一种新型的地表沉降监测装置的制作方法

1.本实用新型属于地表沉降监测装置，具体是一种适用于城市轨道交通隧道开挖地表沉降监测的新型地表沉降监测装置。


背景技术：

2.随着我国人均水平日益提高，地铁的建设成为了城市缓解交通的有效途径，城市轨道交通的便捷性和环保性得到广大的赞许，十二五规划期间将加快城市轨道交通建设，中国轨道交通建设已进入黄金发展期。地下隧道的开挖不可避免的会造成土体扰动，但土体应力释放的时效性及施工的方案不同，最终地层沉降存在很大的差异。合理高效的观测地表沉降规律，对隧道开挖过程地表沉降控制具有预判作用。
3.现有的地表沉降监测技术路线：目前基坑及隧道开挖地表沉降监测，主要通过布设监测点，监测点以开挖掌子面或基坑边等间距设置(如图2和图3所示)，借助于测量仪器观察监测点高程的变化。此方法对于地层均匀下沉，土质较好的情况下的地表监测点效果较好，然而，对于湿陷性沉降及混凝土路面下地基沉降大而路面沉降不太明显的情况下，监测效果不准确。监测效果不能及时反应地表沉降的真实数据，导致沉降值骤然加大，增加地表塌陷等不可预防的风险。所以，设计一种合理、便捷的地表沉降监测装置有利于地表沉降监测数据的采集，从而有效反馈基坑变形的真实时效性。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术存在的缺陷提供了一种新型地表沉降监测装置，该监测装置能有效、快捷的监测地表沉降，可以解决湿陷性沉降及混凝土路面下地基沉降大而路面沉降不太明显的情况沉降监测效果不准确的问题。
5.为了达到上述技术效果，本实用新型提供了一种新型的地表沉降监测装置，其特征在于：所述地表沉降监测装置包括监测孔、具有刻度的钢套管、光圆钢筋和钢套管盖，所述监测孔通过钻孔机械向从面层的地表监测点位置进行引孔至路面基层以下形成的直径为80-100mm的圆孔，所述钢套管的内表面竖向布设有刻度层，钢套管的外径与监测孔的内径相匹配，钢套管的长度小于监测孔的深度，并固定嵌入监测孔内，且顶端低于监测孔的孔口；所述光圆钢筋垂直插入钢套管内，其底端到达监测孔的孔底，并在光圆钢筋的周围填充实验砂，且光圆钢筋上端位于钢套管的可读刻度范围内；所述钢套管盖盖设在钢套管的管口。
6.本实用新型较优的技术方案：所述钢套管的顶端管口低于监测孔孔口2～3cm。
7.本实用新型较优的技术方案：引孔位置位于混凝土面层时，其监测孔的孔底低于到达地基位置。
8.本实用新型较优的技术方案：所述钢套管内壁的刻度层从管口开始垂直朝下分布。
9.本实用新型较优的技术方案：所述光圆钢筋为经过防锈处理后外表光滑的钢筋。
10.本实用新型较优的技术方案：所述实验砂为粒径0.25～0.35mm的细砂。
11.本实用新型的有益效果：
12.(1)本实用新型在钢套管内设有刻度值，可以通过直接读取刻度值来记录地表沉降值，简化了实验仪器来回测量的麻烦，以及测量后视点变动带来的累计误差；
13.(2)本实用新型能测到路面地基下的地表沉降，比路面基层上的沉降更为准确；
14.(3)本实用新型采用实验砂代替素填土，实验砂具有很好的流动性，对地表沉降更敏感，同时实验砂与钢筋间的摩擦阻力更小，能有效降低钢筋与周围土体的粘结力而不能准确反映地表沉降；
15.(4)本实用新型的钢套管的管口低于面层，防止了因地表受到外力加压下沉造成的干扰，提高了沉降监测精确性。
附图说明
16.图1是本实用新型的结构示意图；
17.图2和图3是现有沉降监测布置示意图。
18.图中：1—监测孔，2—钢套管，3—光圆钢筋，4—钢套管盖，5—路面基层，6—实验砂，7—面层，8—地基，9—素土，10—监测点，11—隧道。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。
21.实施例提供了一种新型的地表沉降监测装置，如图1所示，所述地表沉降监测装置包括监测孔1、具有刻度的钢套管2、光圆钢筋3和钢套管盖4，所述监测孔1通过钻孔机械向从面层的地表监测点位置进行引孔至路面基层5以下形成的直径为80-100mm的圆孔，所述钢套管2的内表面竖向布设有刻度层，刻度层从管口开始垂直朝下分布，钢套管2的外径与监测孔1的内径相匹配，钢套管2的长度小于监测孔1的深度，并固定嵌入监测孔1内，且顶端低于监测孔1的孔口；所述光圆钢筋3经过防锈处理后外表光滑的钢筋，垂直插入钢套管2内，其底端到达监测孔1的孔底，并在光圆钢筋3的周围填充实验砂6，且光圆钢筋3上端位于钢套管2的可读刻度范围内；所述钢套管盖4盖设在钢套管2的管口。所述钢套管2的顶端管口低于监测孔1孔口2～3cm。引孔位置位于混凝土面层时，其监测孔1的孔底低于到达地基8位置。
22.所述实验砂6为粒径0.25～0.35mm的细砂，实验砂6的填充既能保证钢筋垂直度，
同时细实验砂具有较好的流动性，对地层沉降较为敏感，随着地层沉降，实验砂下沉的同时，钢筋也能同时下沉，再者实验砂的光滑性降低了与钢筋之间的摩擦阻力，将测量误差降到最低；盖上钢管盖4，防止泥土进入，同时保证钢管清洁，便于读数。
23.本实用新型进行新型地表沉降监测是通过将钢管盖4打开后，根据钢筋下沉深度，对应钢套管2上的刻度进行记录，通过预先设计装置点进行数据汇总，形成系统的沉降曲线或沉降记录表，对基坑及隧道周边建筑物及构筑物实时监控，从而方便、快捷、有效的基坑或隧道及周边环境安全。
24.本实用新型通过实时监测地表沉降值，反应基坑及隧道开挖，地层土体应力释放带来沉降的时效性，为基坑及隧道围护稳定提供安全保障，为风险分析与预测的可靠性提供有力支持。
25.最后需要说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型专利的技术方案而非限制，尽管参照简图对本实用新型专利进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替代，而不脱离本实用新型专利的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。


技术特征：
1.一种新型的地表沉降监测装置，其特征在于：所述地表沉降监测装置包括监测孔(1)、具有刻度的钢套管(2)、光圆钢筋(3)和钢套管盖(4)，所述监测孔(1)通过钻孔机械向从面层的地表监测点位置进行引孔至路面基层(5)以下形成的直径为80-100mm的圆孔，所述钢套管(2)的内表面竖向布设有刻度层，钢套管(2)的外径与监测孔(1)的内径相匹配，钢套管(2)的长度小于监测孔(1)的深度，并固定嵌入监测孔(1)内，且顶端低于监测孔(1)的孔口；所述光圆钢筋(3)垂直插入钢套管(2)内，其底端到达监测孔(1)的孔底，并在光圆钢筋(3)的周围填充实验砂(6)，且光圆钢筋(3)上端位于钢套管(2)的可读刻度范围内；所述钢套管盖(4)盖设在钢套管(2)的管口。2.根据权利要求1所述的一种新型的地表沉降监测装置，其特征在于：所述钢套管(2)的顶端管口低于监测孔(1)孔口2～3cm。3.根据权利要求1或2所述的一种新型的地表沉降监测装置，其特征在于：引孔位置位于混凝土面层时，其监测孔(1)的孔底低于到达地基(8)位置。4.根据权利要求1或2所述的一种新型的地表沉降监测装置，其特征在于：所述钢套管(2)内壁的刻度层从管口开始垂直朝下分布。5.根据权利要求1或2所述的一种新型的地表沉降监测装置，其特征在于：所述光圆钢筋(3)为经过防锈处理后外表光滑的钢筋。6.根据权利要求1或2所述的一种新型的地表沉降监测装置，其特征在于：所述实验砂(6)为0.25～0.35mm粒径的细砂。

技术总结
本实用新型提供了一种新型的地表沉降监测装置。所述地表沉降监测装置包括监测孔、具有刻度的钢套管、光圆钢筋和钢套管盖，所述监测孔通过钻孔机械向从面层的地表监测点位置进行引孔至路面基层以下，所述钢套管的内表面竖向布设有刻度层，固定嵌入监测孔内，且顶端低于监测孔的孔口；所述光圆钢筋垂直插入钢套管内，其底端到达监测孔的孔底，并在光圆钢筋的周围填充实验砂，且光圆钢筋上端位于钢套管的可读刻度范围内；所述钢套管盖盖设在钢套管的管口。本实用新型简化了实验仪器来回测量的麻烦，以及测量后视点变动带来的累计误差，能有效降低钢筋与周围土体的粘结力而不能准确反映地表沉降，提高了沉降监测精确性。提高了沉降监测精确性。提高了沉降监测精确性。


技术研发人员：易鹏程 明月 彭浩 陈大明 徐成祥 陈佳实 李福瀚
受保护的技术使用者：中铁十一局集团有限公司
技术研发日：2022.01.14
技术公布日：2022/6/1