CN201094020Y - 一种沉降板及装配式分层沉降装置 - Google Patents

一种沉降板及装配式分层沉降装置 Download PDF

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蔡德钩
张千里
史存林
程爱君
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姚建平
韩自力
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Abstract

本实用新型涉及一种沉降板及装配式分层沉降装置，所述装配式分层沉降装置，具有连接管；在所述连接管上设有至少一个沉降板，所述沉降板由中空主体部和固定在所述中空主体部上呈辐射状的多个弹性支脚构成；在所述沉降板上方的连接管上设有固定装置；以及与所述沉降板固定连接的检测钢丝绳。本实用新型克服了现有技术存在的缺陷，操作方法简单，成本低廉，减小了人为因素的干扰，大大提高了测试精度。

Description

一种沉降板及装配式分层沉降装置
技术领域
本实用新型是关于一种地基原位测试元件，尤其是一种适用于测量地基、路基、基坑、堤防等地下分层沉降量，并根据测试数据的变化，可计算出沉降趋势，分析其稳定性，监控施工过程的一种沉降板及装配式分层沉降装置。
背景技术
原位测试是岩土工程学科的重要组成部分。原位测试是指在岩土原来所处的位置上，基本保持其天然结构、天然含水量以及天然应力状态情况下测定岩土体的物理力学性质指标。
在公路、铁路、水利等建设中，对地基处理的质量要求越来越高。因此，地基原位观测已经成为施工中一个必要环节。
目前，岩土工程普遍使用的分层沉降仪，根据电磁感应原理设计，将磁感应沉降环预先通过钻孔方式埋入地下待测的各点位，当传感器通过磁感应环时，产生电磁感应信号送至地面仪表显示，同时发出声光报警，读取孔口标记点上对应钢尺的刻度数值，并对管口抄平，即可计算出沉降环的标高。每次测量值与前次测值相减即为该测点的沉降量。
公知的分层沉降仪主要由磁铁环、保护管、探测头、指示器等组成。分层沉降环安装时，需先在土里钻孔，再将磁铁环埋入孔中预先设置的位置。其测试精度为±1mm，测试深度有30m和50m。但是采用这种分层沉降仪测试时，在沉降环一定范围内均有磁感应，因此不同测试人员进行测试，或者同一测试人员在不同时间进行测试，判断传感器对应所在的深度就有一定的区别，容易造成人为误差；另外钢尺刻度的精度只能达到±1mm，精度较低。
中国第200420035072.1号专利公开了另一种“分层沉降仪”，该分层沉降仪的观测，采用了电测位移传感器进行测试，但是这种沉降仪的结构复杂，价格非常昂贵，提高了施工成本，不利于广泛的推广应用。
中国第03218811.0号专利公开了一种“公路路基沉降观测装置的多功能沉降板”，该沉降板主要用于路基部分沉降观测，但是沉降板无法埋设到地基中，因而无法进行地基部分的沉降观测，其适用范围窄。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种沉降板及装配式分层沉降装置。尤其是这样一种沉降板和装配式分层沉降装置，其结构简单，埋设位置灵活；且具有该沉降板的装配式分层沉降装置不仅测试精度较高，而且埋设、测试方便简单、成本低廉。
为此，本实用新型提出的一种沉降板，其中，所述沉降板具有中空主体部，所述中空主体部上呈辐射状设有多个弹性支脚。
如上所述的沉降板，其中，所述弹性支脚均匀固定在所述中空主体上；所述弹性支脚由弹性钢条制成；所述中空主体部由PVC塑料板制成。
一种装配式分层沉降装置，其中，所述装配式分层沉降装置具有连接管；在所述连接管上设有至少一个沉降板，所述沉降板由中空主体部和固定在所述中空主体部上呈辐射状的多个弹性支脚构成；在所述沉降板上方的连接管上设有固定装置；以及与所述沉降板固定连接的检测钢丝绳。
如上所述的装配式分层沉降装置，其中，在所述固定装置上方的所述连接管管壁上设有贯通孔，所述检测钢丝绳由该贯通孔进入所述连接管内，并延伸至连接管的外部。
如上所述的装配式分层沉降装置，其中，所述固定装置为箍圈，该箍圈套设并固定在所述连接管上。
如上所述的装配式分层沉降装置，其中，所述连接管为PVC塑料管或经过防锈处理的镀锌钢管。
如上所述的装配式分层沉降装置，其中，所述连接管的上部管口处设有支架，所述支架上固定有水平轴。
如上所述的装配式分层沉降装置，其中，所述延伸至连接管外部的检测钢丝绳设置在所述水平轴上，且在检测钢丝绳的端部固定一大于检测钢丝绳自重的标准配重；且所述延伸至连接管外部的检测钢丝绳上固定有沉降高度标识件。
如上所述的装配式分层沉降装置，其中，所述连接管内设有多层区隔层，每层区隔层在平面内被分成同样数量、且上下对应的贯通区块，与所述沉降板固定连接的检测钢丝绳穿过所述贯通区块延伸至所述连接管的外部。
如上所述的装配式分层沉降装置，其中，所述区隔层由两端固定在所述连接管管壁的多根区隔钢丝绳构成，且构成每一区隔层的区隔钢丝绳数量相等，每一根区隔钢丝绳均穿过所述连接管的中心，每两根区隔钢丝绳相交差形成的区域构成了所述的贯通区块。
本实用新型与现有技术相比的特点和优点是：
本实用新型的沉降板，由于在中空主体部上设置了多个弹性支脚，因此在埋设时，所述弹性支脚可以轻松地弯起，通过常规钻机成孔后，就可将所述沉降板下放埋设在地基中，操作方法简单，成本低廉。
本实用新型通过把连接有钢丝绳的装配式分层沉降装置埋设在需要测试沉降的地基内，沉降板穿在装有固定装置的连接管上，固定在沉降板上的检测钢丝绳通过连接管直接伸出地面，并在所述检测钢丝绳上固定有夹头。通过水准仪测试管口的标高，以及由千分尺测试管口到夹头的距离，从而求得夹头的标高，进而通过夹头标高的变化来计算地基中各个沉降板的沉降。如果在路基中使用，所述连接管还可根据高度进行外接。本实用新型的装配式分层沉降装置的结构简单，各层沉降板可以埋设在地基中任意深度，埋设位置可灵活掌握，埋设方法简便，观测时通过千分尺和水准仪进行测试，精度稳定。克服了现有地基原位观测存在精度较低的不足，减小了人为因素的干扰，大大提高了测试精度。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，
图1为本实用新型的沉降板结构示意图；
图2为本实用新型的装配式分层沉降装置结构示意图；
图3为沿图2中A-A线的剖面示意图；
图4为本实用新型的装配式分层沉降装置中的水绳将弹性支脚固定在连接管上的结构示意图；
图5A、图5B、图5C为本实用新型的装配式分层沉降装置的使用状态示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型提出的一种沉降板1，具有中空主体部11，所述中空主体部11上呈辐射状设有多个弹性支脚12。且所述弹性支脚12均匀固定在所述中空主体部11上。
在本实施方式中，优选所述中空主体部11采用PVC塑料板制成，在保证具有所要求的强度的同时，还具有很强的耐腐蚀性；所述弹性支脚12的材质为弹性钢条，以便在将所述沉降板1放入地基内时能够具有一定的弯折度，当到达规定位置时，所述弹性支脚12能够向土中伸张，撑住沉降板1。
如图2所示，本实用新型还提出一种采用上述沉降板1的装配式分层沉降装置2。所述装配式分层沉降装置2具有连接管21，在所述连接管21上设有至少一个沉降板1，所述沉降板1由中空主体部11和固定在所述中空主体部11上呈辐射状的多个弹性支脚12构成；在所述沉降板1的上方设有固定装置22；以及与所述沉降板1固定连接的检测钢丝绳23。在所述固定装置22上方的所述连接管21的管壁上设有贯通孔211，所述检测钢丝绳23由该贯通孔211进入所述连接管21内，并延伸至连接管21的外部。
进一步，本实用新型的所述装配式分层沉降装置还具有能够将所述沉降板1的弹性支脚12固定在所述连接管21上的水绳25，请配合参见图4。
优选所述连接管21采用不产生锈蚀的管材，例如可为PVC塑料管，或经过防锈处理的镀锌钢管。
图2表示了本实用新型的一个具体实施方式，在该实施方式中，所述固定装置22为箍圈，该箍圈的内径与所述连接管21的外径相同，通常是略大于连接管21的外径，所述箍圈套设在所述连接管21上，并通过螺丝将箍圈螺固在规定高度，用于卡住沉降板，以保证在将连接管放入地基内时，沉降板1不会脱离规定的位置。
作为另一个可行的实施例，所述固定装置22还可以是在所述连接管21外壁的规定高度上固定至少两个或两个以上的凸块，例如可以通过螺丝将所述凸块固定在连接管管壁上(图中未示出)。本实施例的凸块能够起到与上述箍圈相同的作用，在将连接管放入地基内时，卡住沉降板，使沉降板不会脱离规定的位置。
如图2、3所示，在所述连接管21内设置多层区隔层24，每层区隔层24在平面内具有被分成同样数量、且上下对应的贯通区块241，与所述沉降板1固定连接的检测钢丝绳23穿过所述贯通区块241延伸至所述连接管21的外部。借助于所述区隔层24，当在所述的连接管21上设置多个沉降板1时，可以使每个沉降板的检测钢丝绳23穿过一个贯通区块241，避免了检测钢丝绳之间出现混乱，以保证检测的准确性。
优选所述区隔层24由两端固定在所述连接管21管壁的多根区隔钢丝绳242构成，且构成每一区隔层24的区隔钢丝绳242的数量相等，每一根区隔钢丝绳242均穿过所述连接管21的中心，每两根区隔钢丝绳242相交差形成的区域构成了所述的贯通区块241。对于所述连接管21内设置的区隔层的结构并不限于此，也不限于区隔钢丝绳，任何公知的结构均可以采用，只要使多个沉降板的各检测钢丝绳之间不产生混乱地延伸至连接管21的外部即可。例如，也可在连接管21内设置带有多个通孔的区隔板，将各区隔板与连接管内壁固定，且各通孔在连接管21的长度方向上对齐，同样可以实现上述要求。
图5A、图5B、图5C为本实用新型的装配式分层沉降装置的使用状态示意图，其中，图5A是主视示意图，图5B是侧视示意图，图5C是俯视示意图。如图所示，为了便于检测，在所述连接管21的上部管口处设有支架26，所述支架26上固定有水平轴261。所述延伸至连接管21外部的检测钢丝绳23设置在所述水平轴261上，且在检测钢丝绳23的端部固定一大于检测钢丝绳自重的标准配重262；且所述延伸至连接管外部的检测钢丝绳23上固定有沉降高度标识件。优选所述沉降高度标识件为夹头231。在图示的实施例中，为了使所述检测钢丝绳23的运动灵活，提高检测的精度，优选在所述水平轴261上设置在滑轮263，将所述检测钢丝绳23绕过所述滑轮263，并在检测钢丝绳23的端部固定标准配重262。
本实用新型的工作原理是：在沉降板1的中空主体部11的中间设置比所述连接管21的外径略大的圆孔，将用弹性钢条制成的弹性支脚固定在沉降板1的中空主体部11上，将检测钢丝绳23固定在所述沉降板1的主空主体部11上。根据测试需要将连接管21剪切成要求的长度，或者按照要求采用接头将多根连接管21连接成所需长度。将所述沉降板1设置在所述连接管21的规定的高度位置上，将内径与连接管21的外径大致相同的箍圈固定在所述沉降板1上部的连接管21上，用于卡住沉降板，以保证在将连接管21放入地基内时，沉降板1不致脱离规定位置。并在箍圈的上方的连接管21上钻一个贯穿连接管21管壁的通孔211，例如该通孔211可设置在距离箍圈100mm的位置，将所述检测钢丝绳23穿过该通孔211进入所述连接管21，从连接管21内达到地面检测位置。所述通孔211的直径只要能使检测钢丝绳23能够自由地通过就可以。如图2所示，为了便于所述检测钢丝绳23穿过，可以将所述通孔211设置成一个斜孔。
将设有固定装置22(箍圈)、沉降板1的连接管21放入用全站仪进行定位、由钻机钻孔的检测孔中，为了避免受到钻孔直径太小的影响，先将弹性支脚12用水绳25绑固在连接管21上，以适合钻孔直径，使沉降板能够轻松到达指定的位置。由于在沉降板1的上面固定有箍圈或凸块，因此在连接管21进入检测孔中时，所述沉降板1不会脱离规定的位置。在将连接管放入检测孔内的同时，将所述检测钢丝绳23从连接管21中引出来，在下放连接管21时要保持检测钢丝绳23一定的拉力，确保将沉降板1保持在箍圈位置。所述水绳25进入地下在水中若干时间后自动解开，则所述弹性支脚12向土中伸张，撑住沉降板，使其与相应位置的地层做同步沉降。在地基中无水的情况下，可以在埋设期间加水处理。
一般需要在地基中埋设多个沉降板，因此根据深度要求，在连接管21上隔开规定的长度位置设置箍圈和沉降板1，同时引出检测钢丝绳23。为了避免检测钢丝绳23之间的混乱，在连接管21内，间隔一定长度设置一层区隔层24，即可以是由多根区隔钢丝绳242交差构成，且每一根区隔钢丝绳242均穿过所述连接管21的中心，每两根区隔钢丝绳242相交差形成的区域构成了所述的贯通区块241，使所述检测钢丝绳23从各区隔钢丝之间穿出。这样就完成了地基中装配式分层沉降装置2的埋设工作。
进行沉降观测时，在连接管21的管口布置一横杆，本实施方式中，是在连接管21的管口设置了支架26，在支架26上固定有水平轴261，在所述水平轴261上设置在滑轮263，将所述检测钢丝绳23绕过所述滑轮263，并在检测钢丝绳23的端部挂一5kg恒定重物(标准配重)，以使检测钢丝绳23在每次测试时受到相同的拉力。对于装配式分层沉降装置观测时，首先抄平连接管21的管口标高，然后用千分尺27测量管口到固定在所述检测钢丝绳上的夹头231的距离，求得夹头的标高。本次检测标高与上一次检测标高之差即为所产生的沉降。
本实用新型是建立在常规沉降观测技术基础上的方法，采用基本的千分尺量测和水准仪抄平检测手段，通过这种方法保证了观测资料的基本精度和可靠度，沉降板布设的灵活性，使本实用新型可以满足不同沉降观测的需要。总之，本实用新型与现有技术相比，具有较高了观测精度、可靠度和适应性，且成本低廉，应用前景广泛。
以上所述，仅为本实用新型示意性的具体实施方式，不能以其限定本实用新型实施的范围。故其等同组件的放大，缩小，置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，均仍然属于本实用新型权利要求书的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种沉降板，其特征在于：所述沉降板具有中空主体部，所述中空主体部上呈辐射状设有多个弹性支脚。
2.如权利要求1所述的沉降板，其特征在于：所述弹性支脚均匀固定在所述中空主体上；所述弹性支脚由弹性钢条制成；所述中空主体部由PVC塑料板制成。
3.一种装配式分层沉降装置，其特征在于：所述装配式分层沉降装置具有连接管；在所述连接管上设有至少一个沉降板，所述沉降板由中空主体部和固定在所述中空主体部上呈辐射状的多个弹性支脚构成；在所述沉降板上方的连接管上设有固定装置；以及与所述沉降板固定连接的检测钢丝绳。
4.如权利要求3所述的装配式分层沉降装置，其特征在于：在所述固定装置上方的所述连接管管壁上设有贯通孔，所述检测钢丝绳由该贯通孔进入所述连接管内，并延伸至连接管的外部。
5.如权利要求3所述的装配式分层沉降装置，其特征在于：所述固定装置为箍圈，该箍圈套设并固定在所述连接管上。
6.如权利要求3所述的装配式分层沉降装置，其特征在于：所述连接管为PVC塑料管或经过防锈处理的镀锌钢管。
7.如权利要求3所述的装配式分层沉降装置，其特征在于：所述连接管的上部管口处设有支架，所述支架上固定有水平轴。
8.如权利要求7所述的装配式分层沉降装置，其特征在于：所述延伸至连接管外部的检测钢丝绳设置在所述水平轴上，且在检测钢丝绳的端部固定一大于检测钢丝绳自重的标准配重；且所述延伸至连接管外部的检测钢丝绳上固定有沉降高度标识件。
9.如权利要求3至7任一项所述的装配式分层沉降装置，其特征在于：所述连接管内设有多层区隔层，每层区隔层在平面内被分成同样数量、且上下对应的贯通区块，与所述沉降板固定连接的检测钢丝绳穿过所述贯通区块延伸至所述连接管的外部。
10.如权利要求9所述的装配式分层沉降装置，其特征在于：所述区隔层由两端固定在所述连接管管壁的多根区隔钢丝绳构成，且构成每一区隔层的区隔钢丝绳数量相等，每一根区隔钢丝绳均穿过所述连接管的中心，每两根区隔钢丝绳相交差形成的区域构成了所述的贯通区块。
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