專利名稱：氣動土壓力傳感器埋設裝置及埋設方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種土木工程地下混凝土連續(xù)墻施工中所用土壓力傳感器(簡稱傳感器)的埋設裝置及其埋設方法。地下混凝土連續(xù)墻(簡稱連續(xù)墻)是房屋建筑中臨時圍護用的支撐建筑，連續(xù)墻將正在施工中的房屋基礎四周全部包圍，墻內為基礎開挖土萬，墻外為原狀土，土上保留有各種建筑物，連續(xù)墻的作用在于防止原狀土破壞而造成其上建筑物毀損。在開挖房屋基礎土方前應先將連續(xù)墻做好，墻體一般寬60～70公分，深度幾米至幾十米，用鋼筋混凝土澆注而成，在連續(xù)墻施工中，須對墻外原狀土不同深度的土壓力變化檢測，以保證土木工程地基部分的安全施工，其關鍵在于埋設傳感器。
現有埋設土壓力傳感器技術極不成熟，文獻中曾提到過鉆孔法(見圖3)，該方法是用鉆機在連續(xù)墻槽〔35〕外側鉆孔〔36〕，并充水，再用吊繩〔32〕將扁園柱形傳感器〔34〕吊放至充滿水的鉆孔〔36〕中，然后向鉆孔〔36〕中填沙〔33〕以固定傳感器〔34〕，待鉆孔〔36〕中沙子〔33〕沉實后，方可檢測土壓力，這種方法存在很多缺陷(1)由于是在鉆孔中吊放傳感器〔34〕，因此很難保證吊裝的位置與方向并很難使傳感器〔34〕的受壓面與鉆孔的被測土體〔37〕接觸并密合，(2)由于固定傳感器〔34〕是向鉆孔〔36〕中填沙處理，因此傳感器〔34〕被沙〔33〕包圍，傳感器〔34〕不能與被測土壤面直接接觸，而且當被測土壓力發(fā)生變化時還會使傳感器〔34〕產生向背離傳感器〔34〕承壓面方向的位移。(3)由于現有埋設方法靠傳感器〔34〕的自重下放，所以限制了埋設深度不能太深，(4)由于施工中增加鉆孔影響工程進度并加大了造價。
本發(fā)明的目的在于提供一種氣動土壓力傳感器埋設裝置，簡稱埋設裝置(見圖1)和埋設方法(見圖2)，以克服現有傳感器埋設技術的缺陷，本發(fā)明的技術特征在于1.該埋設裝置由方向接頭結構及氣動活塞推進系統(tǒng)組成(見圖1)，前者包括傳感器套〔2〕、球形底座〔3〕、球形接頭〔4〕及球形頭〔5〕后者包括活塞上蓋〔7〕、活塞套筒〔8〕、活塞桿〔9〕氣動活塞〔10〕、進氣咀〔13〕、氣室〔15〕、活塞底座〔14〕方向接頭結構通過活塞桿〔9〕與置于活塞套筒〔8〕內的氣動活塞〔10〕聯接，當壓力氣流從進氣咀〔13〕進入氣室〔15〕后，推動活塞〔10〕運動，同時帶動活塞桿〔9〕連同球形接頭結構產生同向運動，傳感器〔1〕與傳感器套〔2〕是剛性連接，(傳感器〔1〕和傳感器套〔2〕之間用專用金屬粘接膠水粘接)，在活塞桿〔9〕、活塞上蓋〔7〕和氣動活塞〔10〕上裝有密封圈〔6〕、〔11〕及〔12〕以防漏氣。
2.利用上述裝置埋設土壓力傳感器的方法總體布置如圖2，其特征在于在地面上按設計位置將裝有傳感器〔1〕的埋設裝置〔28〕固定在鋼筋籠上，在連續(xù)墻施工中隨鋼筋籠入墻槽〔26〕，然后啟動氣源〔21〕，打開調壓閥〔22〕，通過軟管〔24〕向埋設裝置〔28〕供氣，根據需要調整供氣壓力，使傳感器〔1〕產生垂直于槽壁〔27〕方向的運動，直至傳感器〔1〕的受壓面緊貼于槽壁〔27〕，通過監(jiān)測儀器〔23〕指示讀數的變化判明傳感器〔1〕已處于工作狀態(tài)后保持供氣壓力不變，待連續(xù)墻混凝土達到足夠強度后，停止供氣，傳感器〔1〕連同埋設裝置〔28〕軟管〔24〕一起被埋設在混凝土中。
利用本發(fā)明可在土木工程地下連續(xù)墻施工中埋設土壓力傳感器，從而可對地下連續(xù)墻所承受土壓力進行監(jiān)測以保證土木工程地基部分的安全施工，本發(fā)明提供的氣動土壓力傳感器埋設裝置及其埋設方法解決了現有技術的缺陷，首先該裝置(見圖1)將傳感器〔1〕套在傳感器套〔2〕上，兩者是剛性連接改變了現有技術繩吊傳感器的軟聯接形式，因而能使傳感器〔1〕到位準確，其次由于本裝置具有方向接頭結構，因而能任意調整傳感器〔1〕的方向使傳感器〔1〕受壓面平行于槽壁〔27〕(見圖2)，第三由于本裝置的方向接頭結構是由氣動活塞推動，因而不管槽壁〔27〕(見圖2)是否平整，均能保證傳感器〔1〕與槽壁〔27〕緊密接觸，既便水泥漿也難滲入其中，第四本發(fā)明所提供的埋設方法由于是在地面上按設計要求將傳感器〔1〕及埋設裝置一起固定在鋼筋籠上，在連續(xù)墻施工中隨鋼筋籠入墻槽〔26〕(見圖2)，因此傳感器〔1〕的埋設深度不受限制，傳感器〔1〕的埋設位置準確，施工方便投資少，第五(見圖2)本發(fā)明提供的埋設方法由于采用監(jiān)測儀器〔23〕指示讀數的變化判明傳感器〔1〕是否已處于工作狀態(tài)因而大大提高埋設成功率，在傳感器〔1〕處于工作狀態(tài)后，一直保持供氣壓力不變直至地下連續(xù)墻體混凝土達到足夠強度才停止供氣，因而確保傳感器〔1〕工作正常。
圖1是氣動土壓力傳感器埋設裝置剖面圖，其中1-傳感器;2-傳感器套;3-球形底座;4-球形接頭;5-球形頭;6-密封圈;7-活塞上蓋;8-活塞套筒;9-活塞桿;10-氣動活塞;11，12-密封圈;13-進氣咀;14-活塞底座;15-氣室。
圖2是埋設方法總體布置圖，其中21-氣源裝置;22-調壓閥;23-監(jiān)測儀器;24-軟管;26-墻槽;27-槽壁;28-氣動土壓力傳感器埋設裝置。1-土壓力傳感器下面結合圖1及圖2介紹一個實施例在北京市城建三公司負責之北京王府井穆斯林食品貿易大樓工程地下連續(xù)墻施工中曾采用本發(fā)明提供的裝置和方法安放25套傳感器〔1〕及氣動土壓力傳感器埋設裝置〔28〕(見圖2)該工程地下連續(xù)墻最大深度為15.5米，傳感器〔1〕最大埋深14米，調壓閥〔22〕(見圖2)最大使用壓力為4.5kg/cm2，氣動土壓力傳感器埋設裝置(見圖1)中的氣動活塞〔10〕使用行程0～40厘米，活塞桿〔9〕、活塞上蓋〔7〕和氣動活塞〔10〕上的密封圈〔6〕、〔11〕及〔12〕為橡膠圈。本實施例經由1987年5月至11月的觀測數據分析，其變化具有良好的規(guī)律性與相關性，說明土壓力傳感器工作正常，對埋深9米處的傳感器進行開挖檢查，傳感器與土體接觸平整、緊密，傳感器受壓面上無水泥網膜，說明本發(fā)明的各項性能均已達到預期效果。
利用本發(fā)明解決了土木工程施工中土壓力傳感器的埋設裝置和埋設技術，因而可實現對地下連續(xù)墻實際承受土壓力的監(jiān)測，保證工程地基部分的安全施工與預報施工環(huán)境因土壓力變化而可能出現的工程問題，以便及時采取措施防止發(fā)生危害，其經濟效益與社會效益是很明顯的。
權利要求
1.一種氣動土壓力傳感器埋設裝置以下(簡稱埋設裝置)其特征在于由方向接頭結構及氣動活塞推進系統(tǒng)組成(見圖1)，方向接頭結構包括傳感器套[2]、球形底座[3]、球形接頭[4]及球形頭[5]，氣動活塞推進系統(tǒng)包括活塞上蓋[7]、活塞套筒[8]、活塞桿[9]、氣動活塞[10]、進氣咀[13]、氣室[15]、活塞底座[14]，方向接頭結構通過活塞桿[9]與置于活塞套筒[8]內的氣動活塞[10]連接，傳感器[1]與傳感器套[2]是剛性連接，在活塞桿[9]、活塞上蓋[7]和氣動活塞[10]上裝有密封圈[6]、[11]及[12](以防漏氣)。
2.一種利用上述裝置埋設土壓力傳感器(見圖2)的方法，其特征在于在地面上按設計位置將裝有傳感器〔1〕的埋設裝置〔28〕固定在鋼筋籠上，在連續(xù)墻施工中隨鋼筋籠入墻槽〔26〕，然后啟動氣源〔21〕，打開調壓閥〔22〕，通過軟管〔24〕向埋設裝置〔28〕供氣，根據需要調整供氣壓力，使傳感器〔1〕產生垂直于槽壁〔27〕方向的運動，直至傳感器〔1〕的受壓面緊貼于槽壁〔27〕，通過監(jiān)測儀器〔23〕指示讀數的變化，判明傳感器〔1〕已處于工作狀態(tài)后保持供氣壓力不變，待連續(xù)墻混凝土達到足夠強度后，停止供氣，傳感器〔1〕連同埋設裝置〔28〕，軟管〔24〕一起被埋在混凝土中。
全文摘要
氣動土壓力傳感器埋設裝置(簡稱埋設裝置)及埋設方法屬于一種土木工程地下混凝土連續(xù)墻施工中所用的埋設裝置及埋設方法，該裝置由萬向接頭結構及氣動活塞推進系統(tǒng)組成，利用該裝置埋設土壓力傳感器可將傳感器固定在鋼筋籠上，在連續(xù)墻施工中隨鋼筋籠入墻，并用氣源通過調壓閥向埋設裝置中的氣動活塞供氣，使傳感器的受壓面緊貼于被測土體槽壁從而通過傳感器準確測得土壓力的變化。
文檔編號E02D31/00GK1035697SQ8810062
公開日1989年9月20日 申請日期1988年3月10日 優(yōu)先權日1988年3月10日
發(fā)明者劉崇杰, 龔有滿, 刁玉椿 申請人:清華大學