CN205712224U - 深厚软弱地基闸底板脱空监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型深厚软弱地基闸底板脱空监测装置，包括锚固底座、位移传感装置、保护装置，锚固底座水平放置于待测闸底板下的地基表层，位移传感装置的一端固接于锚固底座，另一端穿过混凝土垫层浇筑于闸底板中，位移传感装置的下部置于保护装置内。通过测读位移传感装置与锚固底座之间距离的变化，获得闸底板脱空变形量。本实用新型具有结构简单、操作方便、测量精度高、耐久性好等优点，且可实现实时自动监测，具有广泛的应用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及水利工程安全监测技术领域，特别涉及一种深厚软弱地基闸底板脱空监测装置。
背景技术
在深厚软弱地基上修建水闸，通常采用混凝土钻孔灌注桩对水闸基础进行处理，使其承载力、沉降等满足水闸上部结构安全要求，但由于基桩和桩间土的沉降变形不协调，往往导致闸底板与地基土层之间出现脱空现象，形成集中渗漏通道，危及水闸的安全运行。因此，对深厚软弱地基闸底板脱空情况进行实时有效的监测，为水闸的安全运行状态进行科学评价非常重要。目前，软土地基水闸底板脱空变形监测主要是通过埋设土压力计监测闸底板与地基土层间的接触力，来间接反映闸底板是否存在脱空现象，但该方法在软土地基闸底板脱空监测中存在诸多缺点：1)仅能定性反映闸底板是否存在脱空现象，而无法获得闸底板脱空变形的程度和量值；2)土压力计的安装埋设技术要求极高，如果安装埋设不当，将导致仪器失效，影响监测的准确性。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种深厚软弱地基闸底板脱空监测装置，可实时有效监测闸底板与地基土体间的脱空变形情况。
本实用新型是将锚固底座水平放置于待测底板下的地基表层，将位移传感装置的测杆一端与锚固底座固接，另一端穿过混凝土垫层浇筑于闸底板，锚固底座及位移传感装置的测杆分别用垫板、护筒和胶圈与混凝土垫层隔离，通过测读位移传感装置与锚固底座之间距离的变化，获得闸底板的脱空变形量。
本实用新型提供的技术方案为：
深厚软弱地基闸底板脱空监测装置，包括锚固底座、位移传感装置、保护装置，锚固底座水平放置于待测闸底板下的地基表层，位移传感装置的一端固接于锚固底座，另一端穿过 混凝土垫层浇筑于闸底板中，位移传感装置的下部置于保护装置内。
所述锚固底座包括钢板、螺栓孔、定位槽，钢板水平放置于待测闸底板下的地基表层，螺栓孔位于钢板中心，定位槽对称布设于螺栓孔四周；所述位移传感装置包括测杆、传感器、端帽、传输电缆，测杆的下端固接于钢板上，测杆的上端连接传感器，端帽固接于传感器顶端，传输电缆一端与传感器相连接，另一端与外部数据采集设备相连接；钢板的配重满足传感器的量程要求；所述保护装置包括垫板、护筒、胶圈，垫板置于钢板顶面，护筒置于定位槽中，胶圈置于传感器与护筒之间空隙的顶部；钢板通过垫板与所述混凝土垫层隔离，传感器的下部和测杆置于护筒内，传感器的下部和测杆通过护筒与所述混凝土垫层隔离，传感器与护筒之间的空隙通过胶圈密封，防止闸底板混凝土从护筒与传感器间的空隙进入护筒。
测杆的下端和螺栓孔的内壁均设有螺纹，螺栓孔的尺寸与测杆的尺寸相匹配，测杆的下端拧入螺栓孔固接在钢板上；定位槽的直径与护筒的外径相匹配，胶圈的内径与传感器的外径相匹配，胶圈的外径与护筒的内径相匹配；垫板的尺寸大于钢板的尺寸，护筒的内径大于传感器的外径，护筒的长度大于混凝土垫层的厚度。
当地基发生沉降时，钢板拉伸测杆一起下沉，通过测读位移传感装置与锚固底座间的距离变化，获得闸底板的脱空变形量。
本实用新型深厚软弱地基闸底板脱空监测装置的监测方法，包括以下步骤：
(a)在混凝土垫层浇筑前，将钢板水平放置于待测闸底板下的地基表层，将护筒插入定位槽，根据混凝土垫层的厚度及护筒的长度调整钢板的底面高程，直至护筒的顶面与混凝土垫层顶面持平；
(b)将垫板穿过护筒放置于钢板上，并用泡棉临时填充护筒，浇筑混凝土垫层；
(c)在闸底板的底层钢筋绑扎后，将护筒内的泡棉取出，将胶圈由位移传感装置的测杆端穿到传感器上，然后将位移传感装置的测杆端朝下装入护筒内，并使测杆对准锚固底座的螺栓孔拧紧；
(d)将位移传感装置的传输电缆另一端连接外部数据采集设备，拉推位移传感装置的端帽，调整测杆至预设位置，将胶圈移至护筒的顶部，使胶圈完全密封传感器与护筒之间的空隙，将传输电缆按预设走向引出；
(e)待闸底板上层钢筋绑扎完成后、混凝土浇筑前，通过外部数据采集设备测读获得所述位移传感装置的端帽与锚固底座的钢板之间的初始距离L0，浇筑闸底板混凝土；
(f)过段时间，随着地基沉降的发生，钢板随地基表层一起下沉，进而带动测杆拉伸，再次测得所述位移传感装置的端帽与锚固底座的钢板之间的距离Lt；
(g)用Lt-L0得到的端帽与钢板之间距离的变化值ΔLt即为这段时间内测点处闸底板的 脱空变形量。
本实用新型的有益效果是：本实用新型是将位移传感装置的测杆端与锚固底座固接，另一端浇筑于闸底板，锚固底座随地基沉降拉伸测杆，通过测读位移传感装置与锚固底座之间距离的变化，获得闸底板与地基土层间的脱空变形量；整套监测装置预埋于闸底板混凝土中，对闸底板无任何损坏，即可实现闸底板脱空变形的定量观测；将锚固底座置于地基表层，钢板及测杆通过垫板、护筒与混凝土垫层隔离，避免了混凝土垫层对测量结果的影响，准确反映了地基沉降所产生的闸底板脱空变形情况。本实用新型装置具有结构简单、操作方便、测量精度高、耐久性好等优点。本实用新型有效克服了现有技术中存在的诸多缺点，可适用于各种复杂工况下结构物的脱空变形监测，具有广泛的应用价值。
附图说明
图1是本实用新型的使用状态结构示意图；
图2是本实用新型装置的结构详图。
图中：1-锚固底座；11-钢板；12-螺栓孔；13-定位槽；2-位移传感装置；21-测杆；22-传感器；23-端帽；24-传输电缆；3-保护装置；31-垫板；32-护筒；33-胶圈；4-地基；5-混凝土垫层；6-闸底板。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
如图1、图2所示，本实用新型深厚软弱地基闸底板脱空监测装置，包括锚固底座1、位移传感装置2、保护装置3；锚固底座1水平放置于待测闸底板6下的地基4表层；位移传感装置2的一端固接于锚固底座1，另一端穿过混凝土垫层5浇筑于闸底板6中；位移传感装置2的下部置于保护装置3内。所述锚固底座1包括钢板11、螺栓孔12、定位槽13，钢板11水平放置于待测闸底板6下的地基4表层，螺栓孔12位于钢板11中心，定位槽13对称布设于螺栓孔12四周；所述位移传感装置2包括测杆21、传感器22、端帽23、传输电缆24，测杆21的下端和螺栓孔12的内壁均设有螺纹，螺栓孔12的尺寸与测杆21的尺寸相匹配，测杆21的下端拧入螺栓孔12固接在钢板11上；测杆21的上端连接传感器22，端帽23固接于传感器22顶端，传输电缆24一端与传感器22相连接，另一端与外部数据采集设备相连接；钢板11的配重满足传感器22的量程要求；所述保护装置3包括垫板31、护筒32、胶圈33，垫板31置于钢板11的顶面，护筒32置于定位槽13中，胶圈33置于传感器22与护筒 32之间空隙的顶部；钢板11通过垫板31与混凝土垫层5隔离，传感器22的下部和测杆21置于护筒32内，传感器22的下部和测杆21通过护筒32与混凝土垫层5隔离，传感器22与护筒32之间的空隙通过胶圈33密封，防止闸底板6混凝土从护筒32与传感器22间的空隙进入护筒32。定位槽13的直径与护筒32的外径相匹配，胶圈33的内径与传感器22的外径相匹配，胶圈33的外径与护筒32的内径相匹配；垫板31尺寸大于钢板11的尺寸，垫板31厚度为0.5～1cm，护筒32的内径大于传感器22的外径，护筒32的长度大于混凝土垫层5的厚度不少于2cm。
当地基4发生沉降时，钢板11拉伸测杆21一起下沉，通过测读位移传感装置2与锚固底座1间的距离变化，获得闸底板6的脱空变形量。
本实用新型深厚软弱地基闸底板脱空监测装置的监测方法，包括以下步骤：
(a)在混凝土垫层5浇筑前，将钢板11水平放置于待测闸底板6下的地基4表层，将护筒32插入定位槽13，根据混凝土垫层5的厚度及护筒32的长度调整钢板11的底面高程，直至护筒32的顶面与混凝土垫层5顶面持平；
(b)将垫板31穿过护筒32放置于钢板11上，并用泡棉临时填充护筒32，浇筑混凝土垫层5；
(c)在闸底板6的底层钢筋绑扎后，将护筒32内的泡棉取出，将胶圈33由位移传感装置2的测杆21端穿到传感器22上，然后将位移传感装置2的测杆21端朝下装入护筒32内，并使测杆21对准锚固底座1的螺栓孔12拧紧；
(d)将位移传感装置2的传输电缆24另一端连接外部数据采集设备，拉推位移传感装置2的端帽23，调整测杆21至预设位置，将胶圈33移至护筒32的顶部，使胶圈33完全密封传感器22与护筒32之间的空隙，将传输电缆24按预设走向引出；
(e)待闸底板6上层钢筋绑扎完成后、混凝土浇筑前，通过外部数据采集设备测读获得所述位移传感装置2的端帽23与锚固底座1的钢板11之间的初始距离L0，浇筑闸底板6混凝土；
(f)过段时间，随着地基4沉降的发生，钢板11随地基4表层一起下沉，进而带动测杆21拉伸，再次测得所述位移传感装置2的端帽23与锚固底座1的钢板11之间的距离Lt；
(g)用Lt-L0得到的端帽23与钢板11之间距离的变化值ΔLt即为这段时间内测点处闸底板6的脱空变形量。
上述实施例结合附图对本实用新型进行了描述，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.深厚软弱地基闸底板脱空监测装置，包括锚固底座(1)、位移传感装置(2)、保护装置(3)，其特征在于：所述锚固底座(1)水平放置于待测闸底板(6)下的地基(4)表层，所述位移传感装置(2)的一端固接于锚固底座(1)，另一端穿过混凝土垫层(5)浇筑于闸底板(6)中，位移传感装置(2)的下部置于保护装置(3)内。
2.根据权利要求1所述的深厚软弱地基闸底板脱空监测装置，其特征在于：所述锚固底座(1)包括钢板(11)、螺栓孔(12)、定位槽(13)，钢板(11)水平放置于待测闸底板(6)下的地基(4)表层，螺栓孔(12)位于钢板(11)中心，定位槽(13)对称布设于螺栓孔(12)四周；所述位移传感装置(2)包括测杆(21)、传感器(22)、端帽(23)、传输电缆(24)，测杆(21)的下端固接于钢板(11)上，测杆(21)的上端连接传感器(22)，端帽(23)固接于传感器(22)顶端，传输电缆(24)一端与传感器(22)相连接，另一端与外部数据采集设备相连接；所述保护装置(3)包括垫板(31)、护筒(32)、胶圈(33)，垫板(31)置于钢板(11)顶面，护筒(32)置于定位槽(13)中，胶圈(33)置于传感器(22)与护筒(32)之间空隙的顶部；钢板(11)通过垫板(31)与所述混凝土垫层(5)隔离，传感器(22)的下部和测杆(21)置于护筒(32)内，传感器(22)的下部和测杆(21)通过护筒(32)与所述混凝土垫层(5)隔离，通过胶圈(33)与所述闸底板(6)混凝土隔离。
3.根据权利要求2所述的深厚软弱地基闸底板脱空监测装置，其特征在于：所述测杆(21)的下端和所述螺栓孔(12)的内壁均设有螺纹，螺栓孔(12)的尺寸与测杆(21)的尺寸相匹配，测杆(21)的下端拧入螺栓孔(12)固接于所述钢板(11)上；所述定位槽(13)的直径与所述护筒(32)的外径相匹配，所述胶圈(33)的内径与所述传感器(22)的外径相匹配，所述胶圈(33)的外径与所述护筒(32)的内径相匹配；所述垫板(31)的尺寸大于所述钢板(11)的尺寸，所述护筒(32)的内径大于所述传感器(22)的外径，护筒(32)的长度大于所述混凝土垫层(5)的厚度。
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|---|---|---|---|---|
| CN105780827A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-07-20 | 浙江广川工程咨询有限公司 | 深厚软弱地基闸底板脱空监测装置及监测方法 |
| CN116223628A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-06-06 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种水闸混凝土底板脱空的检测装置和方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20161123 Effective date of abandoning: 20171121 |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned |