穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)及土體分層沉降量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀器，特別涉及一種穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)及土體分層沉降量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在港口建設(shè)中，通常使用軟尺沉降儀監(jiān)測(cè)軟土地基的分層沉降量。軟尺沉降儀工作方式為:在待測(cè)軟土地基中預(yù)埋PVC材質(zhì)的通心沉降管，并在通心沉降管外分段套有沉降磁環(huán)，沉降管最底端的底端口上設(shè)有錐形導(dǎo)管密封頭；在沉降管外表面分布有多個(gè)沉降環(huán)，沉降環(huán)內(nèi)有磁環(huán)，在沉降環(huán)外連接有向外放射狀并可以收放的錨固鐵片，錨固鐵片嵌入被測(cè)土層使得沉降磁環(huán)隨被測(cè)土層沉降；軟尺一端有磁感應(yīng)傳感器并通過軟尺上附著的信號(hào)線連接至軟尺另一端的接收器，接受器內(nèi)有蜂鳴器，軟尺上標(biāo)有刻度；人工把軟尺帶有測(cè)頭端放入PVC導(dǎo)管內(nèi)，手握軟尺讓測(cè)頭緩慢地向下移動(dòng)，當(dāng)測(cè)頭到達(dá)到土層中的磁環(huán)埋設(shè)位置時(shí)，接收器的蜂鳴器便會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，此時(shí)人工讀出軟尺在管口處的深度尺寸，也即是該磁環(huán)距離管口的距離長(zhǎng)度，將該長(zhǎng)度測(cè)量值與前一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的測(cè)量值之間的差值，即是該磁環(huán)所在土層在這一時(shí)間段的沉降量；用這種方法可測(cè)量各土層的分層沉降量。
[0003]沉降環(huán)為堅(jiān)固非金屬材質(zhì)如PVC材料等加工而成。如圖1、圖2、圖3所示，傳統(tǒng)沉降環(huán)(a)外周裝有數(shù)個(gè)可翻折的錨固鐵片(b)，用于使沉降環(huán)錨固在被測(cè)土層中。傳統(tǒng)沉降環(huán)(a)內(nèi)測(cè)嵌有一圈磁鐵(C)用于觸發(fā)沉降儀探頭內(nèi)的磁感應(yīng)元件。使用時(shí)將多個(gè)沉降環(huán)預(yù)先套裝在通心沉降管(d)上，根據(jù)各沉降環(huán)預(yù)監(jiān)測(cè)的土層深度來確定其在通心沉降管上的套裝位置。各沉降環(huán)套裝好后依次縱向排列在通心沉降管(d)上，并依照其所處位置排好編號(hào)。例如通心沉降管上套有八個(gè)沉降環(huán)，最上端的為一號(hào)沉降環(huán)依次排號(hào)遞增至底端為八號(hào)沉降環(huán)。
[0004]如圖2所示，傳統(tǒng)沉降環(huán)的錨固鐵片(b)在埋設(shè)前先用力折起并用水溶性紙質(zhì)膠帶(e)拴在通心沉降管⑷側(cè)壁上。如圖3所示，待通心沉降管(d)埋設(shè)好，沉降環(huán)已達(dá)到預(yù)定土層深度后，水溶性紙質(zhì)膠帶會(huì)被土層中的水溶化。隨后錨固鐵片(b)由于自身彈性而自動(dòng)撐開，錨固在待測(cè)土層中，使得沉降環(huán)隨著待測(cè)土層下沉。
[0005]這種傳統(tǒng)的沉降環(huán)在實(shí)際應(yīng)用中，由于土體壓強(qiáng)很大，且錨固鐵片與土體的橫向接觸面積較大，導(dǎo)致錨固鐵片不能充分撐開，以至于錨固鐵片不能錨固在待測(cè)土層中，使得沉降環(huán)不能隨著待測(cè)土層下沉，從而導(dǎo)致土體分層沉降量的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤，不能及時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量被測(cè)土層的沉降量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)及土體分層沉降量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)陸上軟土地基分層沉降量。本發(fā)明安裝簡(jiǎn)便、成本低廉、在土體壓力較大的惡劣環(huán)境中亦能穩(wěn)固嵌入待測(cè)土層中，使得穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)能隨著待測(cè)土層下沉，從而使土體分層沉降量的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無誤，能及時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量被測(cè)土層的沉降量。
[0007]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]—種穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)，包括一環(huán)形套管，其特征在于:環(huán)形套管內(nèi)管壁嵌入設(shè)置有用于觸發(fā)沉降儀探頭磁感應(yīng)元件的磁鐵圈；環(huán)形套管外管壁設(shè)置有可向外彈射并可以收放的彈射式錨固裝置；所述彈射式錨固裝置由剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨、可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜、扭力彈簧和鉸鏈組成；所述彈射式錨固裝置的扭力彈簧鉸接在鉸鏈上，且扭力彈簧的一端頂緊環(huán)形套管，扭力彈簧的另一端與剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨連接；可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜的兩側(cè)分別連接環(huán)形套管和剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨。
[0009]而且，所述剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨選用細(xì)長(zhǎng)鋼條；所述可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜選用防水尼龍布材料，所述鉸鏈優(yōu)選為小型合頁結(jié)構(gòu)。
[0010]而且，環(huán)形套管外管壁設(shè)置有四個(gè)彈射式錨固裝置。
[0011]而且，穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)的彈射式錨固裝置彈射展開后為風(fēng)車狀。
[0012]所述穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)的使用方法:將穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)套設(shè)在通心沉降管中，將穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)的彈射式錨固裝置折起并用水溶性紙質(zhì)膠帶拴在通心沉降管的側(cè)壁上；然后將套裝有穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)的通心沉降管豎直埋入被測(cè)土層中；水溶性紙質(zhì)膠帶被土層中的水溶化后，扭力彈簧的張力使得剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨展開，剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨展開的同時(shí)帶動(dòng)與其相連的可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜水平橫向展開并切入被測(cè)土層中，被測(cè)土層沉降時(shí)產(chǎn)生的壓力使得剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨及可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜亦隨被測(cè)土層同步沉降，從而使得穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)隨被測(cè)土層同步沉降。
[0013]一種基于穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)的土體分層沉降量監(jiān)測(cè)系統(tǒng):包括所述穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)、通心沉降管、導(dǎo)管密封頭、導(dǎo)管連接環(huán)和專用測(cè)量軟尺，穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)套設(shè)在通心沉降管中，通心沉降管通過導(dǎo)管連接環(huán)拼接在一起，通心沉降管的最底端口上設(shè)置錐形導(dǎo)管密封頭；所述專用測(cè)量軟尺的一端設(shè)置有磁感應(yīng)測(cè)頭，專用測(cè)量軟尺的另一端設(shè)置有接收器，磁感應(yīng)測(cè)頭和接收器之間通過附著在軟尺上的信號(hào)線連接，專用測(cè)量軟尺上標(biāo)有刻度。
[0014]而且，所述接收器內(nèi)設(shè)有蜂鳴器。
[0015]所述基于穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)的土體分層沉降量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用方法按如下步驟進(jìn)行:
[0016]步驟一:將穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)的彈射式錨固裝置折起并用水溶性紙質(zhì)膠帶拴在通心沉降管的側(cè)壁上；
[0017]步驟二:對(duì)地層進(jìn)行打孔并將套裝有穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)的通心沉降管豎直埋入地層中；
[0018]步驟三:水溶性紙質(zhì)膠帶被土層中的水溶化后，扭力彈簧的張力使得剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨展開，剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨展開的同時(shí)帶動(dòng)與其相連的可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜展開并穩(wěn)固嵌入被測(cè)土層中；
[0019]步驟四:利用專用測(cè)量軟尺測(cè)量土層沉降狀況。
[0020]而且，在步驟四中，人工把專用測(cè)量軟尺的磁感應(yīng)測(cè)頭端放入通心沉降管內(nèi)，手握軟尺讓磁感應(yīng)測(cè)頭緩慢地向下移動(dòng)，當(dāng)磁感應(yīng)測(cè)頭到達(dá)到土層中的穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)埋設(shè)位置時(shí)，接收器內(nèi)的蜂鳴器便會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，此時(shí)人工讀出專用測(cè)量軟尺在通心沉降管管口處的深度尺寸，也即是該穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)距離通心沉降管管口的距離長(zhǎng)度，將該長(zhǎng)度測(cè)量值與前一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的測(cè)量值之間的差值，即是該穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)所在土層在這一時(shí)間段的沉降量。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為:穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)中的彈射式錨固裝置通過扭力彈簧的張力使剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨如風(fēng)車狀展開，剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨展開的同時(shí)帶動(dòng)與其相連的可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜展開并穩(wěn)固嵌入到被測(cè)土層中，當(dāng)被測(cè)土層沉降時(shí)產(chǎn)生的壓力使得剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨及可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜亦隨被測(cè)土層同步沉降，從而使得穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)隨被測(cè)土層同步沉降；由于剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨和可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜是水平橫向切入土層中的，且剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨和可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜的厚度很小，因此其切入土層中所受的阻力相比傳統(tǒng)的翻折結(jié)構(gòu)的錨固鐵片而言很小，使得在土體壓力較大的惡劣環(huán)境中剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨和可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜亦能輕松地切入進(jìn)待測(cè)土層中以使穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)穩(wěn)固嵌入在待測(cè)土層中，從而保證了穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)能隨著待測(cè)土層同步下沉，進(jìn)一步講保證了基于穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)的土體分層沉降量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0022]圖1是傳統(tǒng)沉降環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0023]圖2是傳統(tǒng)沉降環(huán)埋設(shè)前狀態(tài)。
[0024]圖3是傳統(tǒng)沉降環(huán)埋設(shè)后狀態(tài)。
[0025]圖4是穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)埋設(shè)前結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0026]圖5是穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)埋設(shè)后結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0027]圖6是穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)埋設(shè)前結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0028]圖7是穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)埋設(shè)后結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0029]圖8是基于穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)的土體分層沉降量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖1-3中:a為傳統(tǒng)沉降環(huán)，b為銷固鐵片，c為磁鐵，d為通心沉降管，e為水溶性紙質(zhì)膠帶。
[0031]圖4-8中:1為穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)，2為通心沉降管，3為導(dǎo)管密封頭，4為導(dǎo)管連接環(huán)，5為接收器，6為專用測(cè)量軟尺，7為通心沉降管管口，8為磁感應(yīng)測(cè)頭，9為土體表層，10為地下不發(fā)生沉降巖層，11為水溶性紙質(zhì)膠帶，1-1為環(huán)形套管，1-2為磁鐵圈，1-3為剛性高硬度細(xì)長(zhǎng)龍骨，1-4為可彎折的強(qiáng)韌耐腐蝕薄膜，1-5為扭力彈簧，1-6為鉸鏈。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0033]實(shí)施例一:參見附圖4-7，一種穩(wěn)固嵌入型沉降環(huán)包括一環(huán)形套管1-1，環(huán)形套管1-1內(nèi)管壁嵌入設(shè)置有一圈磁鐵圈1-2，用于觸發(fā)沉降儀探頭內(nèi)的磁感應(yīng)元件；環(huán)形套管1-1外管壁設(shè)置有四個(gè)可向外彈射并可以收放的彈射式錨固裝置，彈射式錨固裝置展開后會(huì)水平嵌入到被測(cè)土層中，當(dāng)被測(cè)土層發(fā)生沉降時(shí)，彈射式錨固