CN208254458U - 软基深水筑堤沉降监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种软基深水筑堤沉降监测装置，包括基准桩、磁致伸缩仪、硅压式沉降仪、沉降盘、固定组件。本实用新型是将硅压式沉降仪及多支磁致伸缩仪串联固定在同一基准桩上，通过硅压式沉降仪测试系统内液体压力的变化获得地基表层沉降量，通过磁致伸缩仪中活动磁环与电子仓之间距离的变化获得地基深部分层沉降量，进而实现对地基表层沉降和深部分层沉降的同步监测。本实用新型具有结构简单、操作方便、适应能力强、测量精度高、受外界施工干扰小、易于保护等优点，且可实现实时自动监测，大大降低人工成本、提高工作效率，具有广泛的应用价值。

Description

软基深水筑堤沉降监测装置

技术领域

本实用新型涉及土体沉降监测技术领域，特别涉及一种软基深水筑堤沉降监测装置。

背景技术

在路堤填筑、地基处理工程中，通常需对地基表层沉降和深部分层沉降进行监测，以了解工程施工过程中地基不同深度的压缩变形情况，确保施工安全。目前，陆地筑堤工程中地基表层沉降是在地基表层布设沉降盘，通过水准仪人工测读沉降板的高程变化掌握地表的沉降情况；地基深部分层沉降是在地基中埋设分层沉降管，通过磁环相对于沉降管的滑移量获得地基深部土层的沉降变形情况。

上述方法在使用上存在局限性和诸多缺点：1)沉降盘与分层沉降管通常邻近布置、各自测量，难以保证同测点、同时间观测；2)沿海涉水筑堤距岸线较远，无相对稳定架设平台，测试困难，且影响因素较多，无法保证测试精度；3)沉降测杆、分层沉降管必须露出水面，对施工干扰很大，且极易受施工机械破坏，保护非常困难；4)监测设施损坏事故频发，且修复非常困难甚至无法原位修复，无法保证观测数据的完整性；4)仪器分辨率低，且只能人工测读，观测精度差，工作效率低。

实用新型内容

为解决地基沉降监测现有技术在深水筑堤工程使用、仪器保护及数据采集等存在的诸多问题，本实用新型提供了一种软基深水筑堤沉降监测装置。本实用新型的技术方案如下：

软基深水筑堤沉降监测装置，包括基准桩、磁致伸缩仪、硅压式沉降仪、沉降盘、固定组件，所述磁致伸缩仪包括电子仓、活动磁环、测杆、伸缩仪传输电缆，活动磁环套在测杆上并与电子仓固接，电子仓和测杆分别通过固定组件固接在所述基准桩上；伸缩仪传输电缆一端连接电子仓，另一端连接外部数据采集设备；所述硅压式沉降仪包括有储液罐、硅压传感器、通气管、通液管、沉降仪传输电缆，储液罐通过固定组件固定在沉降盘上，硅压传感器通过固定组件固接在基准桩的顶部，储液罐与硅压传感器之间连通有通气管和通液管；沉降仪传输电缆一端与硅压传感器相连接，另一端与外部数据采集设备相连接；所述基准桩包括钢管、锚头，锚头固接在钢管底部，沿钻孔置于地基稳固土层；所述沉降盘包括沉降板、弹簧片，弹簧片均匀固接在沉降板上并外伸放置在地基表层。

磁致伸缩仪根据深部分层沉降监测的预设深度要求设有多支串联固接在所述基准桩上。

固定组件包括上卡箍和下卡箍、支座、法兰盘，电子仓通过上卡箍固接在钢管上，测杆通过下卡箍固接在钢管上；支座下部固接在钢管顶部，支座上部与硅压传感器固接；储液罐通过法兰盘固接在沉降板的下方；法兰盘和支座间设有保护钢丝绳，保护钢丝绳长度根据支座至地表面距离确定，且略小于通气管和通液管长度，用来保护通气管、通液管在埋设时不受力。

上卡箍为双管卡箍，管孔直径分别与钢管和电子仓直径相匹配；下卡箍为双管卡箍，管孔直径分别与钢管和测杆直径相匹配。

沉降板设置有螺栓孔，通过螺栓与法兰盘固接，储液罐采用螺纹固接在法兰盘上；支座下部与钢管顶部采用螺纹固接，支座上部与硅压传感器采用螺纹固接。

锚头采用螺纹固接在钢管底部，钢管可以分节，相邻节钢管采用螺纹固接。

当地基发生沉降时，通过磁致伸缩仪上的活动磁环与电子仓之间的距离变化测得深部分层沉降量，通过硅压式沉降仪测试系统内液体压力的变化换算出地基表层沉降量，进而实现地基沉降同步监测。

本实用新型的有益效果为：

通过将硅压式沉降仪及多支磁致伸缩仪串联固定在同一基准桩上，实现对软基深水筑堤地基表层沉降和深部分层沉降的同步监测；整套监测装置均位于土层钻孔内，只有传输电缆引出钻孔，减少仪器对施工的干扰，易于保护，且不受潮汐、风浪、施工机械等外部环境影响，提高测试可靠性，能够适用地基沉降监测现有技术在深水筑堤工程无法使用的工况。本实用新型具有结构简单、操作方便，适应能力强、测试精度高等优点。另外，通过数据采集模块，还可实现实时自动监测，大大降低人工成本，具有工作效率高、稳定性好等优点，适用于各种复杂工况的地基处理工程，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。

图中：1-基准桩；11-钢管；12-锚头；2-磁致伸缩仪；21-电子仓；22-活动磁环；23-测杆；24-伸缩仪传输电缆；3-硅压式沉降仪；31-硅压传感器；32-通气管；33-通液管；34-储液罐；35-沉降仪传输电缆；4-沉降盘；41-沉降板；42-弹簧片；5-固定组件；51-上卡箍；52-下卡箍；53-支座；54-法兰盘；55-螺栓；56-保护钢丝绳；6-钻孔。

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所示，本实用新型软基深水筑堤沉降监测装置，包括基准桩1、磁致伸缩仪2、硅压式沉降仪3、沉降盘4、固定组件5；所述基准桩1包括钢管11、锚头12，锚头12通过螺纹旋入钢管11底部，钢管11可以分节，相邻节钢管11采用螺纹固接，沿钻孔6置于地基稳固土层；所述磁致伸缩仪2包括电子仓21、活动磁环22、测杆23、伸缩仪传输电缆24，活动磁环22套在测杆23上并与电子仓21通过螺纹固接，伸缩仪传输电缆24一端连接电子仓21，另一端连接外部数据采集设备；所述硅压式沉降仪3包括硅压传感器31、通气管32、通液管33、储液罐34、沉降仪传输电缆35，硅压传感器31与储液罐34之间连通有通气管32和通液管33，沉降仪传输电缆35一端与硅压传感器31相连接，另一端与外部数据采集设备相连接；所述沉降盘4包括沉降板41、弹簧片42，弹簧片42均匀焊接在沉降板41上并外伸放置在地基表层；所述固定组件5包括上卡箍51和下卡箍52、支座53、法兰盘54，电子仓21通过上卡箍51固接在钢管11上，测杆23通过下卡箍52固接在钢管11上，根据深部分层沉降监测的预设深度要求，将多支磁致伸缩仪2通过上卡箍51、下卡箍52串联固接在钢管11；所述沉降板41设置有螺栓孔，通过螺栓55与法兰盘54固接，储液罐34采用螺纹固接在法兰盘54上，支座53下部与所述钢管11顶部采用螺纹固接，支座53上部与硅压传感器31采用螺纹固接；法兰盘54和支座53间设保护钢丝绳56，保护钢丝绳56长度根据支座53至地表面距离确定，且略小于通气管32和通液管33长度，用来保护通气管32、通液管33在埋设时不受力。

当地基发生沉降时，通过磁致伸缩仪2上的活动磁环22与电子仓21之间的距离变化测得深部分层沉降量，通过硅压式沉降仪3测试系统内液体压力的变化换算出地基表层沉降量，进而实现深水筑堤地基不同深度土层的沉降监测。

本实施例提供的软基深水筑堤沉降监测方法，包括以下步骤：

(a)将钻探平台孔口对准预设位置坐标，固定锚绳开始钻孔，钻至预定土层，清净孔底。

(b)将磁致伸缩仪2的电子仓21通过上卡箍51、测杆23通过下卡箍52分别固定在钢管11的预定位置上。

(c)重复步骤(2)，将多支磁致伸缩.2按预设深度要求依次固定在钢管11上。

(d)将锚头12通过螺纹旋入钢管11底部并放入钻孔6内，将固定好多支磁致伸缩仪2的钢管11逐节连接，边连接边放入钻孔6直至最后一节钢管11顶部到达钻探平台孔口。

(e)将支座53通过螺纹旋于最后一节钢管11顶部，将硅压传感器31通过螺纹连接至支座53上，将保护钢丝绳56的一端系在支座53上，抓住保护钢丝绳56连同硅压传感器31上的通气管32、通液管33继续顺着钻孔6缓缓下放，直至锚头12到达钻孔6底部的稳定土层，检查仪器信号完好后，将沉降仪传输电缆35理顺捆扎引出钻孔6，将储液罐34通过螺纹连接到法兰盘54上，然后通过螺栓55固定在焊接有弹簧片42的沉降板41上，将保护钢丝绳56的另一端系在法兰盘54上，然后将沉降盘4平稳放置于地基表层。

(f)通过连接伸缩仪传输电缆24和沉降仪传输电缆35的外部数据采集设备测试获得地基深部i测点所述电子仓21与活动磁环22的初始距离Li0及地基表层硅压传感器31与储液罐34之间的初始压力差P0；

(g)过段时间，随着地基沉降的发生，再次测得地基深部i测点所述电子仓21与活动磁环22的距离Lit及地基表层硅压传感器31与储液罐34之间的初始压力差Pt；

(h)用Lit-Li0得到的电子仓21与活动磁环22之间距离的变化值ΔLit即为这段时间内地基深部i测点的沉降量；用P0-Pt得到硅压传感器31与储液罐34之间压力变化ΔPt，并通过公式ΔHt＝ΔPt/(ρg)换算出硅压传感器31与储液罐34之间高程差的变化值ΔHt即为这段时间内地基表层的沉降量，该公式中ρ表示液体密度，g表示重力加速度，取值9.8N/kg；

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 (6)

1.软基深水筑堤沉降监测装置，包括基准桩(1)、磁致伸缩仪(2)、硅压式沉降仪(3)、沉降盘(4)、固定组件(5)，其特征在于：所述磁致伸缩仪(2)包括电子仓(21)、活动磁环(22)、测杆(23)、伸缩仪传输电缆(24)，活动磁环(22)套在测杆(23)上并与电子仓(21)固接，电子仓(21)和测杆(23)分别通过固定组件(5)固接在所述基准桩(1)上；伸缩仪传输电缆(24)一端连接电子仓(21)，另一端连接外部数据采集设备；所述硅压式沉降仪(3)包括有硅压传感器(31)、通气管(32)、通液管(33)、储液罐(34)、沉降仪传输电缆(35)，储液罐(34)通过固定组件(5)固定在沉降盘(4)上，硅压传感器(31)通过固定组件(5)固接在所述基准桩(1)的顶部，储液罐(34)与硅压传感器(31)之间连通有通气管(32)和通液管(33)；沉降仪传输电缆(35)一端与硅压传感器(31)相连接，另一端与外部数据采集设备相连接；所述基准桩(1)包括钢管(11)、锚头(12)，锚头(12)固接在钢管(11)底部，沿钻孔(6)置于地基稳固土层；所述沉降盘(4)包括沉降板(41)、弹簧片(42)，弹簧片(42)均匀固接在沉降板(41)上并外伸放置在地基表层。

2.根据权利要求1所述的软基深水筑堤沉降监测装置，其特征在于：所述磁致伸缩仪(2)根据深部分层沉降监测的预设深度要求设有多支串联固接在所述基准桩(1)上。

3.根据权利要求1所述的软基深水筑堤沉降监测装置，其特征在于：所述固定组件(5)包括上卡箍(51)和下卡箍(52)、支座(53)、法兰盘(54)，所述电子仓(21)通过上卡箍(51)固接在所述钢管(11)上，所述测杆(23)通过下卡箍(52)固接在所述钢管(11)上；支座(53)下部固接在所述钢管(11)顶部，支座(53)上部与所述硅压传感器(31)固接；所述储液罐(34)通过法兰盘(54)固接在所述沉降板(41)的下方；所述法兰盘(54)和所述支座(53)间设有保护钢丝绳(56)。

4.根据权利要求3所述的软基深水筑堤沉降监测装置，其特征在于：所述上卡箍(51)为双管卡箍，管孔直径分别与钢管(11)和电子仓(21)直径相匹配；所述下卡箍(52)为双管卡箍，管孔直径分别与钢管(11)和测杆(23)直径相匹配。

5.根据权利要求3所述的软基深水筑堤沉降监测装置，其特征在于：所述沉降板(41)设置有螺栓孔，通过螺栓(55)与所述法兰盘(54)固接，所述储液罐(34)采用螺纹固接在法兰盘(54)上；所述支座(53)下部与所述钢管(11)顶部采用螺纹固接，所述支座(53)上部与硅压传感器(31)采用螺纹固接。

6.根据权利要求1所述的软基深水筑堤沉降监测装置，其特征在于：所述锚头(12)采用螺纹固接在钢管(11)底部，所述钢管(11)可以分节，相邻节钢管(11)采用螺纹固接。