CN219416160U - 高潜水位矿区用固定监测桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开高潜水位矿区用固定监测桩，包括预制桩基本体、多个延长体，所述桩基本体呈柱状结构，在所述桩基本体的外侧和底部预留多个延长连接口，所述延长体能够拆卸的连接所述延长连接口。本实用新型的有益效果：增加固定监测桩与松散层的亲和力，并加固固定监测桩防止固定监测桩松动，继而提高测量准确度。

Description

高潜水位矿区用固定监测桩

技术领域

本实用新型涉及一种矿井开采观测变形技术，尤其涉及的是一种高潜水位矿区用固定监测桩。

背景技术

长期以来，煤炭一直是我国的主要能源，煤炭资源的开发和利用对我国的经济高速发展起到了巨大的推动作用。但同时也产生了一系列安全开采与生态环境问题，如建筑物、水体、铁路等构筑物压煤的安全开采问题，地面沉降变形、房屋倒塌、地面积水等生态环境问题，给矿区当地人民生命财产和生态环境等带来了巨大威胁，并为煤炭企业造成巨大经济损失。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》要求，各矿区开采前应当开展地表移动变形现场监测，为本矿区的煤柱留设与压煤开采提供技术支撑。

为积累煤矿开采地表观测站资料、分析地表移动变形规律，目前我国在多个矿区布设煤层开采地面形变固定监测桩，且大多采用水准测量或者GNSS等点位测量方法。如中国专利公开号：CN107063177A，一种地表沉陷监测点简易监测桩，包括直杆主体，主体下部的尖端，主体上部的内孔。

但在高潜水位矿区，因季节性潜水水位变化，在长时间雨水偏少时期，固定监测桩与周围松散层亲和力下降，导致固定监测桩周围松散层龟裂，固定监测桩产生晃动，从而导致该固定监测桩测量结果不可信。如何研发一种符合高潜水位变化的固定监测桩及布桩方法是目前承待解决的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息已构成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：如何解决高潜水位矿区因节性潜水水位变化，监测桩与周围松散层亲和力下降，监测桩产生晃动，监测桩测量结果不可信的问题。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

高潜水位矿区用固定监测桩，包括预制桩基本体、多个延长体，所述桩基本体呈柱状结构，在所述桩基本体的外侧和底部预留多个延长连接口，所述延长体能够拆卸的连接所述延长连接口。

本实用新型通过在桩基本体的侧面与地面形成多个延长连接口，延长连接口与多个延长体可拆卸的连接，形成一个外部呈发散状的固定监测状；一方面，桩基本体与延长体分开运输，在到达基坑后再组装，减小整个固定监测桩在运输时的体积，便于运输，不会额外增加运输成本和难度；一方面，在固定监测桩埋于坑基后，侧面的延长体与底部的延长体伸出桩基本体，能够伸入松散层中，增加与松散层的接触面积，借以此增加固定监测桩与松散层的亲和力，并加固固定监测桩防止固定监测桩松动，继而提高测量准确度。

优选的，所述桩基本体包括由水泥浇筑在一起的多个钢筋圈、侧边连接钢筋、中部竖向钢筋、多个钢筋螺旋管，多个所述钢筋圈竖向间隔排布并由多个侧边连接钢筋连接，所述中部竖向钢筋位于所述钢筋圈的中心处，多个所述钢筋螺旋管分布在桩基本体的外侧，所述中部竖向钢筋的底端连接所述钢筋螺旋管，所述钢筋螺旋管的开口端为延长连接口。

多个钢筋圈、侧边连接钢筋、中部竖向钢筋、多个钢筋螺旋管与水泥充分结合，保持桩基本体的强度。

优选的，所述桩基本体还包括测量钉，所述中部竖向钢筋的顶端连接所述测量钉。

优选的，所述钢筋圈至少为三个，且所述钢筋圈的尺寸依次变大，尺寸最大的钢筋圈位于最底处。

桩基本体的底部尺寸大于顶部尺寸，重心靠下，提高其稳定性

优选的，所述钢筋圈为正多边形，所有的钢筋圈的边数相等且均大于等于四。

优选的，所述侧边连接钢筋与水平面呈75-90°。

优选的，所述钢筋螺旋管为具有内螺纹的管状结构，所述延长体为一端具有外螺纹的钢筋，所述钢筋螺旋管通过螺纹与所述延长体连接。

通过螺纹连接延长体与桩基本体，便于拆卸、连接可靠。

优选的，所述侧边连接钢筋与所述钢筋圈的每个侧边的中部连接。

优选的，所述钢筋圈、侧边连接钢筋、中部竖向钢筋均为直径大于等于15mm的钢筋制得。

优选的，所述延长体为直杆、弯杆或波浪杆中的任意一种。

本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型通过在桩基本体的侧面与地面形成多个延长连接口，延长连接口与多个延长体可拆卸的连接，形成一个外部呈发散状的固定监测状；一方面，桩基本体与延长体分开运输，在到达基坑后再组装，减小整个固定监测桩在运输时的体积，便于运输，不会额外增加运输成本和难度；一方面，在固定监测桩埋于坑基后，侧面的延长体与底部的延长体伸出桩基本体，能够伸入松散层中，增加与松散层的接触面积，借以此增加固定监测桩与松散层的亲和力，并加固固定监测桩防止固定监测桩松动，继而提高测量准确度；

(2)多个钢筋圈、侧边连接钢筋、中部竖向钢筋、多个钢筋螺旋管与水泥充分结合，保持桩基本体的强度；

(3)桩基本体的底部尺寸大于顶部尺寸，重心靠下，提高其稳定性；

(4)通过螺纹连接延长体与桩基本体，便于拆卸、连接可靠。

附图说明

图1是本实用新型实施例一桩基本体的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一桩基本体的俯视图；

图3是本实用新型实施例一钢筋圈的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一侧边连接钢筋、钢筋螺旋管和延长体的组合示意图；

图5是本实用新型实施例一中部竖向钢筋、测量钉、钢筋螺旋管和延长体的组合示意图；

图6是本实用新型实施例一侧面木制板与底部木制板展开示意图；

图7是本实用新型实施例二钢筋圈的结构示意图；

图中标号：

1、桩基本体；11、钢筋圈；12、侧边连接钢筋；13、中部竖向钢筋；14、钢筋螺旋管；15、测量钉；16、底部木制板；17、侧面木制板；

2、延长体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1、图2、图3所示，高潜水位矿区用固定监测桩，包括：预制桩基本体1、延长体2，桩基本体1呈柱状结构，在桩基本体1的外侧和底部预留多个延长连接口；延长体2能够拆卸的连接在延长连接口处。

桩基本体1包括由水泥浇筑在一起的多个钢筋圈11、侧边连接钢筋12、中部竖向钢筋13、多个钢筋螺旋管14；

本实施例中，钢筋圈11为三个，三个钢筋圈11均呈正多边形，边数大于等于四，本实施例以四边形为例进行展示，且由上至下，三个所述钢筋圈11的尺寸依次变大，尺寸最大的钢筋圈11位于基坑最底处。三个所述钢筋圈11竖向间隔排布并由多个侧边连接钢筋12连接，所述中部竖向钢筋13位于所述钢筋圈11的中心处，多个所述钢筋螺旋管14分布在桩基本体1的外侧，所述钢筋螺旋管14的开口端为延长连接口。

本实施例中桩基本体1的具体制作过程包括：

首先，预制多个钢筋圈11、侧边连接钢筋12、中部竖向钢筋13、多个钢筋螺旋管14、测量钉15、底部木制板16、侧面木制板17；

其中，三种规格钢筋圈11可以由整根钢筋弯曲连接成钢筋圈，也可以由多个钢筋条焊接组成；位于顶部的钢筋圈11'的尺寸为：La＝0.36m，位于中部的钢筋圈11”的尺寸：Lb＝0.41m，/>位于底部的钢筋圈11”'的尺寸：Lc＝0.56m，/>侧边连接钢筋12的尺寸：L＝1.0m，/>钢筋螺旋管14的尺寸为：L＝0.05m，内有螺旋口。钢筋圈11边数与侧边连接钢筋12个数一致。

中部竖向钢筋13的尺寸：L＝1.0m，测量钉15是上部具有十字口螺帽，其与中部竖向钢筋13的顶端连接，中部竖向钢筋13的底端连接钢筋螺旋管14，更具体的，中部竖向钢筋13的顶端焊接测量钉15，底端焊接竖向设置的钢筋螺旋管14；中部竖向钢筋13、顶部测量钉15与底部钢筋螺旋管14结合体总长度应高出桩基本体1，且顶部的测量钉15正好位于桩基本体1的顶部突出位置。

底部木制板16同样为多边形结构，并与位于底部的钢筋圈11”'适配，底部木制板16的尺寸：L边＝0.6m，侧面木制板17为梯形板，因此，侧面木制板17的尺寸：L底＝0.6m，L顶＝0.4m，/>使得侧面木制板17底边长较底部钢筋圈11”'边长长4cm，侧面木制板17顶边长较顶部的钢筋圈11'边长长4cm。

侧面木制板17应具有两个孔位与侧边横向的钢筋螺旋管14对应，且孔位直径与侧边横向的钢筋螺旋管14直径一致，底部木制板16应具有一个孔位与中部竖向钢筋13底部竖向的钢筋螺旋管14对应，底部木制板16预留孔位位于正多边形中心，且孔位直径与竖向的钢筋螺旋管14直径一致。

侧面木制板17的底部边长应与底部木制板16的边长一致，侧面木制板17的个数与底部木制板16的边数一致。

再者，将多个所述钢筋圈11与多个侧边连接钢筋12连接呈笼状结构，所述钢筋螺旋管14连接在所述钢筋圈11与所述侧边连接钢筋12连接处，并在笼状结构底部放置底部木制板16、侧面依次连接侧面木制板17；

具体的，其中侧边连接钢筋12为倾斜设置，所述侧边连接钢筋12与水平面呈75-90°，优选85度；将侧边连接钢筋12的倾斜角度放置后，在侧边连接钢筋12的中部和底部水平的焊接横向布置的钢筋螺旋管14，本实施例中，侧边连接钢筋12长1.0m，侧边连接钢筋12离其底部位置0.05m固定位置处与中部位置0.1m处分别焊接钢筋螺旋管14。

利用铁丝等扎丝扎紧底部的钢筋圈11”'与0.05m固定位置处的钢筋螺旋管14，且底部的钢筋圈11”'位于该钢筋螺旋管14的上部，底部的钢筋圈11”'扎紧的位置为各边中部；

利用铁丝等扎丝扎紧中部的钢筋圈11”与中部位置0.1m处钢筋螺旋管14，且中部的钢筋圈11”位于该钢筋螺旋管14的上部，底部的钢筋圈11”'扎紧的位置为各边中部；

利用铁丝等扎丝扎紧顶部的钢筋圈11'与侧边连接钢筋12的顶部，且顶部的钢筋圈11'扎紧的位置为各边中部。

其次，所述中部竖向钢筋的顶端连接所述测量钉15、底端连接所述钢筋螺旋管，后组合体与底部木制板16的中心处连接；

具体的，在预制桩基本体1的场地，依次放置底部木制板16，并在底部木制板16上放置中部竖向钢筋13+测量钉15+竖向设置的钢筋螺旋管14结合体，竖向设置的钢筋螺旋管14须放置于底部木制板16之上，并与底部木制板16所开孔位对应；并依次在其周围放置侧边连接钢筋12+三个钢筋圈11+横向设置的钢筋螺旋管14结合体以及侧面木制板17，其中横向设置的钢筋螺旋管14须放置于侧面木制板17内侧，并于侧面木制板17孔位对应；将侧面木制板17按照固定顺序捆扎，且将侧面木制板17底部与底部木制板16边线处组合。

最后，向底部木制板16与侧面木制板17内灌注水泥砂浆，待凝固后，拆除底部木制板16与侧面木制板17。

具体的，所述的水泥砂浆包括水泥、黄砂及石子的组合，并用水搅拌为流体；所述的水泥砂浆组合比例为1：2：2。

当预制木质模板内部水泥砂浆凝固后，拆除外部侧面木制板17底部与底部木制板16，至此形成桩基本体1。

本实施例中的，桩基本体1高1m，顶部边长0.36m，底部边长0.6m。

桩基本体1制作完成后，在预定监测点的位置进行土工作业形成基坑，将桩基本体1与延长体2组合后形成固定监测桩，吊装至基坑内，使得底部的延长体2”与侧边的延长体2'插入坑基内，并回填、压实。

其中，底部的延长体2'与侧边的延长体2”具有螺纹，刚好可以与位于底部竖向设置的钢筋螺旋管14以及侧边横向设置的钢筋螺旋管14螺纹连接；

本实施例中，侧边的延长体2”，L＝0.45m，其一侧带有螺纹；底部的延长体2'，L＝0.5m，/>其顶部带有螺纹。

本实施例中，延长体2为钢筋制得，为直杆，当然也可以将延长体2设置为弯曲状、如波纹状、钩状等，进一步提高延长体与土体的结合强度。

预定监测点位置设置方法为在矿区工作面上下联合对照图上找到已知固定点(预计不受扰动影响点)，并沿着工作面走向方向与倾向方向分别设置观测线，并沿着观测线布设观点固定点。预计不受扰动影响点布设方法为，在工作面开采前利用概率积分法进行求取开采该工作面扰动范围，不受扰动点应不设在扰动范围外，并且每一个扰动范围外的点均需多个，防止受人为影响。

预定监测点位置之间距离宜为45m，且在工作面开采边界上加密，且应该避开水塘、临时土堆等不适宜布设点的位置。

按照钢筋模具大小，开挖相应深度及宽度(规格为H深＝1m，L底边＝1.4m)的坑基。

利用吊机等方式悬吊桩基本体1，将底部的延长体2'插入并旋转进入竖向设置的钢筋螺旋管14内，侧边的延长体2”插入并旋转进入横向设置的钢筋螺旋管14。

将上述预制好的固定监测桩利用吊机运输至预定监测点，途中使用货车运输与吊机吊运。利用吊机等方式移动固定监测桩至基坑中，并使侧边的延长体2”按照基坑固有槽口放置，并使底部的延长体2'裸露段完全伸入松散层中，在固定监测桩外部回填原有土体，并利用石块压实固定监测桩外围土体，并在外围土体上部洒水，让水渗入至土体底部，使土体密实，并继续在压实土体上部覆土体，继续压实土体。

本实施例通过在桩基本体1的侧面与地面形成多个延长连接口，延长连接口与多个延长体2可拆卸的连接，形成一个外部呈发散状的固定监测状；一方面，桩基本体1与延长体2分开运输，在到达基坑附近或预组装点后再组装，减小整个固定监测桩在运输时的体积，便于运输，不会额外增加运输成本和难度；一方面，在固定监测桩埋于坑基后，侧面的延长体2与底部的延长体2'伸出桩基本体1，能够伸入松散层中，增加与松散层的接触面积，借以此增加固定监测桩与松散层的亲和力，并加固固定监测桩防止固定监测桩松动，继而提高测量准确度。

实施例二：

如图7所示，本实施例与实施例一的区别在于：钢筋圈11的边数不同；

本实施例中，三个钢筋圈11的边数为六个，同时具有侧边连接钢筋12，十二个横向设置的钢筋螺旋管14，六个侧面木制板17、十二个侧面的延长体2侧边的延长体2”，增加钢筋圈11的边数，适应性的增加侧边的延长体2”的个数，更加提高固定监测桩与土体的结合力度。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.高潜水位矿区用固定监测桩，其特征在于，包括预制桩基本体、多个延长体，所述桩基本体呈柱状结构，在所述桩基本体的外侧和底部预留多个延长连接口，所述延长体能够拆卸的连接所述延长连接口。

2.根据权利要求1所述的高潜水位矿区用固定监测桩，其特征在于，所述桩基本体包括由水泥浇筑在一起的多个钢筋圈、侧边连接钢筋、中部竖向钢筋、多个钢筋螺旋管，多个所述钢筋圈竖向间隔排布并由多个侧边连接钢筋连接，所述中部竖向钢筋位于所述钢筋圈的中心处，多个所述钢筋螺旋管分布在桩基本体的外侧，所述中部竖向钢筋的底端连接所述钢筋螺旋管，所述钢筋螺旋管的开口端为延长连接口。

3.根据权利要求2所述的高潜水位矿区用固定监测桩，其特征在于，所述桩基本体还包括测量钉，所述中部竖向钢筋的顶端连接所述测量钉。

4.根据权利要求2所述的高潜水位矿区用固定监测桩，其特征在于，所述钢筋圈至少为三个，且所述钢筋圈的尺寸依次变大，尺寸最大的钢筋圈位于最底处。

5.根据权利要求2所述的高潜水位矿区用固定监测桩，其特征在于，所述钢筋圈为正多边形，所有的钢筋圈的边数相等且均大于等于四。

6.根据权利要求2所述的高潜水位矿区用固定监测桩，其特征在于，所述侧边连接钢筋与水平面呈75-90°。

7.根据权利要求2所述的高潜水位矿区用固定监测桩，其特征在于，所述钢筋螺旋管为具有内螺纹的管状结构，所述延长体为一端具有外螺纹的钢筋，所述钢筋螺旋管通过螺纹与所述延长体连接。

8.根据权利要求2所述的高潜水位矿区用固定监测桩，其特征在于，所述侧边连接钢筋与所述钢筋圈的每个侧边的中部连接。

9.根据权利要求2所述的高潜水位矿区用固定监测桩，其特征在于，所述钢筋圈、侧边连接钢筋、中部竖向钢筋均为直径大于等于15mm的钢筋制得。

10.根据权利要求1所述的高潜水位矿区用固定监测桩，其特征在于，所述延长体为直杆、弯杆或波浪杆中的任意一种。