CN220847584U - 一种单点沉降监测孔回填装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单点沉降监测孔回填装置，包括沉降监测地基，所述沉降监测地基中设置有顶部锚固端，所述顶部锚固端下端形成监测孔，所述监测孔中设置有位移传感器，所述位移传感器下端与连接杆的接头相连，所述连接杆下端设置有用于泥浆排出浆液排出孔，所述连接杆为多节连接管，所述浆液排出孔设置在最下段连接管的外壁处，所述最下段连接管外壁与底部锚固端相连。本实用新型通过高压液泵将孔外填充浆液从连接杆内部通道由顶部至底部输送，并从浆液排出孔排出，填充浆液利用孔壁与连接杆外壁可活动空间由孔底向孔口反压排挤孔内残余泥浆，使残余泥浆从孔口顺着排出槽流出，实现了监测孔内钻孔残留物置换。

Description

一种单点沉降监测孔回填装置

技术领域

本实用新型属于沉降监测孔回填技术领域，具体涉及一种单点沉降监测孔回填装置。

背景技术

单点沉降计广泛用于路基地基沉降监测，其监测成果是高速铁路路基地基沉降评估的重要依据。经大量现场试验，当钻孔较深或孔内残留泥浆较多时常出现孔内残留泥浆沉淀时间长、残留泥浆沉淀后密实性差、残留泥浆清理困难等问题。

单点沉降计安装过程中需要对残留泥浆进行清理和钻孔回填，目前没有好的清理和回填方法，一般采用不清理和从顶部向下直接回填方式，难以达到钻孔回填密实的效果。

除此之外，单点沉降计底部锚固端受残留泥浆的浮力和粘滞力影响处于悬浮状态时不能及时到达孔底而难以实现底部锚固，影响监测孔稳定的时间和监测效果。

发明内容

本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种单点沉降监测孔回填装置。

本实用新型的技术方案是：一种单点沉降监测孔回填装置，包括沉降监测地基，所述沉降监测地基中设置有顶部锚固端，所述顶部锚固端下端形成监测孔，所述监测孔中设置有位移传感器，所述位移传感器下端与连接杆的接头相连，所述连接杆下端设置有用于泥浆排出浆液排出孔。

更进一步的，所述连接杆为多节连接管，所述浆液排出孔设置在最下段连接管的外壁处。

更进一步的，所述最下段连接管外壁与底部锚固端相连。

更进一步的，所述连接管之间通过连接管箍进行同轴连接，所述连接管箍的外径小于监测孔的内径。

更进一步的，所述监测孔中形成填充浆液清理界面，所述填充浆液清理界面以下填充填充浆液，所述填充浆液清理界面以上至顶部锚固端回填槽底部在位移传感器安装后填充中粗沙或地基土，确保位移传感器连接的顶部锚固端与地基表层土能协调变形。

更进一步的，所述顶部锚固端设置在顶部锚固端回填槽中，所述顶部锚固端回填槽中填充有顶部锚固端填料。

更进一步的，所述顶部锚固端回填槽中设置有横向的监测孔残留泥浆排出槽。

更进一步的，所述监测孔中通过浆液排出孔注入填充浆液后能够将泥浆从监测孔残留泥浆排出槽中排出。

更进一步的，所述沉降监测地基中还设置有填充浆液搅拌容器，所述填充浆液搅拌容器对填充浆液进行容纳，所述填充浆液搅拌容器处设置有对填充浆液进行输送的液泵组件。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过高压液泵将孔外填充浆液从连接杆内部通道由顶部至底部输送，并从浆液排出孔排出，填充浆液利用孔壁与连接杆外壁可活动空间由孔底向孔口反压排挤孔内残余泥浆，使残余泥浆从孔口顺着排出槽流出，实现了监测孔内钻孔残留物置换。

本实用新型填充浆液高压挤入孔内可以与周围土体紧密贴合，实现了监测孔内填料密实回填，填充浆液凝固后具有一定粘结力和强度，解决了底部锚固端锚固困难的问题。

本实用新型当孔内残余泥浆不能完全排除时，通过底部翻浆上升过程中填充浆液与残余泥浆的混合，稳定后也可提高监测孔回填料的整体强度。

附图说明

图1 是本实用新型的三维结构示意图；

图2 是本实用新型图1中A部的放大图；

图3 是本实用新型中监测孔孔内剖视图；

图4 是本实用新型中的回填方法流程图；

其中：

1 沉降监测地基 2 监测孔残留泥浆排出槽

3 传感器通信线缆 4 监测孔孔口

5 填充浆液排出管 6 填充浆液搅拌容器

7 粗颗粒骨料过滤器 8 填充浆液吸入管

9 浆液流向 10 液泵组件

11 液泵动力源 12 液泵排出口接头

13 高压液泵 14 液泵吸入口接头

15 液泵控制器 16 顶部锚固端填料

17 顶部锚固端 18 位移传感器

19 连接管箍 20 连接杆

21 填充浆液 22 监测孔上部填料

23 填充浆液清理界面 24 顶部锚固端回填槽

25 监测孔 26 底部锚固端

27 浆液排出孔。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本实用新型进行详细说明：

如图1至图4所示，一种单点沉降监测孔回填装置，包括沉降监测地基1，所述沉降监测地基1中设置有顶部锚固端17，所述顶部锚固端17下端形成监测孔25，所述监测孔25中设置有位移传感器18，所述位移传感器18下端与连接杆20的接头相连，所述连接杆20下端设置有用于泥浆排出浆液排出孔27。

所述连接杆20为多节连接管，所述浆液排出孔27设置在最下段连接管的外壁处。

所述最下段连接管外壁与底部锚固端26相连。

所述连接管之间通过连接管箍19进行同轴连接，所述连接管箍19的外径小于监测孔25的内径。

所述监测孔25中形成填充浆液清理界面23，所述填充浆液清理界面23以下填充填充浆液21。

所述顶部锚固端17设置在顶部锚固端回填槽24中，所述顶部锚固端回填槽24中填充有顶部锚固端填料16。

所述顶部锚固端回填槽24中设置有横向的监测孔残留泥浆排出槽2。

所述监测孔25中通过浆液排出孔27注入填充浆液21后能够将泥浆从监测孔残留泥浆排出槽2中排出。

所述沉降监测地基1中还设置有填充浆液搅拌容器6，所述填充浆液搅拌容器6对填充浆液21进行容纳，所述填充浆液搅拌容器6处设置有对填充浆液21进行输送的液泵组件10。

具体的，所述顶部锚固端17中还形成通讯孔，传感器通信线缆3从通讯孔中穿过。

具体的，液泵组件10包括高压液泵13，所述高压液泵13的动力输入端与液泵动力源11的动力输出端相连，即液泵动力源11对高压液泵13进行转动驱动。

所述高压液泵13上设置有液泵排出口接头12，所述液泵排出口接头12与高压液泵13的输出端连通，所述高压液泵13上设置有液泵吸入口接头14，所述液泵吸入口接头14与高压液泵13的输入端连通。

所述高压液泵13上还设置有对其进行控制的液泵控制器15。

具体的，所述液泵吸入口接头14与填充浆液吸入管8连通，所述填充浆液吸入管8与填充浆液搅拌容器6相连，从而将填充浆液搅拌容器6中的填充浆液21吸出，按照浆液流向9进行导流。

具体的，所述填充浆液吸入管8的一端还设置有粗颗粒骨料过滤器7，所述粗颗粒骨料过滤器7能够对进入填充浆液吸入管8中的填充浆液21进行过滤，从而避免浆液排出孔27的堵塞。

具体的，所述液泵排出口接头12与填充浆液排出管5连通，所述填充浆液排出管5将填充浆液21送入到连接杆20中，所述填充浆液排出管5与连接杆20的探出段连通。

具体的，所述监测孔残留泥浆排出槽2与监测孔孔口4横向连通。

所述填充浆液搅拌容器6为填充浆液搅拌池或填充浆液搅拌桶中的一种。

具体的，所述填充浆液清理界面23以上采用监测孔上部填料22进行填充。

一种单点沉降监测孔回填装置的回填方法，包括以下步骤：

A.在沉降监测地基中钻监测孔；

B.对得到的监测孔进行临时封孔；

C.对监测孔扩大孔口形成顶部锚固端回填槽；

D.在顶部锚固端回填槽处开挖监测孔残留泥浆排出槽；

E.取消临时封孔；

F.在最下段连接管的外壁处开浆液排出孔；

G.将最下段连接管与底部锚固端连接后与其它连接管相连组成连接杆；

H.连接杆装入到监测孔，并进行对中，保证连接杆顶部探出监测孔；

I.将连接杆上端与填充浆液排出管一端连通，将粗颗粒骨料过滤器与填充浆液吸入管一端连通；

J.制作或安装填充浆液搅拌容器；

K.必要时，在填充浆液搅拌容器底部进行防渗保护处理；

L.配置填充浆液；

M.将液泵组件的排出口与吸入口分别与填充浆液排出管另一端、填充浆液吸入管另一端相连，将连接好的粗颗粒骨料过滤器置于填充浆液搅拌容器底部；

N.操作液泵控制器，将填充浆液通过连接杆注入到监测孔中；

O.清理从监测孔残留泥浆排出槽中排出的泥浆；

P.观察监测孔残留泥浆排出槽中是否溢出填充浆液，如果溢出填充浆液继续执行步骤Q，如果未溢出填充浆液则返回步骤O；

Q.拆下液泵组件；

R.将监测孔内的填充浆液清理到填充浆液清理界面；

S.去掉多余连接杆；

T.在监测孔内安装位移传感器后密实回填中粗沙或地基土至顶部锚固端回填槽底面；

U.用素混凝土回填顶部锚固端回填槽；

V.进行设备调试和现场保护。

具体的，在沉降监测地基1表面向下垂直钻孔形成监测孔25，钻孔结束后避免开挖顶部锚固端回填槽24时异物掉入孔内需临时堵塞孔口至一定深度。

临时封孔采用可塑形材料，如编织袋等，卷绕呈囊形或球形进行封堵。

之后对监测孔孔口4阔挖一定外径和深度形成顶部锚固端回填槽24，在顶部锚固端回填槽24的一个方位，一般为路基横向，开挖一定宽度和深度的监测孔残留泥浆排出槽2至低洼区，便于监测孔25内填充浆液21回填时残留泥浆排至孔外。

在监测孔孔口4附近开挖填充浆液搅拌容器6，为了防止浆液渗漏和被污染，在填充浆液搅拌容器6底部和周边铺设防渗薄膜，在钻孔、孔口扩挖、残留泥浆排出槽开挖等土建施工结束后进行监测孔回填装置的结构和部件组装。

具体的，进行路基地基沉降监测用的单点沉降监测设备由顶部锚固端17、位移传感器18、连接杆20、底部锚固端26、传感器通信线缆3等部件组成，连接杆20由分段的镀锌铁管和配套连接管箍19拼接组成，分段的镀锌铁管一般可用六分管。

根据测量监测孔25实际深度和位移传感器18长度确定需要连接的铁管长度和数量，在组装监测设备之前在连接底部锚固端26的镀锌铁管下部侧面不同方向开孔2~6个作为浆液排出孔27。

浆液排出孔27的孔径大于填充浆液21材料中最大骨料粒径的3~5倍，采用配套的连接管箍19和防渗漏材料依次组装连接底部锚固端26、侧面带有浆液排出孔27的镀锌铁管和其它镀锌铁管，组装完成后形成连续连接杆20顶部高于孔口一定高度一般在50~100cm之间。

组装完的连接杆20顶部端口与填充浆液排出管5端口通过抗高压管道和配套接头紧密连接，避免渗漏。

填充浆液排出管5另一端口与液泵排出口接头12紧密连接，避免渗漏。填充浆液吸入管8一端管口与液泵吸入口接头14连接，另一端管口安装粗颗粒骨料过滤器7后置入浆液搅拌池桶底部，以避免粗骨料堵塞浆液输送管道。

作为一种情况，组装连接杆20过程中，监测孔25较深时可以通过管卡在孔口固定孔内连接杆上部，采用在孔口上方垂直组装一节下放一节入孔的方式。

作为另一种情况，监测孔25较浅时可采用在孔外水平组装带有27浆液排出孔镀锌铁管、底部锚固端26和分段的镀锌铁管后一次性垂直下放入孔的方式。

连接杆20组装过程中接头密封连接，避免渗漏。

当监测孔较深，孔内残留泥浆较多时，可利用液泵组件10进行反向抽取，即调换液泵排出口接头12和液泵吸入口接头14的连接关系。将孔内残留泥浆抽出至填充浆液搅拌容器6，完成孔内残留泥浆清理后清洗填充浆液搅拌容器6，为拌合填充浆液21准备条件。

利用液泵组件10进行反向抽取孔内残留泥浆效果好时，可不用开挖监测孔残留泥浆排出槽2，效果不好时仍然需要开挖。

回填装置组装完成后需要进行监测孔回填时在监测孔附近的填充浆液搅拌容器6内按照一定水、灰、骨料比添加原料，必要时添加辅料如速凝剂、增稠剂等，搅拌均匀后准备使用，使用过程中间隔一段时间需要重复搅拌填充浆液搅拌容器6内的填充浆液21，有条件时可在填充浆液搅拌容器6内安装和使用自动搅拌装置，避免久置沉淀而影响填充效果。

液泵组件10通过液泵控制器15控制浆液输送压力和流速，其上设有压力、流速等指标显示仪表和指标调节按钮，液泵组件10的液泵动力源11可采用电动机，也可采用燃油机。

初期将出液阀调到抵挡，观测压力表变化，当压力较小时，调节出液阀逐渐增大压力，填充浆液从孔底连接杆侧面的填充浆液排出孔27喷出并向上流动形成上返填充浆液环形柱，当采用水钻施工监测孔存在大量钻孔残留泥浆和水，在上返填充浆液环形柱上方的钻孔残留泥浆被向上挤压，最终通过孔口的监测孔残留泥浆排出槽2排出。

为了避免管道堵塞以及充分挤出监测孔残留泥浆，回填过程要根据指标仪表数据进行动态调整。

残留泥浆从孔口向监测孔残留泥浆排出槽2溢出时需要及时疏通和清理监测孔残留泥浆排出槽2排出的泥浆，当监测孔内残余泥浆全部排出后孔口将溢出填充浆液21，此时可停止液泵注入，待仪表上的指标数据回到安全值以内时拆下填充浆液排出管5与连接杆20顶部接头，并将监测孔内上部填充浆液21通过液泵组件10进行反向抽取方式清除到填充浆液清理界面23。

填充浆液清理界面23位置根据位移传感器18处于最大量程的长度、顶部锚固端安装深度确定。

拆下填充浆液清理界面23以上孔内多余连接杆，位移传感器18底部与孔内连接杆20的接头连接并对中，监测孔25内填充浆液清理界面23以上回填监测孔上部填料22至顶部锚固端回填槽24底面，一般为中粗砂或地基土，并进行夯实。

位移传感器18顶部与顶部锚固端17连接，在顶部锚固端回填槽24内回填顶部锚固端填料16，一般为素混凝土，平整表面。

单点位移计安装完成后进行设备调试、场地清理和现场保护。

本实用新型通过高压液泵将孔外填充浆液从连接杆内部通道由顶部至底部输送，并从浆液排出孔排出，填充浆液利用孔壁与连接杆外壁可活动空间由孔底向孔口反压排挤孔内残余泥浆，使残余泥浆从孔口顺着排出槽流出，实现了监测孔内钻孔残留物置换。

本实用新型填充浆液高压挤入孔内可以与周围土体紧密贴合，实现了监测孔内填料密实回填，填充浆液凝固后具有一定粘结力和强度，解决了底部锚固端锚固困难的问题。

本实用新型当孔内残余泥浆不能完全排除时，通过底部翻浆上升过程中填充浆液与残余泥浆的混合，稳定后也可提高监测孔回填料的整体强度。

Claims (3)

1.一种单点沉降监测孔回填装置，包括沉降监测地基（1），其特征在于：所述沉降监测地基（1）中设置有顶部锚固端（17），所述顶部锚固端（17）下端形成监测孔（25），所述监测孔（25）中设置有位移传感器（18），所述位移传感器（18）下端与连接杆（20）的接头相连，所述连接杆（20）下端设置有用于泥浆排出浆液排出孔（27）；

所述连接杆（20）为多节连接管，所述浆液排出孔（27）设置在最下段连接管的外壁处；

所述连接管之间通过连接管箍（19）进行同轴连接，所述连接管箍（19）的外径小于监测孔（25）的内径；

所述监测孔（25）中形成填充浆液清理界面（23），所述填充浆液清理界面（23）以下填充填充浆液（21）；

所述顶部锚固端（17）设置在顶部锚固端回填槽（24）中，所述顶部锚固端回填槽（24）中填充有顶部锚固端填料（16）；

所述顶部锚固端回填槽（24）中设置有横向的监测孔残留泥浆排出槽（2）；

所述沉降监测地基（1）中还设置有填充浆液搅拌容器（6），所述填充浆液搅拌容器（6）对填充浆液（21）进行容纳，所述填充浆液搅拌容器（6）处设置有对填充浆液（21）进行输送的液泵组件（10）；

液泵组件（10）包括高压液泵（13），所述高压液泵（13）的动力输入端与液泵动力源（11）的动力输出端相连，即液泵动力源（11）对高压液泵（13）进行转动驱动；

所述高压液泵（13）上设置有液泵排出口接头（12），所述液泵排出口接头（12）与高压液泵（13）的输出端连通，所述高压液泵（13）上设置有液泵吸入口接头（14），所述液泵吸入口接头（14）与高压液泵（13）的输入端连通。

2.根据权利要求1所述的一种单点沉降监测孔回填装置，其特征在于：所述最下段连接管外壁与底部锚固端（26）相连。

3.根据权利要求2所述的一种单点沉降监测孔回填装置，其特征在于：所述监测孔（25）中通过浆液排出孔（27）注入填充浆液（21）后能够将残留泥浆从监测孔残留泥浆排出槽（2）中排出。