CN219547755U - 一种坑底回弹测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种坑底回弹测量装置，护筒内设置支管，立杆旋接在所述支管内，立杆的上端设置水准管，水准管内设置水准气泡；水准管与吊索连接；支管外侧设置绞线锁环；护筒内壁下端设置绞线滑轮，绞线的一端绕过绞线滑轮后与绞线锁环固定，绞线的另外一端与设置在基坑外的收纳轮连接；所述立杆的下端通过球形支座与膨胀囊连接；膨胀囊的下端与压缩海绵袋连接；膨胀囊与高压气体通过气管连接；本实用新型的优点是：护筒不直接与监测点接触，避免作业面对监测点上浮量的扰动，也避免了基坑较深，成孔垂直度难以保证的问题；监测点采用膨胀挤压侧壁的形式固定在基坑底板设计高程，可以确保监测点与地层变形的同步性。

Description

一种坑底回弹测量装置

技术领域

本实用新型设计建筑技术领域，具体是一种测量装置。

背景技术

地基土大面积开挖后，由于地基土自重应力的卸除，使地基土回弹隆起，便引起地基土结构产生破坏，以致对主体建筑物以及邻近建筑物造成一定影响。地基土回弹量的大小和分布情况，在设计时对地基变形模型的选用及基础强度的设计都具有十分重要的意义。为保证基础设计的可靠和保护邻近建筑的安全，对基坑底面的回弹和邻近地面的变形监测，便提出了新的更高的要求。因此，基坑回弹监测，便成为建筑工程勘察中变形监测的一项重要的工作。

申请号CN2017108398650公开了一种基坑坑底回弹量检测方法，它在基坑开挖前，通过打设钻孔、埋保护管、安装传感光缆、钻孔内填实膨润土、连接传感光缆和传感光缆应变解调仪，形成基坑坑底回弹量检测装置，测试基坑底面下钻孔深度范围内各深度测点的传感光缆的应变值，基坑开挖过程中或结束后，再测试若干次基坑底面下钻孔深度范围内各深度测点的传感光缆的应变值；绘制εj,i～hi关系曲线和ΔSj,i～hi关系曲线,从而获取基坑底下各土层各测点的回弹量及其分布。本发明能自动化观测基坑底下各土层回弹量的大小和分布，准确测得各测点的应变变化，并计算出各测点的回弹量。该方法由于使用的是传感光缆来测量，而传感光缆是埋在土壤里的，因此，土壤对整个传感光缆的挤压，会造成一部分传感光缆不随土壤的上升而上升，进而影响测量的准确度。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种坑底回弹测量装置，包括基坑，基坑的上部设置护筒；护筒内设置支管，所述支管内设置螺孔，立杆旋接在所述支管内，立杆的上端设置水准管，水准管内设置水准气泡；水准管与吊索连接；支管外侧设置绞线锁环；护筒内壁下端设置绞线滑轮，绞线的一端绕过绞线滑轮后与绞线锁环固定，绞线的另外一端与设置在基坑外的收纳轮连接；所述立杆的下端通过球形支座与下方立杆连接，下方立杆外侧设置膨胀囊；膨胀囊的下端与压缩海绵袋连接；膨胀囊与高压气体通过气管连接；压缩海绵袋的袋体内也通过气管与高压气体连接；所述绞线为4根，沿护筒周向均匀设置；水准管的上端设置觇标；膨胀囊的高度与欲测量的地层高度一致。

还包括设置在基坑外的经纬仪，所述经纬仪瞄准觇标。

所述压缩海绵袋的袋体水平方向预留破裂口。

所述基坑深度比设计深度大1米。

所述球形支座包括与立杆下端连接的球形体，所述球形体嵌入与膨胀囊连接的球形凹槽内。

本实用新型的优点是：

1.护筒不直接与监测点接触，最大程度避免作业面对监测点上浮量的扰动，也避免了基坑较深，成孔垂直度难以保证的问题；

2.监测点采用膨胀挤压侧壁的形式固定在基坑底板设计高程，可以确保监测点与地层变形的同步性；

3.成孔时比设计高程超钻1m，不使监测点与钻孔底部接触，有效避免了底部卸荷侯应力释放地面向上的力及地面四周缩径的水平力，导致监测点实际回弹量大于基坑底板设计标高层面的实际回弹量现象；

4.监测点下方为包裹的柱状弹性海绵，监测点扩张的同时弹性海绵的约束破坏，自由状态下的弹性海绵直径略小于成孔直径，可一定程度避免监测点扩张挤压侧壁下方塌孔的情况发生；

5.每次读取监测点与开挖面孔口距离前，利用四个方向引出的绞线校正监测点上方立杆，以避免护筒下方开放段塌孔或孔口坠落物对监测点的影响；

6.读取开挖面与底板回弹后距离时，可视化调垂装置根据重力作用线绝对垂直的特点，误差值恒定且不随高度增加而增大，更加精准。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为测量状态示意图；

图4为垂直度校正时与可视化调垂装置配合示意图；

图5为坑底回弹监测点胀锚及校正施工工艺流程图；

图中，1为支管，2为立杆，3为水准气泡，4为球形支座，5为膨胀囊，6为袋体，7为压缩海绵袋，8为绞线锁环，9为绞线，10为绞线滑轮，11为护筒，12为可视化调垂装置，13为基坑，15为吊索，20为水准管,21为下方立杆。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本实用新型，如图所示，本实用新型包括基坑13，基坑的上部设置护筒11；护筒内设置支管1，所述支管内设置螺孔，立杆2旋接在所述支管内，立杆的上端设置水准管20，水准管内设置水准气泡3；水准管与吊索15连接；支管1外侧设置绞线锁环8；护筒内壁下端设置绞线滑轮10，绞线9的一端绕过绞线滑轮10后与绞线锁环8固定，绞线的另外一端与设置在基坑外的收纳轮连接；所述立杆的下端通过球形支座4与下方立杆21连接，下方立杆外侧设置膨胀囊5；膨胀囊的下端与压缩海绵袋7连接；膨胀囊与高压气体通过气管连接；压缩海绵袋的袋体6内也通过气管与高压气体连接；如图2所示，所述绞线为4根，沿护筒周向均匀设置，对侧的绞线成一条直线，且相邻的绞线相互垂直；水准管的上端设置觇标；膨胀囊的高度与欲测量的地层高度一致。

还包括设置在基坑外的经纬仪，所述经纬仪瞄准觇标。

所述压缩海绵袋的袋体水平方向预留破裂口。

所述基坑深度比设计深度大H米,这里，H为0.5-1米。

所述球形支座包括与立杆下端连接的球形体，所述球形体嵌入与膨胀囊连接的球形凹槽内。此外，球形支座也可以采用市购的万向连接器。

本实用新型适用于地质构造复杂(高地应力)、周边建筑较为密集(原始基础较差、建筑物荷载较大)、变形容许值较小(临近重要地下构筑物)的厚土层基坑，对地基变形模型的选用及基础强度的设计都具有十分重要的指导意义。

本实用新型具有以下特点：

护筒不直接与监测点接触，最大程度避免作业面对监测点上浮量的扰动，也避免了基坑较深，成孔垂直度难以保证的问题；

监测点采用膨胀挤压侧壁的形式固定在基坑底板设计高程，可以确保监测点与地层变形的同步性；

成孔时比设计高程超钻1.5-1m，不使监测点与钻孔底部接触，有效避免了底部卸荷侯应力释放地面向上的力及地面四周缩径的水平力，导致监测点实际回弹量大于基坑底板设计标高层面的实际回弹量现象；

监测点下方为包裹的柱状弹性海绵，监测点扩张的同时弹性海绵能约束破坏，自由状态下的弹性海绵直径略小于成孔直径，可一定程度避免监测点扩张挤压侧壁下方塌孔的情况发生；

每次读取监测点与开挖面孔口距离前，利用四个方向引出的绞线校正监测点上方立杆，以避免护筒下方开放段塌孔或孔口坠落物对监测点的影响；

读取开挖面与底板回弹后距离时，可视化调垂装置根据重力作用线绝对垂直的特点，误差值恒定且不随高度增加而增大，更加精准。

监测点孔口实际高程通过基坑外控制点，利用全站仪采用三角高程测量的方法获得。

施工工艺流程及操作要点

坑底回弹监测点胀锚及校正施工工艺流程如图5，包括以下步骤：

1.首先应进行施测场地的现场踏勘，了解场地的实际现状(必要时须做适当平整)、基坑开挖的范围和场地周围建筑物(含堆载物)及地下管线(设施)的分布情况。并在现状地形图(比例尺1:200或1:500)上予以标注。其次，根据基坑形状和规模以及工程勘察报告和设计要求，确定回弹监测点数量和位置以及埋设深度，然后选择高程基准点和工作基点的位置，一般根据基坑形状和规模至少应设置4个以上工作基点，以便于独立引测(减少测站数)回弹监测点的高程。一般以沿基坑纵横中心轴线及其它重要位置成对称布置，并在基坑外一定范围内(基坑深度的1.5～2.0倍)布设部分测点。点距一般为10～15m，也可根据需要而定。

2钻机成孔

在钻机移机就位前应对施工作业面平整、清除杂物，软弱层铺设钢板，保证钻机底座在稳固场地施工，以免产生不均匀沉陷，确保旋挖钻机在成孔施工过程中的安全性与准确性。可采用SH-30型或DPP-100型工程钻机按标定点位成孔，成孔时要求孔位准确(应控制在10cm以内)，钻孔必须垂直，孔底与孔口中心的偏差不超过5cm。孔深钻进至基坑底设计标高下1.0m左右，钻孔达到深度后，用钻具清理孔底使其无残土。

3下放护筒

将绞线一端与支杆上的绞线锁环相连，另一端绕过护筒底部滑轮伴随护筒逐节连接下放。支杆下端始终保持在孔口以上，待护筒底部下放至基坑底板设计高程上方0.5m后与扩张监测点上方立杆相连。

4监测点组装

将监测点上方的立杆穿过孔口的支杆，立杆通过螺纹与支杆连接，长约为1.5～2.0米，顶端的荧光水准气泡直径大于立杆、约为护筒内径的1/3。下方立杆与立杆通过球形支座连接，下方立杆外侧为约束状态下的弹性海绵，海绵的约束伴随监测点的扩张得到释放，释放后的海绵塞直径略小于成孔直径，长度约为50～60cm。

5.监测点的固定

将检测点悬吊至基坑底板设计高程，向监测点扩张结构充入高压空气，使间监测点通过侧摩阻紧密锚固在基坑底板的初始设计高程，做为调节立杆垂直度时立杆的支撑点，释放约束后的弹性海绵可起到防止监测点下放塌孔，监测点层面不直接与成孔底部接触避免了孔底四周应力集中对基坑底板高程层面回弹测量值的影响。

6.利用基坑外控制点，通过三角测量法获得孔口位置实际高程；

7.由于孔口施工对护筒的扰动、监测点上方孔壁脱落坍塌(护筒理论卸荷后回弹量略大于初始底板层面的回弹量)以及孔口掉落物的影响，需要在测量前对监测点上方立杆进行垂直度校正。将可视化调垂装置(CN217083762U)下放至孔外显示器可看到孔内水准气泡，通过在调节护筒顶端引出的四个方向的绞线，是水准气泡重新恢复到顶面中心位置，完成立杆垂直度校正。

8.监测点高程差读取

当立杆在可视化调垂装置的辅助和绞线的调节重新垂直侯，继续下放调垂装置，当调垂装置底部限位传感器被立杆顶部传感器被立杆顶端水准气泡遮挡后，停止下放并读取数据。

9基坑开挖

当该作业面所有按设计要求的回弹监测点都观测完毕后，即可根据施工进度要求进行基坑开挖工作。由于基坑开挖多釆用机械方式，为更好地保护回弹测点，开挖宜分阶段进行(控制开挖深度)，在开挖接近坑底设计标高时应留下10cm釆用人工开挖，达到预计的坑底标高面后并拆除漏出开挖面的护筒。

10观测资料整理

首先计算各次观测的各回弹测点的高程(开挖前，开挖后等)，在计算过程中釆用可视化调垂装置测读的结果，应考虑温度的改正。本次各点的高程与前一次相应点高程之差，即为本次各点的回弹量。每点各次回弹量之和，即为该点的地基土总回弹量。

根据所测得成果，在基坑平面图上标绘出回弹测点的位置和实测回弹量。回弹监测结束后，应提交回弹监测点平面位置图、回弹监测成果表、地基土回弹等值线图和基坑纵横中心轴线回弹剖面图。最后，依此成果结合场地地质条件、基坑开挖的过程和施工工艺等因素，对基坑地基土回弹规律进行综合分析，提出基坑回弹监测成果技术报告。

Claims (5)

1.一种坑底回弹测量装置，包括基坑，基坑的上部设置护筒；其特征在于：护筒内设置支管，所述支管内设置螺孔，立杆旋接在所述支管内，立杆的上端设置水准管，水准管内设置水准气泡；水准管与吊索连接；支管外侧设置绞线锁环；护筒内壁下端设置绞线滑轮，绞线的一端绕过绞线滑轮后与绞线锁环固定，绞线的另外一端与设置在基坑外的收纳轮连接；所述立杆的下端通过球形支座与下方立杆连接，下方立杆外侧设置膨胀囊；膨胀囊的下端与压缩海绵袋连接；膨胀囊与高压气体通过气管连接；压缩海绵袋的袋体内也通过气管与高压气体连接；所述绞线为4根，沿护筒周向均匀设置；水准管的上端设置觇标；膨胀囊的高度与欲测量的地层高度一致。

2.根据权利要求1所述的坑底回弹测量装置，其特征在于：还包括设置在基坑外的经纬仪，所述经纬仪瞄准觇标。

3.根据权利要求1所述的坑底回弹测量装置，其特征在于：所述压缩海绵袋的袋体水平方向预留破裂口。

4.根据权利要求1所述的坑底回弹测量装置，其特征在于：所述基坑深度比设计深度大1米。

5.根据权利要求1所述的坑底回弹测量装置，其特征在于：所述球形支座包括与立杆下端连接的球形体，所述球形体嵌入与膨胀囊连接的球形凹槽内。