CN210441841U

CN210441841U - 岩土体分层监测标

Info

Publication number: CN210441841U
Application number: CN201921635414.6U
Authority: CN
Inventors: 高盛翔; 王静; 李晓剑; 刘钟; 刘斌; 岳艳艳; 许明; 王占蒙
Original assignee: Cumt Geotechnical Engineering & New Technology Development Co ltd
Current assignee: Xuzhou Zhongkuang geotechnical Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-05-01
Anticipated expiration: 2029-09-27

Abstract

本实用新型揭示了一种岩土体分层监测标，包括分别监测不同深度岩层变形量的多级监测管组件，每级所述监测管组件分别包括：竖直设置的监测管，该监测管的底端支撑于其对应目标岩层的顶面；监测棱镜，连接于所述监测管的顶端，所有的所述监测管之间同轴设置。本实用新型的优点包括数据的可靠性高，测量的数据为监测管的实际下沉值，监测效率高，测量装置的稳定性好，受外界影响因素小，测量设备成本低，可将测斜功能、水位量测功能集中于一孔内(仅适用于孔内最小直径的监测管)，进一步节约了监测成本。

Description

岩土体分层监测标

技术领域

本实用新型属于地下岩土体监测技术领域，具体涉及一种岩土体分层监测标。

背景技术

地下位移监测又称深部位移监测，是地质灾害和岩土工程变形监测的重要内容，其主要特点是为了获得所监测地质灾害点或岩土工程项目地面以下的位移，事先在岩土体内部通过钻孔等方式安装、预埋地下位移测量传感器或监测仪器，一旦地下岩土体内部产生滑动、沉降等变形，地下位移测量仪器(传感器)能自动检测到上述地质结构参数的变化，并完成从地表至地下不同深度各处水平位移量、垂直位移量及倾斜角度等主要地质参数的测量过程，是一种能准确检测灾害体的地下位移形变信息及地质结构参数的变化动态、确定潜在滑移面进而研究成灾现状、发展趋势及防灾预报的关键性技术方法。

根据监测位移的不同分为水平位移监测和竖直位移监测两大类，监测地下岩土体水平位移为测斜仪，监测竖直位移的为沉降仪。目前针对于岩土体多点分层沉降的监测仪器较少，监测的主要方法为磁环式、伸缩杆式，根据原理的不同可分为电磁式、光纤光栅式、振弦式。仪器埋设方法基本一致，首先进行地面钻孔，孔深达到设计深度后将监测标下入设计深度，然后再孔内进行注浆封填，待浆液凝固稳定后测定初始值，按设计要求频率进行监测。

根据所需监测深部岩土体的形成年代可分为自然形成原始状态下的深部岩土体变形监测和由于人工活动堆填形成的高填方的深部岩土体变形监测。针对于自然形成的深部岩土体监测，在设置监测标时需要钻探进行埋设；针对于人工活动堆填形成的高填方内岩土监测，在施工过程中即可进行埋设。

现有技术的测试原理主要是将孔内的监测标通过水泥与孔壁相固定，当地面岩土体发生位移时，孔内的水泥也跟随周围岩体发生一定的涨缩变形，进而引起其内部的监测标发生相应的变形，达到测出孔内岩土体位移的目的。

基于这种测试原理的优点为施工简单，但也有较大的局限性：1、数据可靠性较低，由于孔内的砂浆体与周围岩土体为两种介质，当岩土体发生位移时，其内部的砂浆体是否能随着岩土体同时发生变形有待商榷。2、测量数据为相对值，测量过程中，所测得的数据是相对于孔口的相对数据，当岩土体深部也发生变形时，孔口也发生相应的下沉，在此种条件下，无法测得岩土体的绝对变形量。3、监测不便，测量时需将仪器下入孔内，当需监测钻孔较多时，测量效率低。4、适用深度有限，由于测标的适用深度限制、测量仪器的适用深度限制、封孔水泥浆施工工艺的要求，目前的深度位移监测深度均在50米左右。

实用新型内容

本实用新型一实施例提供一种岩土体分层监测标，用于解决现有技术中的问题，包括：

一实施例中，提供了一种岩土体分层监测标，包括分别监测不同深度岩层变形量的多级监测管组件，每级所述监测管组件分别包括：

竖直设置的监测管，该监测管的底端支撑于其对应目标岩层的顶面；

监测棱镜，连接于所述监测管的顶端，

所有的所述监测管之间同轴设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、数据可靠性高，监测管直接安设在所测“目的岩层”顶面，监测管与周围岩土体间无介质，不受周围岩土体影响，数据能真实反映出所测岩土层的变形量。

2、测量数据为绝对值，测量数据为监测管的实际下沉值，而非常规设备监测所反映的相对于孔口的变形量。

3、监测效率提高，使用常规的仪器设备(全站仪、水准仪、GPS)即可进行监测，可与场地内的其他地面位移监测点同时进行监测，省却了常规的“逐孔”、“逐层”的监测方法。

4、测量装置稳定性好，受外界影响因素小，运行时间长。由于监测的管的安装采用了常规的钢管(PVC)，无电、磁、光等元器件，不受外界地下水、电磁环境、温度等的影响。

5、适用深度大，常规的测标试验深度受测量传感器、测量仪器的限制，试验深度小于50米，本实用新型的工法，当深度较大时，采用钢管进行安设，无深度限制。

6、监测层位多，可根据实际技术要求，完成一孔多深度的测量，不受测量仪器“测量通道”的限制。

7、监测管采用常规钢管即可完成，测量设备成本低。

8、可将测斜功能、水位量测功能集中于一孔内(仅适用于孔内最小直径的监测管)，进一步节约了监测成本。根据钻孔孔径以及监测设计要求，可将具有测斜功能的管材下入到孔内，从而对钻孔倾斜度进行测量；当需要监测孔内水位时，可将监测管管材上加工“梅花形”小孔，以使地下水进入管内，按监测要求对孔内的地下水水位、水质进行监测，满足对地下水监测的要求。(当监测管作为测斜、水位监测使用时，在施工过程中，不可下入蒽油，以免影响对监测设备以及监测成果的影响。)

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施方式中4级监测标系统立体结构示意图；

图2是本申请一实施方式中4级监测标系统轴向纵截面剖面图；

图3是本申请一实施方式中4级监测标系统横截面剖面图；

图4是本申请一实施方式中球式扶正器接头结构示意图；

图5是本申请一实施方式中岩土体分层监测标施工流程图(填土)；

图6是本申请第二实施例中岩土体分层监测标施工流程图(钻孔)；

图7是本申请第二实施例中监测标系统立体结构示意图。

具体实施方式

通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本实用新型。本文中揭示本实用新型的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本实用新型的示范性，本实用新型可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本实用新型的代表性基础。

实施例1

参考图1、图2所示，一种人工活动堆填形成的高填方内岩土体4级分层监测标，包括4级监测管1-4、设于各级监测管上的扶正器接头、设于每级监测管外的保护管以及安设于各级监测管顶部的监测棱镜5，每级监测管竖直设置，且其底端支撑于其对应目标岩层的顶面。

4级监测管从最内层开始分别为第一层监测管1，套设于第一层监测管外的第二层监测管2，套设于第二层监测管2外的第三层监测管3以及套设于第三层监测管3外的第四层监测管4，4级监测管同轴设置，各层监测管的直径从第一层开始逐渐增大，长度逐渐减短。

第一层监测管1的直径最小，长度最长，其外围设有第一层保护管11，第一层监测管1上设置有多个第一层球式扶正器接头12，第一层监测管1下部第一层球式扶正器接头12之间距设置较密，上部间距可适当稀疏，以3～12米为宜，第一层监测管1上方设置有第一级监测棱镜。

第二层监测管2的直径大于第一层监测管1直径且大于第一层保护管11的直径，其外围同样设有第二层保护管21，第二层监测管2上设置有多个第二层球式扶正器接头22，第二层监测管2下部的第二层球式扶正器接头22之间距相较于上部设置较密，同样以3～12米为宜，在此数值内根据离地面的距离做相应调整，相对于第一层监测管1上的第一层球式扶正器接头12之间的间距，第二层监测管上的要稍稀疏一点，第二层监测管2上方设置有第二级监测棱镜。

第三级监测管3的直径大于第二层监测管2直径且大于第二层保护管21的直径，其外围同样设有第三层保护管31，第三层监测管3上设置有多个第三层球式扶正器接头32，第三层监测管3下部的第三层球式扶正器接头32之间距相较于上部设置较密，同样以3～12米为宜，在此数值内根据离地面的距离做相应调整，相对于第二层监测管2上的第二层球式扶正器接头22间距，第三层监测管上的更加稍稀疏一点，第三层监测管3上方设置有第三级监测棱镜。

第四级监测管4的直径大于第三层监测管3直径且大于第三层保护管31的直径，其外围同样设有第四层保护管41，第四层监测管4上设置有一个或多个第四层球式扶正器接头42，第四层监测管4下部的第四层球式扶正器接头42之间距相较于上部设置较密，同样以3～12米为宜，在此数值内根据离地面的距离做相应调整，相对于第三层监测管3上的第三层球式扶正器接头32间距，第四层监测管上的更加稍稀疏，第四层监测管4上方设置有第四级监测棱镜。

参考图2、图3所示，该多级监测管的各级监测管及其保护管等长，分别可监测各自的目的岩层，该多级监测管及其保护管同轴设置，且由于采用回填方式进行埋设而呈现上粗下细的多级嵌套型结构，保护管可由PVC或钢管制成。

参考图4所示，一种球式扶正器接头200，其上下两端内壁分别设有内螺纹202，监测管100的端头外壁则设有与之相匹配的外螺纹101，两者可螺纹固定连接，球式扶正器接头200管壁四周还设有滚珠201，滚珠201可与各级监测管外围的保护管或钻孔壁相抵触，在保持监测管居中的同时给予监测管一定的扶持力度。

参考图5所示，本实用新型还提供了上述一种人工活动堆填形成的高填方内岩土体多级分层监测标的建标方法，包括：

首先根据设计要求确定需监测土层的厚度，设计监测孔结构；

在堆填方施工前安设第一层监测管(最内层)，监测管按一定间隔使用“球式扶正器接头”测管接头对监测管进行连接，监测管下部扶正器间距可较密，上部间距可适当稀疏；

监测管外设置保护套；

第一层监测管上方安设监测棱镜；

待第一层监测管及其外侧的保护管安装完成后，即可开始回填第一层填土；

当堆填土高度达到需要设置第二层监测管时，按第一层监测管的埋设方法在第一层监测管及其保护管外围进行第二层监测管及其保护管的埋设；

第二层监测管按一定间隔使用“球式扶正器接头”测管接头对监测管进行连接，监测管下部扶正器间距可较密，上部间距可适当稀疏；

待第二层监测管及其外侧的保护管安装完成后，即可开始回填第二层填土；

当堆填土高度达到需要设置第三层监测管时，按埋设第一、第二层监测管的步骤埋设直至完成整套监测标的施工。

上述技术方案中，随着层数的增加，监测管直径依次增大，直径小的监测管，其上球式扶正器接头的间距小于直径较大的监测管的球式扶正器接头间距，以3～12米为宜，具体数值可在此范围内适当调整。

在上述技术方案中，在对填土的碾压过程中，当靠近监测管时应使用人工对称夯填的方式进行。

在上述技术方案中，整个施工过程中需严格控制监测管的倾斜度，每10m累计递增不得大于0.2°。

在上述技术方案中，当工期较长，需获得施工过程中的监测数据时，可随时对监测管进行监测。

实施例2

本实施例的监测标还可以应用于岩层钻孔领域。

结合图6和图7所示，首先根据设计要求确定监测层位及孔深，设计钻孔结构。钻机按设计1级孔径钻至预定层位后进行洗井，孔内注入砂浆300，注浆量以达到孔底以上3～5米为宜，下入1级测管，下入过程中按一定间隔(监测管下部扶正器间距可较密，上部间距可适当稀疏，细监测管的间距小于粗监测管的间距，以3～12米为宜)使用“球式接头扶正器”测管接头对监测管进行连接，待浆液凝固后，完成1级测管的安装；钻机按设计2级孔径钻至预定层位后洗井孔内注浆，注浆量以达到孔底以上3～5米为宜，下入2级测管，下入过程中，测管接头使用“球式接头扶正器”进行连接，待浆液凝固后，完成2级测管的安装；按下入1、2级测管的步骤直至完成整套监测标的施工。整个施工过程中需严格控制钻孔倾斜度，每钻进50m顶角累计递增不得大于0.2°且终孔顶角不得大于1.0°。

尽管已参考说明性实施例描述了本实用新型，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本实用新型的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本实用新型的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本实用新型的教示。因此，本文并不打算将本实用新型限制于用于执行本实用新型的所揭示特定实施例，而是打算使本实用新型将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims

1.一种岩土体分层监测标，其特征在于，包括分别监测不同深度岩层变形量的多级监测管组件，每级所述监测管组件分别包括：

监测棱镜，连接于所述监测管的顶端，

所有的所述监测管之间同轴设置。

2.根据权利要求1所述的岩土体分层监测标，其特征在于，所述监测管包括上下设置的多个监测管单元，

上下相邻两个所述监测管单元之间通过球式接头扶正器连接。

3.根据权利要求2所述的岩土体分层监测标，其特征在于，所述球式接头扶正器与监测管单元中间螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的岩土体分层监测标，其特征在于，每级所述监测管组件还包括：

一保护管，该保护管套设于所述监测管的外侧。

5.根据权利要求4所述的岩土体分层监测标，其特征在于，所述保护管为PVC管或钢管。