深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，本實(shí)用新型裝置是將硅壓式沉降儀的儲(chǔ)液罐固定在沉降盤上，硅壓傳感器固定在基準(zhǔn)樁上，儲(chǔ)液罐與硅壓傳感器之間采用柔性連接，形成密閉的自平衡系統(tǒng)，放置于地基土層中。然后通過測試系統(tǒng)內(nèi)液體壓力的變化換算出高程差的變化，進(jìn)而獲得地基表層的沉降量。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適應(yīng)能力強(qiáng)、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，且可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測，大大降低人工成本、提高工作效率，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土體沉降監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在路堤填筑、地基處理工程中，需進(jìn)行地表沉降監(jiān)測，以了解工程施工過程中地基的壓縮變形情況，確保施工安全。目前涉水筑堤工程中地表沉降監(jiān)測主要是沉降盤法，即將沉降盤布設(shè)于地基表層，當(dāng)?shù)鼗l(fā)生沉降時(shí)，將引起沉降盤高程的下降，通過水準(zhǔn)儀人工測讀來實(shí)現(xiàn)地表沉降量的觀測。但該方法存在使用局限性和諸多缺點(diǎn):1)深水區(qū)筑堤距岸線較遠(yuǎn)，常規(guī)水準(zhǔn)測量無相對(duì)穩(wěn)定架設(shè)平臺(tái)，測試?yán)щy，且受測桿過長、風(fēng)浪較大等諸多因素的影響，測試精度無法保證；2)沉降盤布設(shè)于堤身，且測桿必須露出水面，對(duì)施工干擾很大，且極易受施工機(jī)械破壞，保護(hù)非常困難；3)沉降盤損壞事故頻發(fā)，且修復(fù)非常困難甚至無法原位修復(fù)，因此，無法保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性，監(jiān)測安全控制更是無法實(shí)現(xiàn)；4)儀器分辨率較低，且只能人工測讀，觀測精度差，工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)在深水區(qū)使用、儀器保護(hù)及數(shù)據(jù)采集等存在的諸多問題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0004]一種深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，包括基準(zhǔn)粧、硅壓式沉降儀、沉降盤、固定組件，其特征在于:所述硅壓式沉降儀包括有儲(chǔ)液罐、硅壓傳感器，所述儲(chǔ)液罐通過固定組件固定在沉降盤上，所述硅壓傳感器通過固定組件固定在基準(zhǔn)粧上，儲(chǔ)液罐與硅壓傳感器之間采用柔性連接，形成密閉的自平衡系統(tǒng)，放置于地基土層中。
[0005]所述硅壓式沉降儀還包括有通氣管、通液管、傳輸電纜，儲(chǔ)液罐與硅壓傳感器之間連通有通氣管和通液管，所述通氣管和通液管均采用柔性材質(zhì)，外用軟膠管保護(hù)；傳輸電纜一端與硅壓傳感器相連接，另一端與外部數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連接。
[0006]所述基準(zhǔn)粧包括鋼管和錨頭，錨頭固接于鋼管底部，沿鉆孔置于地基穩(wěn)固土層；所述沉降盤包括沉降板、彈簧片，彈簧片均勻固接在沉降板上并外伸放置在地基表層；所述固定組件包括支座、法蘭盤；所述支座下方固接在所述鋼管頂部，所述支座上方與硅壓傳感器固接；所述儲(chǔ)液罐與所述法蘭盤固接，所述法蘭盤固接在所述沉降板下部。
[0007]所述沉降板設(shè)置有螺栓孔，通過螺栓與所述法蘭盤固接，所述儲(chǔ)液罐采用螺紋固接在法蘭盤上；所述支座下部與所述鋼管頂部采用螺紋固接，所述支座上部與硅壓傳感器采用螺紋固接；所述錨頭采用螺紋固接在鋼管底部，所述鋼管可以分節(jié)，相鄰節(jié)鋼管采用螺紋固接。
[0008]所述法蘭盤和所述支座上均設(shè)置有吊耳系保護(hù)鋼絲繩，所述保護(hù)鋼絲繩長度根據(jù)支座至地表面距離確定，且略小于通氣管和通液管長度，用來保護(hù)通氣管、通液管在埋設(shè)時(shí)不受力。
[0009]所述沉降板上面設(shè)置有吊環(huán)系吊裝鋼絲繩。
[0010]所述彈簧片均勻焊接在所述沉降板周邊。
[0011]所述通氣管為單根塑料管，所述通液管為雙根塑料管。
[0012]當(dāng)?shù)鼗l(fā)生沉降時(shí)，將引起沉降盤和支座之間的距離變化，即硅壓傳感器與儲(chǔ)液罐之間的距離變化，通過硅壓傳感器測出通液管內(nèi)液體壓力的變化，進(jìn)而換算出硅壓傳感器與儲(chǔ)液罐之間高程差的變化，再與初始高程差相比較，即可換算出地基表層的沉降量。
[0013]本實(shí)用新型深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置的各個(gè)組件的固接方式不限于上述的螺紋固接、焊接固接，還可以采用其他固接方式。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，通過硅壓傳感器將硅壓式沉降儀內(nèi)儲(chǔ)液罐與硅壓傳感器之間相對(duì)距離的變化換算成高程差的變化，進(jìn)而獲得地基表層沉降量；儲(chǔ)液罐和硅壓傳感器之間采用柔性連接，不受土層側(cè)向變形影響，且整套監(jiān)測裝置均位于土層鉆孔內(nèi)，只有傳輸電纜引出鉆孔，減少儀器對(duì)施工的干擾，易于保護(hù)，且不受潮汐、風(fēng)浪、施工機(jī)械等外部環(huán)境影響，提高測試可靠性，能夠適用現(xiàn)有技術(shù)無法使用的工況。本裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適應(yīng)能力強(qiáng)、測試精度高等優(yōu)點(diǎn)。另外，通過數(shù)據(jù)采集模塊，還可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測，大大降低人工成本，具有工作效率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多缺點(diǎn)，可適用于各種復(fù)雜工況的地基處理工程，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0016]圖1是本實(shí)用新型的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1_基準(zhǔn)粧；11_鋼管；12_錨頭；2_硅壓式沉降儀；21_儲(chǔ)液罐；22_硅壓傳感器；23_通氣管；24_通液管；25_傳輸電纜；3_沉降盤；31_沉降板；32_彈簧片；33_吊環(huán)；34-吊裝鋼絲繩；4-固定組件；41-支座；42-法蘭盤；43-螺檢；44-吊耳；45-保護(hù)鋼絲繩；5-鉆孔；

【具體實(shí)施方式】
:
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，包括基準(zhǔn)粧1、硅壓式沉降儀2、沉降盤3、固定組件4，所述硅壓式沉降儀2包括儲(chǔ)液罐21、通氣管23、通液管24、硅壓傳感器22、傳輸電纜25，儲(chǔ)液罐21與硅壓傳感器22之間連通有通氣管23和通液管24，傳輸電纜25 —端與硅壓傳感器22相連接，另一端與外部數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連接；所述基準(zhǔn)粧I包括鋼管11和錨頭12，錨頭12固接于鋼管11底部，沿鉆孔置于地基穩(wěn)固土層；所述沉降盤3包括沉降板31、彈簧片32，彈簧片32均勻固接在沉降板31上并外伸放置在地基表層；所述固定組件4包括支座41、法蘭盤42 ;;所述沉降板31設(shè)置有螺栓孔，通過螺栓43與法蘭盤42固接，儲(chǔ)液罐21采用螺紋固接在法蘭盤42上。支座41下部與鋼管11頂部采用螺紋固接，支座41上部與硅壓傳感器22采用螺紋固接。錨頭12采用螺紋固接在鋼管11底部，鋼管11可以分節(jié)，相鄰節(jié)鋼管11采用螺紋固接。法蘭盤42和支座41上均設(shè)置有吊耳44系保護(hù)鋼絲繩45，保護(hù)鋼絲繩45長度根據(jù)支座41至地表面距離確定，且略小于通氣管23、通液管24長度，用來保護(hù)通氣管、通液管在埋設(shè)時(shí)不受力。沉降板31上面設(shè)置有吊環(huán)33系吊裝鋼絲繩34。通氣管23為單根塑料管，通液管24為雙根塑料管，外用軟膠管保護(hù)。
[0020]當(dāng)?shù)鼗l(fā)生沉降時(shí)，將引起沉降盤3和支座41之間的距離變化，亦即引起硅壓傳感器22與儲(chǔ)液罐21之間的距離變化，通過硅壓傳感器22測出通液管24內(nèi)液體壓力的變化，進(jìn)而換算出硅壓傳感器22與儲(chǔ)液罐21之間高程差的變化，再與初始高程差相比較，即可換算出地基表層的沉降量。
[0021]本實(shí)施例提供的利用深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0022](a)將鉆探平臺(tái)孔口對(duì)準(zhǔn)預(yù)設(shè)位置坐標(biāo)，固定錨繩開始鉆孔，鉆至預(yù)定土層，清凈孔底；
[0023](b)將錨頭12固接于鋼管11底部放入鉆孔5內(nèi)，然后將鋼管11逐節(jié)連接，邊連接邊放入鉆孔5直至最后一節(jié)鋼管11頂部到達(dá)鉆探平臺(tái)孔口 ；
[0024](c)將支座41通過螺紋旋于最后一節(jié)鋼管11頂部，將硅壓傳感器22通過螺紋連接到支座41上，將保護(hù)鋼絲繩45的一端系在支座41的吊耳44上，抓住保護(hù)鋼絲繩45連同硅壓傳感器22上的通氣管23、通液管24繼續(xù)順著鉆孔5緩緩下放，直至到達(dá)鉆探平臺(tái)孔口 ；將儲(chǔ)液罐21通過螺紋連接到法蘭盤42上，然后通過螺栓43固定在焊接有彈簧片32的沉降板31上，將保護(hù)鋼絲繩45的另一端系在法蘭盤42的吊耳44上，然后將吊裝鋼絲繩34系在沉降板31上的吊環(huán)33上，抓住吊裝鋼絲繩34繼續(xù)順著鉆孔5緩緩下放，直至錨頭12到達(dá)鉆孔5底部，檢查儀器信號(hào)完好后，將傳輸電纜25理順捆扎引出鉆孔5，將沉降盤3平穩(wěn)放置于地基表層；
[0025](d)通過外部數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接傳輸電纜25，測試獲得所述硅壓傳感器22與儲(chǔ)液罐21之間的初始?jí)毫Σ頟tl，通過公式Htl= P0/(pg)換算出硅壓傳感器22與儲(chǔ)液罐21之間的初始高程差Htl;該公式中P表示通液管中的液體密度；g表示重力加速度，取值9.8N/kg ；
[0026](e)過段時(shí)間，隨著地基沉降的發(fā)生，硅壓傳感器22與儲(chǔ)液罐21之間的相對(duì)距離發(fā)生變化，再次測得硅壓傳感器22與儲(chǔ)液罐21之間的壓力差Pi,并通過公式Hi =PiZ(Pg)換算出硅壓傳感器22與儲(chǔ)液罐21之間的高程差Hi;該公式中P表示通液管中的液體密度；g表示重力加速度，取值9.8N/kg ；
[0027](f)用H1-Htl得到的硅壓傳感器22與儲(chǔ)液罐21之間高程差的變化值ΛΗ j卩為這段時(shí)間內(nèi)地基表層的沉降量。
[0028]上述實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，包括基準(zhǔn)粧硅壓式沉降儀(2^沉降盤⑶、固定組件(4),其特征在于:所述硅壓式沉降儀(2)包括有儲(chǔ)液罐(21^硅壓傳感器(22),所述儲(chǔ)液罐(21)通過固定組件(4)連接在沉降盤(3)上，所述硅壓傳感器(22)通過固定組件(4)連接在基準(zhǔn)粧(1)上，儲(chǔ)液罐(21)與硅壓傳感器(22)之間采用柔性連接，形成密閉的自平衡系統(tǒng)，放置于地基土層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述硅壓式沉降儀(2)還包括有通氣管(23^通液管(24^傳輸電纜(25),儲(chǔ)液罐(21)與硅壓傳感器(22)之間連通有通氣管(23)和通液管(24),所述通氣管(23)和通液管(24)均采用柔性材質(zhì)，夕卜用軟膠管保護(hù)；傳輸電纜(25) —端與硅壓傳感器(22)相連接，另一端與外部數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述基準(zhǔn)粧(1)包括鋼管(11)和錨頭(12),錨頭(12)固接于鋼管(11)底部，沿鉆孔(5)置于地基穩(wěn)固土層；所述沉降盤⑶包括沉降板(31^彈簧片(32),彈簧片(32)均勻固接在沉降板(31)上并外伸放置在地基表層；所述固定組件(4)包括支座(41)、法蘭盤(42)；所述支座(41)下方固接在所述鋼管(11)頂部，所述支座(41)上方與硅壓傳感器(22)固接；所述儲(chǔ)液罐(21)與所述法蘭盤(42)固接，所述法蘭盤(42)固接在所述沉降板(31)下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述沉降板(31)設(shè)置有螺栓孔，通過螺栓與所述法蘭盤(42)固接，所述儲(chǔ)液罐(21)采用螺紋固接在法蘭盤(42)上；所述支座(41)下部與所述鋼管(11)頂部采用螺紋固接，所述支座(41)上部與硅壓傳感器(22)采用螺紋固接；所述錨頭(12)采用螺紋固接在鋼管(11)底部，所述鋼管(11)可以分節(jié)，相鄰節(jié)鋼管(11)采用螺紋固接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述法蘭盤(42)和所述支座(41)上均設(shè)置有吊耳(44)系保護(hù)鋼絲繩(45),所述保護(hù)鋼絲繩(45)長度根據(jù)支座(41)至地表面距離確定，且略小于通氣管(23)和通液管(24)長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述沉降板(31)上面設(shè)置有吊環(huán)(33)系吊裝鋼絲繩(341
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述彈簧片(32)均勻焊接在所述沉降板(31)周邊。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的深水區(qū)地表沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述通氣管(23)為單根塑料管，所述通液管(24)為雙根塑料管。
【文檔編號(hào)】G01C5/00GK204214437SQ201420697949
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】葛國昌, 劉正國, 姜建芳, 吳雄偉, 熊志福, 江曉益, 來晟, 徐金巖 申請(qǐng)人:浙江廣川工程咨詢有限公司