CN114000489B - 减压降水后地面沉降值监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了减压降水后地面沉降值监测装置，包括沉降管，还包括若干套设在沉降管上的磁环组件，所述磁环组件的内壁上设有第一连接槽；所述沉降管的外壁上设有若干第二连接槽，第二连接槽内设有膨胀部，所述膨胀部充气后能够填充磁环组件与沉降管之间的间隙，并膨胀至第一连接槽内。本发明利用充气后能够膨胀的膨胀部能够填充至磁环组件与沉降管之间的间隙内，并且将磁环组件约束在沉降管上，这样不仅能够避免在预埋磁环组件和沉降管的过程中，土壤和杂质进入至磁环组合和沉降管之间的间隙内，造成磁环组件卡死的现象，同时保证了在预埋磁环组件的过程中，磁环组件不会自行在沉降管上发生位移，提高了测量的精准度。

Description

减压降水后地面沉降值监测装置及方法

技术领域

本发明涉及沉降监测领域，具体涉及减压降水后地面沉降值监测装置。

背景技术

在软土地区进行路基建设通常需要监测土体的分层沉降量来判断各个土层的工程特性是否满足设计要求，并将分层沉降量作为控制施工进度、确定堆载卸载时间和评价地基处理效果的依据。通常使用的方法是磁环式沉降仪法，即用软尺沉降仪配合沉降管和沉降磁环监测软土地基分层沉降量。磁环式沉降仪法工作方式为：预先在沉降管外表面用水溶性胶带固定好沉降磁环，然后在待测软土地基中预埋沉降管，沉降管底端设有密封头以防止泥土堵塞沉降管，沉降磁环内径略大于沉降管，紧密套在沉降管外随被测土层沉降；沉降管与沉降磁环埋设好后通过人工把软尺沉降仪探头放入沉降管内，控制软尺让测头缓慢地向下移动，当探头到达到土层中的沉降磁环埋设位置时，仪器便会发出蜂鸣声，此时人工记录软尺在管口处的深度读数，也就是该沉降磁环距离管口的长度，沉降管管口高程减去该长度测量值便得到该沉降磁环高程，得到每个沉降磁环的高程便可测得各土层的分层沉降量，在路基建设过程中记录沉降磁环的位置便能监测路基土体各层的状态，为工程建设提供宝贵的资料。

目前，为了保证沉降磁环能够顺利在沉降管上移动，故沉降磁环的内径通常都是略大于沉降管的外径，但是在预埋沉降管的过程中，一部分的土壤、石块等杂质容易进入至沉降磁环与沉降管之间的间隙内，容易造成沉降磁环卡死在沉降管上，导致其无法正常沿沉降管移动，进而无法精准监测出地面的沉降量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，目的在于提供减压降水后地面沉降值监测装置，能够避免在预埋沉降管和磁环时，土壤和杂质进入至沉降管与磁环之间的间隙内，造成磁环卡死的现象。

本发明通过下述技术方案实现：

减压降水后地面沉降值监测装置，包括沉降管，还包括若干套设在沉降管上的磁环组件，所述磁环组件的内壁上设有第一连接槽；所述沉降管的外壁上设有若干第二连接槽，第二连接槽内设有膨胀部，所述膨胀部充气后能够填充磁环组件与沉降管之间的间隙，并膨胀至第一连接槽内。

进一步地，所述磁环组件包括磁环本体和圆环，所述圆环固定于磁环本体的内壁上，且圆环的轴线与磁环本体的轴线共线；所述第一连接槽沿圆环周向分布在圆环的内壁上。

进一步地，所述膨胀部为气囊，所述沉降管内还设有气管，所述气管与膨胀部连通。

进一步地，所述沉降管的底端还设有伸缩头，伸缩头能够沿沉降管轴向移动，所述伸缩头的两侧还设有伸缩管，伸缩管能够沿伸缩头径向伸缩；所述伸缩头内还设有调节组件，所述调节组件能够调节伸缩管与沉降管之间夹角大小。

进一步地，所述伸缩头的底部为圆锥结构，伸缩头内部设有空腔，伸缩头的两侧还均设有开口，所述伸缩管为两根，两根伸缩管一端均位于空腔内，另一端能够从开口内沿伸缩头的径向伸缩；所述调节组件包括调节板和两个转盘，所述转盘上设有与空腔内壁连接着的转轴，转盘一侧与伸缩管连接，另一侧上设有若干齿，所述调节板位于两个转盘之间，且调节板的两侧均设有与齿啮合的齿条。

进一步地，所述沉降管内还设有活动杆；所述伸缩头的顶部还设有固定块，所述固定块上设有通孔，通孔内设有下压杆，下压杆的底部与调节板连接；所述固定块的通孔内壁两侧均设有夹持组件，所述夹持组件能够将下压杆固定在通孔内；所述调节板的底部还设有第五弹性件，且第五弹性件与伸缩头的空腔内底连接。

进一步地，所述固定块的通孔内壁上还设有容纳孔，所述夹持组件包括第一弹性件和夹持板，所述第一弹性件一端与容纳孔连接，另一端与夹持板连接；所述下压杆的顶部还设有盲孔，所述盲孔内设有第三弹性件和活动块，所述第三弹性件的一端与活动块底部连接，另一端与盲孔内底连接，所述活动块的两侧均设有放置腔，放置腔内设有第二弹性件和解锁块，所述第二弹性件一端与放置腔连接，另一端与解锁块连接，且第二弹性件的弹力大于第一弹性件的弹力；所述下压杆的两侧均设有与盲孔连通的连接孔，连接孔的轴线与容纳孔的轴线在同一直线上。

进一步地，所述固定块的顶部还设有环形槽，所述环形槽内设有顶部为封闭结构的连接筒，连接筒通过螺纹与环形槽连接，所述活动杆竖直贯穿连接筒，连接筒的两侧均设有条形口，所述条形口内还设有横杆，横杆的外径与条形口的宽度一致，且横杆与活动杆的侧壁铰接。

进一步地，所述活动杆的外壁上还设有第四弹性件，第四弹性件一端与活动杆连接，另一端与横杆连接，第四弹性件处于非压缩状态时，横杆的轴线与活动杆的轴线垂直。

减压降水后地面沉降值监测方法，包括以下步骤：

S1、利用气泵向膨胀部内通入气体，使得膨胀部发生膨胀与磁环组件上的第一连接槽连接；

S2、将沉降管安装至下钻设备上，利用下钻设备驱动沉降管高速转动，对土壤进行钻孔；

S3、待沉降管到达预埋深度后，将沉降管从下钻设备上取下；

S3-1：当需要对土壤进行分层沉降监测时，将通入至膨胀部内的气体排出，使得膨胀部缩回至沉降管的第二连接槽内，然后定期将连接有测量绳上的探头放入至沉降管内，并依次记录各个磁环组件的深度，监测各层土壤的沉降状况；

S3-2：当需要对土壤整体下沉监测时，将膨胀部保持膨胀，将活动杆伸入至沉降管内，并推动伸缩头从沉降管内伸出，然后根据需要调节伸缩管的倾斜角度，利用气泵向伸缩管内通入气体，使得伸缩管插入至土壤，最后定期利用探头测量各个磁环组件的深度；

S4、当步骤S3-2中各个磁环组件两次的测量的深度存在差异时，则判定沉降管发生偏斜，需对其进行矫正处理。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明利用充气后能够膨胀的膨胀部能够填充至磁环组件与沉降管之间的间隙内，并且将磁环组件约束在沉降管上，这样不仅能够避免在预埋磁环组件和沉降管的过程中，土壤和杂质进入至磁环组合和沉降管之间的间隙内，造成磁环组件卡死的现象，同时保证了在预埋磁环组件的过程中，磁环组件不会自行在沉降管上发生位移，提高了测量的精准度；

2、本发明不仅能够实现对土壤进行分层沉降监测，同时还能够实现对土壤进行整体下沉监测，在进行对土壤整体下沉监测时，利用设置的伸缩管能够在土壤内沿水平方向伸缩，提高沉降管与土壤的接触面积，从而保证了土壤在下沉的过程中能够有效带动沉降管跟着一起下沉；

3、本发明利用设置的调节组件能够调节伸缩管的倾斜角度，使得在实际的应用过程中，伸缩管能够与不同深度的土壤进行接触，保证了不同深度的土壤进行沉降时均能够带动沉降管一起下沉，同时由于伸缩管其朝向可调，因此当伸缩管在土壤内伸缩的过程中遇到石块等障碍物时，通过改变其倾斜角度，来避免障碍物对其造成的干扰。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明另一种状态时的结构示意图；

图3为本发明探头伸入至沉降管是的结构示意图；

图4为本发明图1中A部放大后的结构示意图；

图5为本发明图2中B部放大后的结构示意图；

图6为本发明连接筒的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-活动杆，2-气管，3-磁环本体，4-沉降管，5-膨胀部，7-伸缩管，9-转盘，10-伸缩头，11-第五弹性件，12-开口，13-连接头，15-圆环，16-探头，18-测量绳，20-第四弹性件，21-条形口，22-第一弹性件，23-活动块，24-解锁块，25-第二弹性件，26-连接筒，27-连接孔，28-第三弹性件，29-下压杆，30-夹持板，31-横杆，33-固定块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1至图6所示，本发明包括沉降管4，还包括若干套设在沉降管4上的磁环组件，所述磁环组件的内壁上设有第一连接槽；所述沉降管4的外壁上设有若干第二连接槽，第二连接槽内设有膨胀部5，所述膨胀部5充气后能够填充磁环组件与沉降管4之间的间隙，并膨胀至第一连接槽内。

针对现有技术中的沉降管为了便于磁环能够在沉降管上移动，通常磁环的内径略大于沉降管的外径，保持磁环与沉降管之间具有一定的间隙，这样导致在预埋沉降管和磁环的施工过程中，一部分的土壤容易进入至磁环与沉降管之间的间隙内，尤其是混杂在土壤内的细小石块，容易导致磁环卡死在沉降管上，进而导致磁环无法沿着沉降管移动，影响了对地面沉降量的监测；同时，由于沉降管与磁环之间未固定连接，他们之间存在一定的间隙的缘故，通常在预埋沉降管的过程中，需要先在土壤内开挖一个用于放置沉降管的深孔，然后再将沉降管放置于深孔内，最后再向深孔内回填土壤，将磁环和沉降管预埋至土壤内，上述方式的施工过程较为复杂，通常需要花费大量的时间对沉降管进行安装，为此，本技术方案在磁环组件的内径处设置有第一连接槽，且在沉降管4的外壁上设置有第二连接槽，第二连接槽内设置有膨胀部5，向膨胀部5内部充气之后，其能够沿着沉降管4的径向发生膨胀，使得膨胀部5膨胀至第一连接槽内，故利于设置的膨胀部5不仅将磁环组件固定在沉降管4上，同时还利用设置的膨胀部5能够填充磁环组件与沉降管4之间的间隙，这样使得在预埋沉降管4的过程中，土壤或石块等杂质无法进入至沉降管4与磁环之间之间的间隙内，进而无法磁环组件造成卡死的现象，当完成对沉降管4与磁环组件的预埋后，将通入至膨胀部5内的气体排出，迫使膨胀至第一连接槽内的膨胀部5缩回至沉降管4上的第二连接槽内，此时的磁环组件与沉降管4发生分离，并且原本被膨胀部5填充的间隙也重新打开，这样当土壤发生沉降时，土壤能够带动各个磁环组件在沉降管4上移动，相比传统的磁环组件与沉降管4之间的连接方式，避免了在预埋磁环组件与沉降管4的过程中造成磁环组件的卡死现象，同时由于沉降管4和磁环组件在安装的过程中利用膨胀部5固定在一起，因此有效避免了在预埋沉降管4和磁环组件的过程中，磁环组件在沉降管4上自行发生位移的情况发生。

同时，本技术方案沉降管的安装方式也与传统的方式存在差异，由于磁环组件与沉降管4之间通过膨胀部5连接，利用设置的膨胀部5实现了磁环组件与沉降管4之间的固定式连接，因此，本技术方案在预埋沉降管4时，将沉降管4的顶端与土壤下钻设备连接，利用下钻设备带动沉降管4转动，并且带动磁环组件的转动，能够实现将安装有磁环组件的沉降管4快速下钻至土壤内，从而实现了对沉降管4与磁环组件快速预埋至土壤内的目的，相比传统的安装方式，大大提高了安装效率；并且本技术方案当无需对土壤进行分层沉降监测时，在将沉降管4预埋至土壤内后，膨胀部5可以继续保持膨胀状态，使得磁环组件与沉降管4之间处于同步移动关系，当预埋着沉降管4的土壤整体发生沉降时，带动沉降管4跟着沉降，从而带动磁环本体3一起发生沉降，在利用探头16伸入至沉降管4测量磁环组件的位置时，可以通过沉降管4不同位置处的磁环组件的下沉量来判断预埋着的沉降管4是否发生倾斜，即利用探头16测量出沉降管4上不同高度的磁环组件的下沉量一致时，则可以推断沉降管4未发生偏斜，此时测量出的磁环组件下沉量为土壤的实际下沉量；而当测量出来各个磁环组件的下沉量不一致时，则可以推断沉降管4发生偏斜，需要施工人员重新对沉降管4进行安装，保证本装置能够对土壤沉降量进行精准测量。

所述磁环组件包括磁环本体3和圆环15，所述圆环15固定于磁环本体3的内壁上，且圆环15的轴线与磁环本体3的轴线共线；所述第一连接槽沿圆环15周向分布在圆环15的内壁上。

设置的磁环本体3为现有技术，设置的圆环15用于将磁环本体3与膨胀部5连接，从而实现磁环本体3与沉降管4之间的连接，当膨胀部5充气发生膨胀后，膨胀后的膨胀部5经过圆环15与沉降管4之间的间隙进入至圆环15内径处的第一连接槽内；同时为了提高磁环组件与沉降管4之间的连接强度，第一连接槽和第二连接槽均均为若干个，其分布沿沉降管4和圆环15的周向依次分布。

所述膨胀部5为气囊，所述沉降管4内还设有气管2，所述气管2与膨胀部5连通。

本实施例中的膨胀部5优选为气囊，其通过设置在沉降管4内的气管2与外界的气泵连接，在使用的过程中，利用外界的气泵向气管2内通入气体，气体进入至气囊内，能够迫使气囊沿沉降管4的径向发生膨胀，膨胀后的气囊进入至圆环15内径上的第一连接槽内，实现对磁环本体3在沉降管4上轴向上的约束，保证了沉降管4与磁性组件能够实现同步移动。

所述沉降管4的底端还设有伸缩头10，伸缩头10能够沿沉降管4轴向移动，所述伸缩头10的两侧还设有伸缩管7，伸缩管7能够沿伸缩头10径向伸缩；所述伸缩头10内还设有调节组件，所述调节组件能够调节伸缩管7与沉降管4之间夹角大小。

同时，本技术方案当无需对土壤进行分层下沉监测时，只需要利用沉降管4的下沉实现对整个土壤层的下沉监测，将沉降管4预埋至土壤内后，继续将膨胀部5处于膨胀状态，使得磁环组件与沉降管4连接在一起，当预埋着沉降管4的土壤整体下沉，沉降管4带动磁环组件跟着一起下沉，最终利用探头16实现了对土壤整体下沉量的测量，而为了保证土壤在下沉的过程中，土壤能够带动沉降管4跟着一起下沉，故在沉降管4的底部设置有伸缩头，且在伸缩头10内设置有伸缩管7，伸缩管7采用波纹管，其通过连接管与外界气泵连通，利用外界的气泵能够向伸缩管7内通入气体，迫使伸缩管7能够沿沉降管4的轴向移动，将伸缩管7在土壤层内沿水平方向伸出，为了保证伸缩管7能够有效在土壤内延伸，优选在伸缩管7的端部还设置有圆锥结构的连接头13，从而增大了伸缩头10与土壤之间的接触面积，从而当土壤下层时，能够有效带动沉降管4跟着一起下层，避免了土壤下沉时，沉降管4无法跟着土壤一起下沉的情况发生。

同时，本技术方案在伸缩头10采用伸缩结构的伸缩管7一方面能够增大伸缩头10与土壤之间的接触面积，保证土壤下沉时能够有效带动沉降管4一起下沉，另一方面采用伸缩式的结构方便将沉降管4预埋至土壤内，即在将沉降管4预埋至土壤内时，沉降管4下的伸缩头10为缩回至沉降管4内，且伸缩管7也处于未拉伸状态，使得沉降管4在下钻预埋至土壤内的过程中，能够减小伸缩管7对沉降管4下钻过程中造成的阻力，保证沉降管4易于钻入至土壤内，而当沉降管4到达预埋至土壤深度时，将伸缩头10从沉降管4内伸出，然后利用外界的气泵向伸缩管7内通入高压状态的气体，气体进入至伸缩管7内迫使伸缩管7发生膨胀，迫使伸缩管7沿水平方向伸入至土壤内，扩大了伸缩管7与土壤之间的接触面积，从而保证沉降管4能够跟着土壤一起下沉，利用与沉降管4连接着的磁环组件能够测量出土壤整体的下沉量。

同时，本技术方案为了保证沉降管4能够稳定竖直处于土壤内，避免沉降管4发生倾斜，影响对土壤下沉量的测量，故在伸缩头10内设置有调节组件，利用设置的调节组件能够调节伸缩管7的倾斜状态，迫使伸缩管7能够倾斜插入插入至土壤内，从而增大了伸缩管7在竖直方向上与土壤的接触面积，保证土壤能够稳定处于土壤内；同时在需要对土壤进行整体下沉监测状态时，处于倾斜状态的伸缩管7也增大了在竖直方向上与土壤的接触面积，使得不同深度的土壤发生沉降时，均能带动伸缩管7跟着沉降，从而带动沉降管4跟着一起沉降；另外，当本技术方案中的伸缩管7在沿水平方向伸缩的过程中，当遇到有石块等障碍物阻挡伸缩管7顺利沿水平方向拉伸时，此时可以利用设置的调节组件来调节伸缩管7的倾斜状态，使得伸缩管7能够转动至该障碍物的上方，绕开该障碍物，保证伸缩管7能够顺利伸入至土壤内。

同时，现有的沉降管4大多数只能对磁环四周的土壤进行沉降监测，无法对沉降管4下方的土壤下层量进行监测，即在实际的使用过程中，当沉降管4下方的土壤发生沉降后，由于传统的沉降管4未与磁环连接，因此当沉降管4下方的土壤发生下沉时，无法带动磁环同步下沉，从而导致在利用探头测量磁环的深度时，无法检测出沉降管4下方土壤的下沉量，故本技术方案在实际的应用中，当完成对沉降管4和磁环组件在土壤内的预埋后，可以选择性将其中一部分的磁环组件上的膨胀部5内的气体排出，使得该膨胀部5缩回至沉降管4的第二连接槽内，进而使得该部分的磁环组件与沉降管4发生分离，而另一部分的膨胀部5继续保持膨胀状态，使得另一部分的磁环组件继续与沉降管4固定式连接，这样当沉降管4下方的土壤发生沉降时，沉降管4带动与其连接着的磁环跟着一起下沉，通过探头16测量该磁环组件的下沉量可以监测出沉降管4下方土壤的下沉状态，而当沉降管4四周的土壤发生下沉时，该部分的土壤易于带动未与沉降管4连接着的磁环组件下沉，通过探头16测量出该磁环组件下沉量来监测沉降管4四周土壤的状态，因此，本技术方案在实际使用的过程中，使用者可以根据自身的监测需求，来选择各个磁环组件与沉降管4之间的连接状态，从而实现对不同区域的土壤下沉状态的监测。

所述伸缩头10的底部为圆锥结构，伸缩头10内部设有空腔，伸缩头10的两侧还均设有开口12，所述伸缩管7为两根，两根伸缩管7一端均位于空腔内，另一端能够从开口12内沿伸缩头10的径向伸缩；所述调节组件包括调节板和两个转盘9，所述转盘9上设有与空腔内壁连接着的转轴，转盘9一侧与伸缩管7连接，另一侧上设有若干齿，所述调节板位于两个转盘9之间，且调节板的两侧均设有与齿啮合的齿条。

为了方便将沉降管4预埋至土壤内，下钻设备在驱动沉降管4转动的过程中，利用伸缩头10底部的圆锥结构易于钻入至土壤内；而设置的开口12方便伸缩管7在开口内沿竖直方向转动，改变伸缩管7的倾斜方向；当需要调节伸缩管7的倾斜角度时，利用设置的调节板朝下移动，由于调节板两侧的齿条与转盘9上的齿啮合，因此，当齿条移动时，能够驱动转盘9在竖直平面内转动，从而带动伸缩管7跟着转动，最终实现了对伸缩管7倾斜角度的调节。

所述沉降管4内还设有活动杆1；所述伸缩头10的顶部还设有固定块33，所述固定块33上设有通孔，通孔内设有下压杆29，下压杆29的底部与调节板连接；所述固定块33的通孔内壁两侧均设有夹持组件，所述夹持组件能够将下压杆29固定在通孔内；所述调节板的底部还设有第五弹性件11，且第五弹性件11与伸缩头10的空腔内底连接。

具体在使用时，由于活动杆1的上端伸出至沉降管4的外端，通过下压活动杆1，活动杆1顶动下压杆29在固定块33内朝下移动，从而驱动调节板朝下移动，最终利用齿条驱动转盘9的转动，实现了对伸缩管7倾斜角度的调节，而利用设置的夹持组件能够对下压杆29进行夹持，保证当活动杆1未对下压杆29施加作用力时，调节板能够固定在伸缩头10的空腔内，从而保证伸缩管7稳定处于倾斜状态；由于活动杆1推动调节板朝下移动来迫使伸缩管7朝着沉降管4方向转动，而当需要调节伸缩管7远离沉降管4方向转动时，移除活动杆1对调节板的作用力后，在第五弹性件11的作用下，能够推动调节板朝上移动，从而驱动伸缩管7恢复至初始状态。

所述固定块33的通孔内壁上还设有容纳孔，所述夹持组件包括第一弹性件22和夹持板30，所述第一弹性件22一端与容纳孔连接，另一端与夹持板30连接。

在利用夹持组件对下压杆29进行夹持时，利用第一弹性件22产生的弹力推动夹持板30紧压在下压杆29的外壁上，从而将下压杆29固定在固定块33的通孔内，实现了对下压杆29的夹持。

所述下压杆29的顶部还设有盲孔，所述盲孔内设有第三弹性件28和活动块23，所述第三弹性件28的一端与活动块23底部连接，另一端与盲孔内底连接，所述活动块23的两侧均设有放置腔，放置腔内设有第二弹性件25和解锁块24，所述第二弹性件25一端与放置腔连接，另一端与解锁块24连接，且第二弹性件25的弹力大于第一弹性件22的弹力，解锁块24的端部还设有斜边；所述下压杆29的两侧均设有与盲孔连通的连接孔27，连接孔27的轴线与容纳孔的轴线在同一直线上，且连接孔27的内径不小于容纳孔的内径。

而当需要调节伸缩管7的倾斜角度时，使用者利用活动杆1朝下挤压活动块23，迫使活动块23在下压杆29的盲孔内移动，并压缩第三弹性件28，当活动块23上的解锁块24移动至与连接孔27齐平时，在第二弹性件25的作用下，能够推动解锁块24从连接孔27内移出，并作用于夹持板30，推动夹持板30压缩第一弹性件22，从而移除了夹持板30对下压杆29的夹持力，活动杆1继续朝下移动的过程中，当第三弹性件28处于最大压缩量时，下压杆29在固定块33的通孔内移动，从而推动调节板朝下移动，实现了对伸缩管7倾斜角度的改变。

所述固定块33的顶部还设有环形槽，所述环形槽内设有顶部为封闭结构的连接筒26，连接筒26通过螺纹与环形槽连接，所述活动杆1竖直贯穿连接筒26，连接筒26的两侧均设有条形口21，所述条形口21内还设有横杆31，横杆31的外径与条形口21的宽度一致，且横杆31与活动杆1的侧壁铰接。

由于本技术方案中设置的活动杆1一方面能够调节伸缩管7的倾斜角度，另一方面能够推动伸缩头10从沉降管4内伸出，为了保证伸缩头10不会完全从沉降管4内伸出，故还在伸缩头10靠近上端的两侧设有凸块，同时还在沉降管4的内壁上设置有与凸块匹配的滑槽（图中未示出），滑槽沿沉降管4的轴向分布，凸块位于滑槽内，利用设置的凸块能够避免伸缩头10在沉降管4内转动；当需要将伸缩头10从沉降管4内伸出时，由于活动杆1上的横杆31位于连接筒26的条形口21内，因此，在将活动杆1朝下推动的过程中，由于条形口21内的横杆31能够对连接筒26施加下压力，从而将伸缩头10从沉降管4内推出，由于活动杆1与横杆31铰接，并且横杆31在活动杆1上的沿竖直方向的转动范围为0-90°，即当横杆31与活动杆1处于垂直状态时，横杆31只能在竖直方向上朝下转动，因此当需要将伸出至沉降管4中的伸缩头10缩回至沉降管4内时，朝上拉动活动杆1，横杆31朝下转动，并随着活动杆1的继续拉动将横杆31转动至缩回至连接筒26内，并且在横杆31的阻挡下，能够拉动连接筒26朝上移动，从而带动伸缩头10缩回至沉降管4内。

所述活动杆1的外壁上还设有第四弹性件20，第四弹性件20一端与活动杆1连接，另一端与横杆31连接，第四弹性件20处于非压缩状态时，横杆31的轴线与活动杆1的轴线垂直。

为了保证横杆31在未受外力作用下，横杆31与活动杆1垂直连接，故在活动杆1上还设置有第四弹性件20，因此，当需要将活动杆1从沉降管4内移出，将测量绳18上的探头16放入至沉降管4内时，将横杆31保证在连接筒26的条形口21内，然后旋转活动杆1，活动杆1带动横杆31跟着旋转，从而带动连接筒26在固定块33上转动，将螺纹连接着的连接筒26从固定块33上取下，从而能够快速将活动杆1和连接筒26从沉降管4内拿出，同理，当需要将连接筒26重新安装在固定块33上时，将活动杆1上的连接筒26伸入至沉降管4内，并反方向旋转活动杆1，迫使连接筒26和固定块33重新连接在一起。

同时，当需要利用活动杆1来调节伸缩管7的倾斜角度时，朝上拉动活动杆1，使得横杆31在活动杆1上的铰接处朝下转动，并将活动杆1缩回至连接筒26内，然后旋转活动杆1，使得活动杆1上的横杆31与条形口21错位，因此，当活动杆1朝下移动的过程中，横杆31不在会进入至条形口21内，保证活动杆1能够顺利推动调节板朝下移动，而当需要重新将横杆31插入至条形口21内时，将活动杆1上的横杆31转动至与条形口21在同一竖直方向上，因此，活动杆1在朝下移动的过程中，第四弹性件20能够将横杆31推入至条形口21内。

实施例2

减压降水后地面沉降值监测方法，包括以下步骤：

S1、利用气泵向膨胀部5内通入气体，使得膨胀部5发生膨胀与磁环组件上的第一连接槽连接；

S2、将沉降管4安装至下钻设备上，利用下钻设备驱动沉降管4高速转动，对土壤进行钻孔；

S3、待沉降管4到达预埋深度后，将沉降管4从下钻设备上取下；

S3-1：当需要对土壤进行分层沉降监测时，将通入至膨胀部5内的气体排出，使得膨胀部5缩回至沉降管4的第二连接槽内，然后定期将连接有测量绳18上的探头16放入至沉降管4内，并依次记录各个磁环组件的深度，监测各层土壤的沉降状况；

S3-2：当需要对土壤整体下沉监测时，将膨胀部5保持膨胀，将活动杆1伸入至沉降管4内，并推动伸缩头10从沉降管4内伸出，然后根据需要调节伸缩管7的倾斜角度，利用气泵向伸缩管7内通入气体，使得伸缩管7插入至土壤，最后定期利用探头16测量各个磁环组件的深度；

S4、当步骤S3-2中各个磁环组件两次的测量的深度存在差异时，则判定沉降管4发生偏斜，需对其进行矫正处理。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.减压降水后地面沉降值监测装置，包括沉降管（4），其特征在于，还包括若干套设在沉降管（4）上的磁环组件，所述磁环组件的内壁上设有第一连接槽；

所述沉降管（4）的外壁上设有若干第二连接槽，第二连接槽内设有膨胀部（5），所述膨胀部（5）充气后能够填充磁环组件与沉降管（4）之间的间隙，并膨胀至第一连接槽内；

所述膨胀部（5）为气囊，所述沉降管（4）内还设有气管（2），所述气管（2）与膨胀部（5）连通；

所述沉降管（4）的底端还设有伸缩头（10），伸缩头（10）能够沿沉降管（4）轴向移动，所述伸缩头（10）的两侧还设有伸缩管（7），伸缩管（7）能够沿伸缩头（10）径向伸缩；

所述伸缩头（10）内还设有调节组件，所述调节组件能够调节伸缩管（7）与沉降管（4）之间夹角大小。

2.根据权利要求1所述的减压降水后地面沉降值监测装置，其特征在于，所述磁环组件包括磁环本体（3）和圆环（15），所述圆环（15）固定于磁环本体（3）的内壁上，且圆环（15）的轴线与磁环本体（3）的轴线共线；

所述第一连接槽沿圆环（15）周向分布在圆环（15）的内壁上。

3.根据权利要求1所述的减压降水后地面沉降值监测装置，其特征在于，所述伸缩头（10）的底部为圆锥结构，伸缩头（10）内部设有空腔，伸缩头（10）的两侧还均设有开口（12），所述伸缩管（7）为两根，两根伸缩管（7）一端均位于空腔内，另一端能够从开口（12）内沿伸缩头（10）的径向伸缩；

所述调节组件包括调节板和两个转盘（9），所述转盘（9）上设有与空腔内壁连接着的转轴，转盘（9）一侧与伸缩管（7）连接，另一侧上设有若干齿，所述调节板位于两个转盘（9）之间，且调节板的两侧均设有与齿啮合的齿条。

4.根据权利要求3所述的减压降水后地面沉降值监测装置，其特征在于，所述沉降管（4）内还设有活动杆（1）；

所述伸缩头（10）的顶部还设有固定块（33），所述固定块（33）上设有通孔，通孔内设有下压杆（29），下压杆（29）的底部与调节板连接；

所述固定块（33）的通孔内壁两侧均设有夹持组件，所述夹持组件能够将下压杆（29）固定在通孔内；

所述调节板的底部还设有第五弹性件（11），且第五弹性件（11）与伸缩头（10）的空腔内底连接。

5.根据权利要求4所述的减压降水后地面沉降值监测装置，其特征在于，所述固定块（33）的通孔内壁上还设有容纳孔，所述夹持组件包括第一弹性件（22）和夹持板（30），所述第一弹性件（22）一端与容纳孔连接，另一端与夹持板（30）连接；

所述下压杆（29）的顶部还设有盲孔，所述盲孔内设有第三弹性件（28）和活动块（23），所述第三弹性件（28）的一端与活动块（23）底部连接，另一端与盲孔内底连接，所述活动块（23）的两侧均设有放置腔，放置腔内设有第二弹性件（25）和解锁块（24），所述第二弹性件（25）一端与放置腔连接，另一端与解锁块（24）连接，且第二弹性件（25）的弹力大于第一弹性件（22）的弹力；

所述下压杆（29）的两侧均设有与盲孔连通的连接孔（27），连接孔（27）的轴线与容纳孔的轴线在同一直线上。

6.根据权利要求4所述的减压降水后地面沉降值监测装置，其特征在于，所述固定块（33）的顶部还设有环形槽，所述环形槽内设有顶部为封闭结构的连接筒（26），连接筒（26）通过螺纹与环形槽连接，所述活动杆（1）竖直贯穿连接筒（26），连接筒（26）的两侧均设有条形口（21），所述条形口（21）内还设有横杆（31），横杆（31）的外径与条形口（21）的宽度一致，且横杆（31）与活动杆（1）的侧壁铰接。

7.根据权利要求6所述的减压降水后地面沉降值监测装置，其特征在于，所述活动杆（1）的外壁上还设有第四弹性件（20），第四弹性件（20）一端与活动杆（1）连接，另一端与横杆（31）连接，第四弹性件（20）处于非压缩状态时，横杆（31）的轴线与活动杆（1）的轴线垂直。

8.一种引用如权利要求1-7任一项所述的减压降水后地面沉降值监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用气泵向膨胀部（5）内通入气体，使得膨胀部（5）发生膨胀与磁环组件上的第一连接槽连接；

S2、将沉降管（4）安装至下钻设备上，利用下钻设备驱动沉降管（4）高速转动，对土壤进行钻孔；

S3、待沉降管（4）到达预埋深度后，将沉降管（4）从下钻设备上取下；

S3-1：当需要对土壤进行分层沉降监测时，将通入至膨胀部（5）内的气体排出，使得膨胀部（5）缩回至沉降管（4）的第二连接槽内，然后定期将连接有测量绳（18）上的探头（16）放入至沉降管（4）内，并依次记录各个磁环组件的深度，监测各层土壤的沉降状况；

S3-2：当需要对土壤整体下沉监测时，将膨胀部（5）保持膨胀，将活动杆（1）伸入至沉降管（4）内，并推动伸缩头（10）从沉降管（4）内伸出，然后根据需要调节伸缩管（7）的倾斜角度，利用气泵向伸缩管（7）内通入气体，使得伸缩管（7）插入至土壤，最后定期利用探头（16）测量各个磁环组件的深度；

S4、当步骤S3-2中各个磁环组件两次的测量的深度存在差异时，则判定沉降管（4）发生偏斜，需对其进行矫正处理。

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