关系和实际数值，测量件3与直角边1的连接处的位置，均可以根据实际需求进行调整，无需进行具体限定。

在一些实施例中，如图1、图4和图5所示，三角架还包括安装管5，安装管5的一端垂直连接于一个直角边1，另一端与斜边2连接，测量件3设在安装管5内。

可以理解的是，安装管5能够对测量件3起到限位和导向效果，从而能够提高测量件3在测量斜边2与坡面100之间的距离时的可靠性，进而提高放坡系数的计算可靠性和计算精度。

在一些实施例中，如图4和图5所示，安装管5限定出限位滑槽，测量件3包括测量尺31和推拉部32。测量尺31配合在限位滑槽内，测量尺31的一端与直角边1连接，测量尺31上设有刻度。推拉部32设在测量尺31的另一端并凸出限位滑槽。

可以理解的是，限位滑槽即可较好地实现限位和导向效果。测量尺31上设置刻度能够便于用户快速读取相关数据，推拉部32能够提高用户使用测量件3的使用体验。

在一些具体的实施例中，测量尺31包括可推拉钢尺，能够较好地保证测量尺31测量时的水平度。在本发明的其他实施例中，测量尺31也能够形成为卷尺等其他测量结构，能够适用于多种测试环境。

在一些实施例中，如图1和图2所示，刻度的零刻度设在测量尺31背离推拉部32的一端。

可以理解的是，通过上述设置，当测量尺31抵接坡面100时，坡面100处为零刻度，此时测量人员仅需读取测量尺31与斜边2交界处的刻度，即可快速获取零刻度

在一些实施例中，如图2所示，斜边2上设有读尺线6，读尺线6与测量件3垂直，读尺线6、斜边2的外壁和测量件3的水平轴线相交于一点。

可以理解的是，通过上述结构设置，使得读尺线6所指示的位置为测量件3的水平轴线和斜边2的外壁之间的交点，使得测量人员直接观察读尺线6所指示的刻度即可获取测量件3在斜边2上的刻度，便于提高测量人员的测量效率。

进一步地，在本实施例中，测量件3上的零刻度设在测量件3背离直角边1的一端，使得测量件3与斜边2的交点处的刻度值即为斜边2与坡面100之间的水平距离，能够进一步提高测量速度和放坡系数的计算效率。

在一些实施例中，如图2和图4所示，测量尺31的远离直角边1的一端形成有尖锐端，尖锐端的顶点处的刻度为零刻度。

可以理解的是，尖锐端的设置能够便于测量尺31准确地抵接坡面100，从而提高测量精度，进一步提高放坡系数的计算精度。

实施例1：

下面参考图1-图7描述本发明一个具体实施例的放坡系数的测量工具。

本实施例的放坡系数的测量工具包括三角架、测量件3和水平仪4。

三角架包括两个直角边1和一个斜边2，两个直角边1垂直连接。三角架还包括安装管5，安装管5的一端垂直连接于一个直角边1，另一端与斜边2连接，测量件3设在安装管5内，安装管5限定出限位滑槽。

测量件3垂直连接于一个直角边1，测量件3的长度可调节设置，测量件3上设有刻度，测量件3与另一个直角边1的垂直距离为L1，与测量件3连接的直角边1的长度为L2，另一个直角边1的长度为L3。L2/L3＝2，L2/L1＝2。测量件3与直角边1的中点连接。测量件3包括测量尺31和推拉部32。测量尺31配合在限位滑槽内，测量尺31的一端与直角边1连接，测量尺31上设有刻度。推拉部32设在测量尺31的另一端并凸出限位滑槽。刻度的零刻度设在测量尺31背离推拉部32的一端。斜边2上设有读尺线6，读尺线6与测量件3垂直，读尺线6、斜边2的外壁和测量件3的水平轴线相交于一点。测量尺31的远离直角边1的一端形成有尖锐端，尖锐端的顶点处的刻度为零刻度。

水平仪4设在直角边1上。

实施例2：

下面参考图8描述本发明一个具体实施例的放坡系数的测量方法。

如图8所示，本实施例的放坡系数的测量方法采用实施例1所述的放坡系数的测量工具，其包括：

将放坡系数的测量工具的三角架的斜边2抵靠基坑边坡的坡面100，观察放坡系数的测量工具的水平仪4的水泡的位置；如果水泡位于中间位置，基坑边坡的放坡系数记作M，M＝L3/L2；如果水泡偏离中间位置并远离基坑边坡，保持斜边2的远离水平仪4的端点抵接坡面100，并使水平仪4的水泡位置进入中间位置，通过放坡系数的测量工具的测量件3测量斜边2与坡面100的水平距离并记作L4，M＝L3/L2+L4/(L2-L1)；如果水泡偏离中间位置并接近基坑边坡，保持斜边2的接近水平仪4的端点抵接坡面100，并使水平仪4的水泡位置进入中间位置，通过测量件3测量斜边2与坡面100的水平距离并记作L5，M＝L3/L2-L5/L1。

可以理解的是，根据本发明实施例的放坡系数的测量方法，由于具有前文所述的放坡系数的测量工具，能够通过简单的测量步骤快速获得基坑边坡的放坡系数，填补了基坑放坡系数无检查工具的空白，操作简单、构思巧妙、技术先进、应用便捷，检查过程数据提供准确、快速，可以及时进行施工纠偏，有效的应用于基坑边坡施工的全过程。这种检查方法在保证施工质量的同时，避免了常规的测量方法存在的安全风险，还可以提高管理效率，降低人工成本。

需要说明的是，放坡系数M的计算过程在前文已进行描述，在此无需赘述。同时放坡系数M的公式的演算过程是基于三角函数理论计算而得，无需进行具体演算即可理解。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种放坡系数的测量工具，其特征在于，包括：

三角架，所述三角架包括两个直角边(1)和一个斜边(2)，两个直角边(1)垂直连接；

测量件(3)，所述测量件(3)垂直连接于一个直角边(1)，所述测量件(3)的长度可调节设置，所述测量件(3)上设有刻度，所述测量件(3)与另一个直角边(1)的垂直距离为L1，与所述测量件(3)连接的一个直角边(1)的长度为L2，另一个直角边(1)的长度为L3；

水平仪(4)，所述水平仪(4)设在另一个直角边(1)上；

所述三角架还包括安装管(5)，所述安装管(5)的一端垂直连接于一个直角边(1)，另一端与所述斜边(2)连接，所述测量件(3)设在所述安装管(5)内；

所述安装管(5)限定出限位滑槽，所述测量件(3)包括：

测量尺(31)，所述测量尺(31)配合在所述限位滑槽内，所述测量尺(31)的一端与一个直角边(1)连接，所述测量尺(31)上设有刻度；

推拉部(32)，所述推拉部(32)设在所述测量尺(31)的另一端并凸出所述限位滑槽；

在进行放坡系数的测量时，将所述放坡系数的测量工具的三角架的斜边(2)抵靠基坑边坡的坡面(100)，观察所述放坡系数的测量工具的水平仪(4)的水泡的位置；

如果所述水泡位于中间位置，所述基坑边坡的放坡系数记作M，M＝L3/L2；

如果所述水泡偏离所述中间位置并远离所述基坑边坡，保持所述斜边(2)的远离所述水平仪(4)的端点抵接所述坡面(100)，并使所述水平仪(4)的水泡位置进入中间位置，通过所述放坡系数的测量工具的测量件(3)测量所述斜边(2)与所述坡面(100)的水平距离并记作L4，M＝L3/L2+L4/(L2-L1)；

如果所述水泡偏离所述中间位置并接近所述基坑边坡，保持所述斜边(2)的接近所述水平仪(4)的端点抵接所述坡面(100)，并使所述水平仪(4)的水泡位置进入中间位置，通过所述测量件(3)测量所述斜边(2)与所述坡面(100)的水平距离并记作L5，M＝L3/L2-L5/L1。

2.根据权利要求1所述的放坡系数的测量工具，其特征在于，L2/L3＝2，L2/L1＝2。

3.根据权利要求2所述的放坡系数的测量工具，其特征在于，所述测量件(3)与一个直角边(1)的中点连接。

4.根据权利要求3所述的放坡系数的测量工具，其特征在于，L2为1m。

5.根据权利要求1所述的放坡系数的测量工具，其特征在于，所述刻度的零刻度设在所述测量尺(31)背离所述推拉部(32)的一端。

6.根据权利要求5所述的放坡系数的测量工具，其特征在于，所述测量尺(31)的远离一个直角边(1)的一端形成有尖锐端，所述尖锐端的顶点处的刻度为所述零刻度。

7.根据权利要求1所述的放坡系数的测量工具，其特征在于，所述斜边(2)上设有读尺线(6)，所述读尺线(6)与所述测量件(3)垂直，所述读尺线(6)、所述斜边(2)的外壁和所述测量件(3)的水平轴线相交于一点。

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