一種深基坑土體分層沉降測量裝置及測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基坑沉降測量領域，具體為一種深基坑土體分層沉降測量裝置及測量方法。本發(fā)明通過埋設沉降管，當土體發(fā)生沉降后，通過焊接在每節(jié)沉降管上的沉降標將不同深度土體的沉降傳遞到孔口，然后用拉繩式位移傳感器采集數據，從而實現(xiàn)土體單孔多點的沉降測量。本發(fā)明具有以下優(yōu)點：（1）利用拉繩式位移傳感器采集數據，測量精度和自動化程度高；（2）通過在每節(jié)沉降管上焊接一個沉降標，通過沉降標將不同深度土體的沉降傳遞到孔口，實現(xiàn)了單孔多點的測量要求；（3）采用石英粉漿液與水泥漿液間隔回填孔周，保證了沉降管與周圍土體沉降一致，實現(xiàn)精確測量。
【專利說明】一種深基坑土體分層沉降測量裝置及測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及基坑沉降測量領域，具體為一種深基坑土體分層沉降測量裝置及測量方法。
【背景技術】
[0002]深基坑工程施工不僅要保證本身的安全與穩(wěn)定，而且要有效控制土體變形以保護周圍環(huán)境。盡管出現(xiàn)了自動化、遠程監(jiān)控技術，但在監(jiān)測項目上，目前多集中在易測項目(如:支護結構變形、地表沉降、建筑物沉降等)，然而對于有些項目(如:土體沉降、相鄰地下建筑物沉降、地下水滲流特性等)仍缺乏經濟有效的手段，因此還需要發(fā)展新的量測手段，建立和完善監(jiān)測技術標準，以滿足深基坑施工過程中對周邊環(huán)境的保護要求。目前常用土體沉降測量方法主要有:(I)通過埋設磁環(huán)式分層沉降標，采用分層沉降儀進行測量，但該方法讀數精度受鋼環(huán)設置情況與沉降管的埋設和安裝影響較大；(2)通過埋設深層沉降標，采用水準測量方法進行測量，但無法實現(xiàn)單孔多點的測量要求。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種深基坑土體分層沉降測量裝置及測量方法的技術方案。
[0004]所述的一種深基坑土體分層沉降測量裝置，其特征在于:主要包括若干沉降管、拉繩式位移傳感器和PC機，所述的沉降管兩端均設置法蘭盤，相鄰的沉降管之間通過法蘭盤相連，在沉降管一端的法蘭盤內緣上焊接設置沉降標，每一沉降管上的沉降標設為十個且均勻分布在法蘭盤內緣上；所述的沉降標的懸空端連接高柔韌性復合鋼絲繩一端，高柔韌性復合鋼絲繩另一端與拉繩式位移傳感器相連，拉繩式位移傳感器與PC機相連。
[0005]所述的一種深基坑土體分層沉降測量裝置，其特征在于所述沉降管每十根為一組，每組沉降管上的沉降標長度相同；自上而下設置多組沉降管，自上而下的每組沉降管上的沉降標長度遞增。
[0006]所述的一種深基坑土體分層沉降測量裝置，其特征在于所述沉降管為橡膠軟管，在橡膠軟管內設置鋼筋彈簧為骨架，且每節(jié)沉降管的長度為I米。
[0007]所述的一種深基坑土體分層沉降測量裝置，其特征在于所述相鄰的法蘭盤之間設置橡膠墊。
[0008]所述的一種利用上述測量裝置進行深基坑土體分層沉降測量的測量方法，其特征在于包括以下步驟:
1)深基坑開挖前挖沉降管埋設孔，在埋設沉降管時，在孔的圓周填充一圈填充層；
2)埋設好沉降管且在深基坑開挖前對土體進行兩次測量，記錄初始值；
3)深基坑開挖時，當沉降管隨土體壓縮、沉降標發(fā)生豎向位移時，PC機測量拉繩式位移傳感器的讀數變化，測出沉降標到孔口相對距離的變化量，即測出深基坑的沉降變化量。
[0009]所述的測量方法，其特征在于所述步驟I)中填充層的填充物為石英粉漿液和水泥漿液，填充層在注漿時，采用孔底注漿，且在沉降管左右對稱各設置一個注漿管，兩個注漿管同時注漿，且一層水泥漿液、一層石英粉漿液。
[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(1)利用拉繩式位移傳感器采集數據，測量精度和自動化程度高；
(2)通過在每節(jié)沉降管上焊接一個沉降標，通過沉降標將不同深度土體的沉降傳遞到孔口，實現(xiàn)了單孔多點的測量要求；
(3)采用石英粉漿液與水泥漿液間隔回填孔周，保證了沉降管與周圍土體沉降一致，實現(xiàn)精確測量。
[0011]本發(fā)明在深基坑規(guī)模和數量不斷擴大的背景下，將具有廣闊的應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明沉降管的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明沉降標的結構示意圖；
圖3為本發(fā)明拉繩式位移傳感器的結構示意圖；
圖4為本發(fā)明填充層的結構示意圖；
圖中:1-橡膠軟管，2-鋼筋彈簧，3-法蘭盤，4-沉降標，5-高柔韌性復合鋼絲繩，6-短標，7-中標，8-長標，9-拉繩式位移傳感器，10-石英粉漿液，11-水泥漿液，12-PC機。
【具體實施方式】
[0013]下面結合說明書附圖對本發(fā)明做進一步說明:
本發(fā)明的測量裝置主要包括若干沉降管、拉繩式位移傳感器9和PC機12，沉降管為橡膠軟管1，在橡膠軟管I內設置鋼筋彈簧2為骨架，且每節(jié)沉降管的長度為I米；沉降管兩端均設置法蘭盤3，相鄰的沉降管之間通過法蘭盤3相連，相鄰的法蘭盤3之間設置橡膠墊，在沉降管一端的法蘭盤3內緣上焊接短鋼筋作為沉降標4，沉降標4的懸空端連接高柔韌性復合鋼絲繩5 —端，高柔韌性復合鋼絲繩5另一端與拉繩式位移傳感器9相連，拉繩式位移傳感器9與PC機12相連，PC機12通過采集并計算拉繩式位移傳感器9的信息獲得土體的沉降值；每一沉降管上的沉降標4設為十個且均勻分布在法蘭盤內緣上，沉降管每十根為一組，每組沉降管上的沉降標4長度相同，這樣十米的距離用10根沉降管即可測量；自上而下設置多組沉降管，自上而下的每組沉降管上的沉降標4長度遞增，這樣可以增加測量深度，由于沉降標長度不同，使得上面10米和中間10米連接在沉降標4上的高柔韌性復合鋼絲繩5不會發(fā)生交叉，可以同時測量多個點；如圖2所示為本發(fā)明30米沉降管分別對應的3個長度的沉降標，1-10米用短標6，11-20米用中標7，21-30米用長標8。
[0014]利用上述測量裝置進行深基坑土體分層沉降測量的測量方法，包括以下步驟:
1)深基坑開挖前挖沉降管埋設孔，在埋設沉降管時，在孔的圓周填充一圈填充層；填充層的填充物為石英粉漿液10和水泥漿液11，填充層在注漿時，采用孔底注漿，且在沉降管左右對稱各設置一個注漿管，兩個注漿管同時注漿，且一層水泥漿液、一層石英粉漿液；采用石英粉漿液與水泥漿液間隔回填孔周，土體變形通過水泥硬層傳遞到沉降管，從而帶動沉降管與土體一起變形；
2)埋設好沉降管且在深基坑開挖前對土體進行兩次測量，記錄初始值；3)深基坑開挖時，當沉降管隨土體壓縮、沉降標發(fā)生豎向位移時，PC機測量拉繩式位移傳感器的讀數變化，測出沉降標到孔口相對距離的變化量，即測出深基坑的沉降變化量。
[0015]本發(fā)明的原理是埋設沉降管，當土體發(fā)生沉降后，通過焊接在每節(jié)沉降管上的沉降標將不同深度土體的沉降傳遞到孔口，然后用拉繩式位移傳感器采集數據，從而實現(xiàn)土體單孔多點的沉降測量。
[0016]為適應土體單孔多點的沉降測量需求，設計了一種橡膠軟管作為沉降管，內有鋼筋彈簧作為骨架。沉降管豎向模量遠小于土體模量，因此豎向會隨土體豎向變形而同步拉伸或壓縮。在每節(jié)沉降管一端的法蘭盤上焊接短鋼筋作為沉降標，每個沉降標外端點連接一根高柔韌性復合鋼絲繩到孔口，與固定于沉降管法蘭盤上的拉繩式位移傳感器相連。
[0017]在一個測孔中，為保證每個沉降標所連高柔韌性復合鋼絲繩保持豎直方向，并且避免互相干擾，以30米為例，將沉降標分為三種長度:上方I~10根設短標，中間11~20根設中標，下方21~30根設長標。高柔韌性復合鋼絲繩下端與沉降標固定連接，上端穿過沉降管法蘭盤中的預留孔洞，與拉繩式位移傳感器相連。兩節(jié)沉降管通過法蘭盤由螺栓連接，為防止管外泥漿滲入管中，用于連接的兩個法蘭盤之間放置橡膠墊。數據采集采用拉繩式位移傳感器，將拉繩式位移傳感器固定在法蘭盤上，與高柔韌性復合鋼絲繩相連，此時所采集數據為拉繩式位移傳感器內部拉繩被拉出位移量。
[0018]當沉降管隨土體壓縮、沉降標發(fā)生豎向位移時，通過每次測量拉繩式位移傳感器的讀數變化，測出沉降標到孔口相對距離的變化量，管底應嵌入到穩(wěn)定的土體中，以沉降管底為固定起算點，按下式計算沉降標的絕對位移:
【權利要求】
1.一種深基坑土體分層沉降測量裝置，其特征在于:主要包括若干沉降管、拉繩式位移傳感器和PC機，所述的沉降管兩端均設置法蘭盤，相鄰的沉降管之間通過法蘭盤相連，在沉降管一端的法蘭盤內緣上焊接設置沉降標，每一沉降管上的沉降標設為十個且均勻分布在法蘭盤內緣上；所述的沉降標的懸空端連接高柔韌性復合鋼絲繩一端，高柔韌性復合鋼絲繩另一端與拉繩式位移傳感器相連，拉繩式位移傳感器與PC機相連。
2.根據權利要求1所述的一種深基坑土體分層沉降測量裝置，其特征在于所述沉降管每十根為一組，每組沉降管上的沉降標長度相同；自上而下設置多組沉降管，自上而下的每組沉降管上的沉降標長度遞增。
3.根據權利要求1或2所述的一種深基坑土體分層沉降測量裝置，其特征在于所述沉降管為橡膠軟管，在橡膠軟管內設置鋼筋彈簧為骨架，且每節(jié)沉降管的長度為I米。
4.根據權利要求3所述的一種深基坑土體分層沉降測量裝置，其特征在于所述相鄰的法蘭盤之間設置橡膠墊。
5.一種利用權利要求4所述的測量裝置進行深基坑土體分層沉降測量的測量方法，其特征在于包括以下步驟: 1)深基坑開挖前挖沉降管埋設孔，在埋設沉降管時，在孔的圓周填充一圈填充層； 2)埋設好沉降管且在深基坑開挖前對土體進行兩次測量，記錄初始值； 3)深基坑開挖時，當沉降管隨土體壓縮、沉降標發(fā)生豎向位移時，PC機測量拉繩式位移傳感器的讀數變化，測出沉降標到孔口相對距離的變化量，即測出深基坑的沉降變化量。
6.根據權利要求5所述的測量方法，其特征在于所述步驟I)中填充層的填充物為石英粉漿液和水泥漿液，填充層在注漿時，采用孔底注漿，且在沉降管左右對稱各設置一個注漿管，兩個注漿管同時注漿，且一層水泥漿液、一層石英粉漿液。
【文檔編號】G01C5/00GK103644892SQ201310651342
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權日:2013年12月6日
【發(fā)明者】孫光煜, 謝狄敏, 周林霞 申請人:浙江中浩應用工程技術研究院有限公司