沉降监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及路基工程施工技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种沉降监测装置。


背景技术：

2.在公路路基工程的沉降监测中，沉降监测板是一种很好的测量路基沉降量的装置，广泛应用于公路、铁路等工程各种路基填料的沉降监测。沉降板埋设要求在填土碾压过程中固定牢稳，避免压路机施工作业过程中碰撞、振动波造成沉降板导杆摇晃，影响监测精确度，导致数据测量不准确，这就要求沉降板在埋设固定过程中稳定不发生倾斜(特别是软土路基)。目前，对于混凝土底基层，固定沉降板的方法主要采用在沉降板四周打孔，采用膨胀螺丝等固定，而对于软基土很少有较为妥当的固定方式。
3.另外当现场施工时，沉降板导杆的长度需要随填土厚度增加而增加。当压路机碾压过后，随着导杆周围的填土高度下降，导杆会凸出来，影响压路机施工，而且沉降杆附近的填土不能够充分碾压，造成沉降杆周围的沉降量难以监测到或监测数据不准确；当沉降监测点位分布不均匀时，压路机施工难度就会更大，导致施工路段的沉降监测不全面，减缓施工监测效率。
4.采用原有的沉降板监测公路路基沉降的优势和不足主要表现如下：
5.(1)原有的沉降板测沉降法的优势：可适用于路基沉降监测等工程；沉降板的安装方式简单，仅需要沉降板放置在路基基础上，然后根据填土厚度依次将预制的沉降板导管杆件采用螺栓连接；导管长度可根据最佳填土松铺厚度在工厂进行预制；可以配合水准仪随时对在填路基高程进行监测，以得到每次施工机械碾压过后，相应测点位的近似沉降。
6.(2)原有的沉降板测沉降法的不足：由于沉降板是在基础上放置，没有固定装置，容易受压路机振动碾压时振动波传递的扰动，可能会造成沉降板导管位置的偏移或扭转，甚至倾覆，导致测量结果不准确，沉降板表面与路基基础结构表面难以齐平；由于原有沉降板导杆的拼接高度是随着填土厚度的提升而提升，在压路机碾压后，导杆周围的填土高度会下降，从而使得导杆露出面层，当沉降观测点位布置较多或者不均匀时，会严重影响压路机平排施工作业速度，提高施工难度，多点位监测沉降的方案工况无法实现。
7.目前，实际工程中固定沉降板和改善沉降板导杆干扰压路机施工作业的装置应用较少，埋设时限制因素较多。申请号为cn201910353688.4的一种在水上观测吹填土沉降的沉降板固定方法的专利中设计了一种用于现场沉降板的固定装置，并阐述了沉降板的保护固定机理，可归纳为：该发明通过设计加装沉降板固定桩，将其上端与沉降板底板焊接固定，每根沉降板固定桩上都有多个方向各异的抗拔钩与之焊接固定，将其插入水中地基中就可将沉降板固定在地基上，实现降低其观测吹填土沉降的误差。但采用该方法固定沉降板会有几点不足：在沉降板预制构件时，由于沉降板下部带有倒钩且为焊接，在运输过程中难以拆卸安装，增加运输麻烦；该装置仅适用于水上观测吹填土沉降，当应用于公路工程混凝土基础时，抗拔钩装置不再适用，会产生测量时地形地质的局限性。申请号为
cn201510709701.7的一种路基沉降观测设备专利中设计了一种改进的沉降监测装置，并阐述了该种装置的工作原理，该发明虽然在一定程度上避免了压路机在施工碾压过程中的受沉降板导杆的干扰，增加了观测效率。但是由于该套装置较为复杂，且对构件材料的性能要求较高；而且只适用于局部沉降测量，当沉降点位较多难以实现；另外设备安装较为复杂，操作不便。
8.因此，虽然抗拔钩保护固定装置在一定程度上能够通过与沉降板焊接以达到固定效果，但是在现场施工的时候如果是混凝土基础，抗拔钩就难以适用于该种施工场景；另外将抗拔钩和沉降板底部采用焊接连接的方式，也会给运输过程增加麻烦。另外沉降设备采用连接传导装置，将数据读取端通过钢丝绳连接放在路基之外，对构件材料和应力传导装置的灵敏度和精确度的要求较大，设备安装过程较为复杂，需要时刻注意保护仪器免遭破坏，增加施工难度。故为了达到监测目的，设计一种能够将沉降板牢固固定在路基底基层上且能够有效避免沉降板干扰压路机施工作业的改进装置十分必要。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的是提供一种适用于公路路基工程填土碾压过程中沉降监测装置，适用于多种地质的地基基础，其有效解决了现有沉降板在填土过程中易发生错位而影响监测值精度的问题，避免了沉降管受压路机施工过程中的碰撞，振动波的传递等问题，导致沉降板位移的问题。
10.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种沉降监测装置，包括：
11.沉降底板，其四周设置有螺纹孔，所述沉降底板的上端面固定有螺纹套管；
12.固定件，其与螺纹孔一一对应并固定；
13.多个预制导管杆件依次可拆卸的连接，所述预制导管杆件的下端具有外螺纹，所述预制导管杆件的上端开口且内部带有螺纹；
14.弹簧套筒，其上端与实心构件密封连接；所述弹簧套筒的下端开口与弹簧固定，弹簧下端穿入最上端的预制导管杆件的开口内，并与之可拆卸的固定。
15.优选的是，所述沉降底板的上下表面为相互平行的平面，且螺纹孔在沉降底板的四周对称设置。
16.优选的是，所述固定件为膨胀螺栓或抗拔桩；所述抗拔桩的上端通过螺纹连接穿过沉降底板的螺纹孔，并通过螺母固定。
17.优选的是，所述螺纹套管的四周通过支架与沉降底板的上端面固定。
18.优选的是，所述弹簧的下端固定有磁块，所述预制导管杆件的开口内具有亲磁的金属层。
19.优选的是，所述实心构件为实心半球结构。
20.本实用新型至少包括以下有益效果：沉降监测装置能够适用于多种地质的地基基础，其有效解决了现有沉降板在填土过程中易发生错位而影响监测值精度的问题，避免了沉降管受压路机施工过程中的碰撞，振动波的传递等问题，导致沉降板位移的问题；另外在原有的沉降板导管杆件上增加活动装置——弹簧套筒，可以有效解决沉降板导管阻挡压路机施工作业效率低，沉降监测值精度不高，压实机械碾压不均匀等一系列问题。
21.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
22.图1是本实用新型沉降监测装置安装示意图；
23.图2是本实用新型沉降监测装置细节图；
24.图3是本实用新型零部件示意图；
25.图4是本实用新型弹簧套筒、预制导管杆件和弹簧的连接图。
26.附图标记说明：1沉降底板，2螺纹孔，3螺纹套管，4螺母，5抗拔桩，6膨胀螺栓，7预制导管杆件，8弹簧套筒，9弹簧，10磁块。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
28.在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.如图1～4所示，本实用新型提供一种沉降监测装置，包括：
30.沉降底板1，其四周设置有螺纹孔2，所述沉降底板1的上端面固定有螺纹套管3；
31.固定件，其与螺纹孔2一一对应并固定，用于将沉降底板1与地基固定；
32.多个预制导管杆件7依次可拆卸的连接，所述预制导管杆件7的下端具有外螺纹，所述预制导管杆件7的上端开口且内部带有螺纹；随着填土高度的增加，依次通过内置螺纹续接预制导管杆件7。
33.弹簧套筒8，其上端与实心构件密封连接；所述弹簧套筒8的下端开口与弹簧9固定，弹簧9下端穿入最上端的预制导管杆件7的开口内，并与之可拆卸的固定。弹簧套筒8和弹簧9为本技术的核心部件，该部件能够有效的解决在现场沉降观测时，由于观测点位分布密集且不均匀，杆件干扰压路机施工的困境。弹簧9，能够抵抗压路机碾压时的的瞬时冲击，和其外部的弹簧套筒8一起作用保护预制导管杆件7不被碾压损坏，还可在压路机经过后，露出路基表面，配合水准仪进行沉降观测。
34.沉降监测装置能够解决现有沉降板埋设固定装置的不足，使得沉降监测装置可以和多种地基基础连接，提高了沉降监测装置的利用范围，也能够有效解决沉降监测装置的导管阻挡压路机施工作业，影响测量精度和施工机械工作效率低的问题，同时使得整个监测路段每个点位的沉降值精确度都能够得到提高，压实机械对监测路段的碾压也更加均匀。
35.本技术的沉降监测装置的一优选实施例中，所述沉降底板1的上下表面为相互平行的平面，且螺纹孔2在沉降底板1的四周对称设置。
36.在本实施例中，沉降底板1为500mm*500mm的正方形钢制沉降板，厚度为20mm。
37.本技术的沉降监测装置的一优选实施例中，所述固定件为膨胀螺栓6或抗拔桩5；
所述抗拔桩5的上端通过螺纹连接穿过沉降底板1的螺纹孔2，采用螺母4将抗拔桩5进一步固定。抗拔桩5适用于软质基础上，与沉降底板1连接后，起到固定沉降底板1的作用。膨胀螺栓6适用于硬质基础，当沉降底板1摆放到准确的沉降观测点位后，将膨胀螺栓6从基板上预留的螺纹孔2打入硬质基础，也可起到固定沉降板的作用。
38.本技术的沉降监测装置的一优选实施例中，所述螺纹套管3的四周通过支架与沉降底板1的上端面固定。
39.本技术的沉降监测装置的一优选实施例中，所述弹簧9的下端固定有磁块10，所述预制导管杆件7的开口内具有亲磁的金属层。磁块10与弹簧9牢固连接，磁块10与预制导管杆件7的开口通过磁力连接，通过设置磁块10避免压路机经过后，弹簧9恢复形变套管飞出。
40.本技术的沉降监测装置的一优选实施例中，所述实心构件为实心半球结构。
41.沉降监测装置安装步骤如下：
42.(1)在待填土的路基基础上布置好合适的监测点，监测点附近杂乱时需整平路面，将沉降板放置好，当地基为硬质基础时，用电钻将膨胀螺栓6通过螺纹孔2打入地面；当地基为软质基础时，将抗拔桩5与沉降底板1上的四个螺纹孔2通过螺纹连接，使沉降底板1与地面固定连接。
43.(2)将第一根预制导管杆件7与沉降底板1螺纹连接，拧紧后，在其顶部将弹簧套筒8套上，并测试弹簧9底部的高性能磁块10儿吸力，要求既能够在压路机碾压过后弹簧套筒8不被弹飞，也能够保证在每一层沉降测量结束后易于拔落。另外，还要测试弹簧9可以支撑弹簧套筒8向下按压时，不能够接触到预制导管杆件7，避免大冲击力下预制导管杆件7被损坏。各组沉降监测装置安装结束后，配合水准仪测量弹簧套筒8顶端的初始高程。
44.(3)按照设计方案中每层的填土最佳松铺厚度进行填土，填土高度不能超过弹簧9在预制导管杆件7内自由状态下，弹簧套筒8的高度。填土完毕后，启动压路机进行碾压，碾压过程中，压路机会经过弹簧套筒8，弹簧套筒8会向下压缩，待压路机经过后，弹簧套筒8会恢复初始形态。待第一层整体碾压完毕后，配合水准仪对弹簧套筒8顶端的高程进行再次测量，将其与对应的第一次高程相减，即可得到沉降量。
45.(4)当第一层沉降测量结束后，将弹簧套筒8取下，并用第二根预制导管杆件7与第一根预制导管杆件7螺纹连接。连接完成后，将弹簧套筒8套在第二根预制导管杆件7上，并检查高性能磁块10的吸力和弹簧9的压缩性能。随后按照第一层的填土厚度，进行填土碾压；如果在实际工程中各层的填土厚度不一，可以在预制导管杆件7的时候预制一些较短的预制导管杆件7，与长的预制导管杆件7灵活搭配。
46.(5)当第二层碾压节后，再次将弹簧套筒8取下，采用对接螺栓将第二根预制导管杆件7和第三根预制导管杆件7连接，以此类推，往上的每一层的路基填土碾压时，沉降观测设备皆采用此安装方式进行连接，沉降观测。
47.(6)若根据需求需要进行更多层填土碾压，沉降测量，设备安装步骤和测量方式重复以上第二层步骤。
48.(7)各层的沉降观测完成后，对数据进行收集整理，可以根据实际需要，通过对各层碾压后，弹簧9套管顶端的高程做计算分析，即可得出整段路基的总沉降量及每一层填土的单位沉降量。
49.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中
所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。