CN212254071U - 一种沉降监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及沉降监测技术领域，公开了一种沉降监测装置，包括至于坡顶部的基台(1)、沿坡面设置的多组磁环沉降测量组件(2)及升降组件(3)；磁环沉降测量组件(2)包括沉降管(21)、滑动套设于沉降管(21)外侧的沉降磁环(22)及沿沉降管(21)内腔上下升降的测量杆(23)；还包括平衡监测组件(4)，平衡监测组件(4)包括设于沉降管(21)端部的储水箱(41)及设于储水箱(41)内用于监测水位的水位探测器(42)，储水箱(41)中心设于中空柱(411)，沉降管(21)贯穿中空柱(411)且与中空柱(411)共轴设置；该沉降监测装置专门适用于坡面土层沉降监测，并能够分别监测分坡地土层沉降情况及坡地土层发生倾塌情况。

Description

一种沉降监测装置

技术领域

本实用新型涉及沉降监测技术领域，具体涉及一种沉降监测装置。

背景技术

随着社会的发展，各种复杂而大型的工程建筑物、公路、铁路等日益增多，这些工程在兴建过程中，改变了地面原有的状态，并且对于建筑物的地基施加了一定的压力，这就必然会引起地基及周围地层的变形。为了保证建筑物的正常使用寿命和安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。现有的沉降监测方法很多，有监测桩法、沉降水杯法、沉降板法、磁环沉降仪法、液位静压监测法等，上述方法以及在实际工作中有很好的应用。但现在沉降监测方法主要针对的是工程建筑物、公路、铁路等的地基的沉降，通常都是单点监测，且依靠人工测量或者记录为主；同时，申请人在实际工作中发现目前很多工程建筑物、公路、铁路等都建设在坡地上，坡地土体是沉降、倾塌的高发区域，但现有沉降监测方法均不能很好的适用于坡地。

如授权公告号为CN101975566B的中国实用新型，其公开了一种路基表面沉降远程多点监测系统与方法，该系统包括中央处理单元和基准光源装置为源节点、多个位于被测点带光源的路基表面沉降远程监测装置为节点的链状结构；采用每个监测装置测得前一个装置的相对沉降，累计得到该装置相对基准光源装置的相对沉降，再将基准光源装置溯源到国家水准点，得到被测点的绝对沉降，实现了多点检测的问题；但每一个监测点都需要安装一套完整的沉降监测单元，结构相对复杂，成本较高。且在坡地上不同地段沉降差距较大，不能保证，每一组光源都能透过成像透镜，满足近轴条件。同时，坡面土层不但会出现土层沉降现象还会出现坡地土层倾塌现象，现有的沉降监测系统在监测土层沉降时，不会考虑到土层倾塌现象，因而不能很好的对坡地土层沉降监测。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种沉降监测装置，该沉降监测装置专门适用于坡面土层沉降监测，并能够分别监测分坡地土层沉降情况及坡地土层发生倾塌情况。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种沉降监测装置，包括至于坡顶部的基台、沿坡面设置的多组磁环沉降测量组件及升降组件；磁环沉降测量组件包括沉降管、滑动套设于沉降管外侧的沉降磁环及沿沉降管内腔上下升降的测量杆，沉降管沿坡面埋入坡面土层内；还包括平衡监测组件，平衡监测组件包括设于沉降管端部的储水箱及设于储水箱内用于监测水位的水位探测器，储水箱中心设于中空柱，沉降管贯穿中空柱且与中空柱共轴设置，通过磁环沉降测量组件对坡地土层沉降情况进行检测，而沉降磁环将埋入坡面土层不同深度，至少两个深度，深度差在1米左右，防止监测时坡面上方土层倾塌，而造成监测分坡地土层沉降数据不准确。沉降磁环设于至少三组支抓，其等间距固定于沉降磁环外周侧，支抓能够使沉降磁环插入土层中，随土层沉降。

作为优选，升降组件包括设于基台上的驱动电机、与驱动电机连接的绕线盘及设于每一沉降管上端的定滑轮，绕线盘通过钢丝绳绕过定滑轮与测量杆连接，定滑轮安装于储水箱上。驱动电机工作带动绕线盘转动，进行放线或收线操作，实现测量杆沿沉降管内腔上下升降，进行土层沉降情况监测。

作为优选，储水箱顶部设有水准仪，便于安装时保证储水箱处于水平状态。

作为优选，储水箱内灌有液体，液体占储水箱体积60-80％，且储水箱顶部设有通气阀，能够保证储水箱内液体压力稳定。

作为优选，储水箱为方形箱体，水位探测器至少设置有四组，四组水位探测器分别置于储水箱顶部四角处，通过四组水位探测器探测的数据能够推算出沉降管倾斜方向，便于更好监测沉降管倾斜情况。

作为优选，储水箱为圆柱箱体，水位探测器至少设置有三组，三组水位探测器呈沿储水箱中心轴均匀分布于储水箱顶部，也能够比较好的监测沉降管倾斜情况，也能推算出沉降管倾斜方向。

作为优选，沉降管埋入土层的一端设有基座及固定在基座独步的钢叉，便于固定沉降管，保证沉降管稳定插至土层中。

作为优选，测量杆两端设置有固定套，固定套上设有至少三个滑动轮，三个滑动轮沿固定套外周均匀安装，便于测量杆在沉降管内腔上下移动。

作为优选，绕线盘上设有多个线槽，一个线槽对应一组磁环沉降测量组件，驱动电机运作带动绕线盘转动，实现多组磁环沉降测量组件同步测量，减少驱动电机等的使用，成本更低，同步测量也能减少升降组件带来的误差。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的沉降监测装置专门适用于坡面土层沉降监测，其相对于现有的沉降监测系统在监测土层沉降时，不会考虑到土层倾塌现象，存在很大检测误差。本沉降监测装置通过设置的磁环沉降测量组件及平衡监测组件，能够同时别监测分坡地土层沉降情况及坡地土层发生倾塌情况，当坡地土层发生倾塌时，通过水位探测器探测数据，则排除倾斜状态下磁环沉降测量组件得到的数据，提高监测坡地土层沉降数据的准确性，并能够提示工作人员对该处坡面进行检查，防止坡面坍塌等危险。

附图说明

图1为本实施方式中沉降监测装置使用状态的结构示意图。

图2为本实施方式中沉降监测装置的局部结构示意图。

图3为本实施方式中沉降监测装置使用状态的剖视图。

图4为本沉降监测装置中磁环沉降测量组件及平衡监测组件的剖视图。

图5为本磁环沉降测量组件及平衡监测组件处于竖直状态的局部剖视图。

图6为本磁环沉降测量组件及平衡监测组件处于倾斜状态的局部剖视图。

附图中：1-基台、2-磁环沉降测量组件、21-沉降管、211-基座、212-钢叉、22-沉降磁环、221-支抓、23-测量杆、231-固定套、232-滑动轮、3-升降组件、31-驱动电机、32-绕线盘、33-定滑轮、4-平衡监测组件、41-储水箱、411-中空柱、42-水位探测器、43-水准仪、44-通气阀、5-控制器。

具体实施方式

实施例1：请同时参见图1-图6，本实用新型一较佳实施例提供一种沉降监测装置，专门适用于坡面土层沉降监测，坡面土层不但会出现土层沉降现象还会出现坡地土层倾塌现象，本申请沉降监测装置能够分别监测分坡地土层沉降情况及坡地土层发生倾塌情况。

具体的，本沉降监测装置包括至于坡顶部的基台1、沿坡面设置的多组磁环沉降测量组件2及升降组件3；磁环沉降测量组件2包括沉降管21、滑动套设于沉降管21外侧的沉降磁环22及沿沉降管21内腔上下升降的测量杆23，沉降管21和沉降磁环22预先通过钻孔等方式沿坡面埋入坡面土层内，根据坡面的倾斜情况确定安装磁环沉降测量组件2的数量，本例选取6组磁环沉降测量组件2；通过磁环沉降测量组件2对坡地土层沉降情况进行检测，而沉降磁环22将埋入坡面土层不同深度，至少两个深度，深度差在1米左右，防止监测时坡面上方土层倾塌，而造成监测分坡地土层沉降数据不准确。

沉降磁环22设于至少三组支抓221，其等间距固定于沉降磁环22外周侧，支抓221能够使沉降磁环22插入土层中，随土层沉降。

沉降管21埋入土层的一端设有基座211及固定在基座211独步的钢叉212，钻孔放沉降管21时，钻孔至预定深度后，利用清水换浆，提钻形成测量孔，然后回填20cm左右厚度的水泥砂浆，将沉降管21埋放入测量孔中，而钢叉212插入水泥砂浆中，便于固定沉降管21，保证沉降管21稳定插至土层中，也防止沉降管21底端泥砂堵塞。

测量杆23由中间支撑杆及定位传感器组成，中间支撑杆两端设置有固定套231，固定套231上设有至少三个滑动轮232，三个滑动轮232沿固定套231外周均匀安装，便于测量杆23在沉降管21内腔上下移动。

升降组件3包括设于基台1上的驱动电机31、与驱动电机31连接的绕线盘32及设于每一沉降管21上端的定滑轮33，绕线盘32通过钢丝绳绕过定滑轮33与测量杆23连接，定滑轮33安装于储水箱41上。当驱动电机31工作时，绕线盘32转动，进行放线操作，将测量杆23沿着沉降管21内腔下滑，当定位传感器达到沉降磁环22时，感应到沉降磁环22，并将检测信号传输至控制器5；当将6组磁环沉降测量组件2的数据采集完毕后，当驱动电机31控制绕线盘32转动，进行收线操作。进一步的，绕线盘32上设有多个线槽，一个线槽对应一组磁环沉降测量组件2，驱动电机31运作带动绕线盘32转动，实现多组磁环沉降测量组件2同步测量，减少驱动电机等的使用，成本更低，同步测量也能减少升降组件3带来的误差。

本沉降监测装置还包括平衡监测组件4，平衡监测组件4包括设于沉降管21端部的储水箱41及设于储水箱41内用于监测水位的水位探测器42，水位探测器42可以选用现有超声波测距探测器，其记录发射声波的与接收回波信号之间的时间差，通过计算声波传播速度与时间差的乘积得到探头与障碍物的距离。储水箱41中心设于中空柱411，沉降管21贯穿中空柱411且与中空柱411共轴设置，储水箱41顶部设有水准仪43，便于安装时保证储水箱41处于水平状态。储水箱41内灌有液体，液体占储水箱41体积60-80％，且储水箱41顶部设有通气阀44，通气阀44选用现有通气阀，能够保证储水箱41内液体压力稳定。

通过水位探测器42监测储水箱41水位情况，如图5和图6所述，储水箱41内至少设置有两组水位探测器42，两组水位探测器42沿坡面设置，安装时，储水箱41与水平面平行，使得两组水位探测器42探测得到的h₁和h₂数值相等，偏差补偿0.5％，而当坡地土层发生倾塌时，即沉降管21出现倾斜，此时探测得到的H₁和H₂，H₂＞H₁，若采用该磁环沉降测量组件2得到的数据，将会存在很大误差。因此，当两组水位探测器42探测数据差距较大时，在实际中预先约定两者数值差超过5％时，则排除该磁环沉降测量组件2得到的数据，并提示工作人员对该处坡面进行检查，若坡地土层倾塌不严重时，重新将该磁环沉降测量组件2扶正，若坡地土层倾塌比较严重时，根据工程要求对该坡面进行加固等。

实施例2：本实用新型一较佳实施例提供一种沉降监测装置，其与上述实施例的区别仅在于：储水箱41为方形箱体，水位探测器42至少设置有四组，四组水位探测器42分别置于储水箱41顶部四角处，通过四组水位探测器42探测的数据能够推算出沉降管21倾斜方向，便于更好监测沉降管21倾斜情况。

实施例3：本实用新型一较佳实施例提供一种沉降监测装置，其与上述实施例的区别仅在于：储水箱41为圆柱箱体，水位探测器42至少设置有三组，三组水位探测器42呈沿储水箱41中心轴均匀分布于储水箱41顶部，也能够比较好的监测沉降管21倾斜情况，也能推算出沉降管21倾斜方向。

Claims (9)

1.一种沉降监测装置，适用于坡面土层沉降监测，其特征在于，包括至于坡顶部的基台(1)、沿坡面设置的多组磁环沉降测量组件(2)及升降组件(3)；磁环沉降测量组件(2)包括沉降管(21)、滑动套设于沉降管(21)外侧的沉降磁环(22)及沿沉降管(21)内腔上下升降的测量杆(23)，沉降管(21)沿坡面埋入坡面土层内，沉降磁环(22)设于至少三组支抓(221)，其等间距固定于沉降磁环(22)外周侧；

还包括平衡监测组件(4)，平衡监测组件(4)包括设于沉降管(21)端部的储水箱(41)及设于储水箱(41)内用于监测水位的水位探测器(42)，储水箱(41)中心设于中空柱(411)，沉降管(21)贯穿中空柱(411)且与中空柱(411)共轴设置。

2.根据权利要求1所述的一种沉降监测装置，其特征在于，升降组件(3)包括设于基台(1)上的驱动电机(31)、与驱动电机(31)连接的绕线盘(32)及设于每一沉降管(21)上端的定滑轮(33)，绕线盘(32)通过钢丝绳绕过定滑轮(33)与测量杆(23)连接，定滑轮(33)安装于储水箱(41)上。

3.根据权利要求1所述的一种沉降监测装置，其特征在于，储水箱(41)顶部设有水准仪(43)，便于安装时保证储水箱(41)处于水平状态。

4.根据权利要求2所述的一种沉降监测装置，其特征在于，储水箱(41)内灌有液体，液体占储水箱(41)体积60-80％，且储水箱(41)顶部设有通气阀(44)。

5.根据权利要求3或4所述的一种沉降监测装置，其特征在于，储水箱(41)为方形箱体，水位探测器(42)至少设置有四组，四组水位探测器(42)分别置于储水箱(41)顶部四角处。

6.根据权利要求3或4所述的一种沉降监测装置，其特征在于，储水箱(41)为圆柱箱体，水位探测器(42)至少设置有三组，三组水位探测器(42)呈沿储水箱(41)中心轴均匀分布于储水箱(41)顶部。

7.根据权利要求1所述的一种沉降监测装置，其特征在于，沉降管(21)埋入土层的一端设有基座(211)及固定在基座(211)独步的钢叉(212)。

8.根据权利要求1所述的一种沉降监测装置，其特征在于，测量杆(23)两端设置有固定套(231)，固定套(231)上设有至少三个滑动轮(232)，三个滑动轮(232)沿固定套(231)外周均匀安装。

9.根据权利要求1所述的一种沉降监测装置，其特征在于，绕线盘(32)上设有多个线槽，一个线槽对应一组磁环沉降测量组件(2)，驱动电机(31)运作带动绕线盘(32)转动，实现多组磁环沉降测量组件(2)同步测量。

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