[发明专利]沉降观测预埋件、沉降观测装置及安装装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种土体分层沉降测量技术，尤其涉及一种沉降观测预埋件、沉降观测装置及安装装置。

背景技术

沉降观测是建筑工程变形观测中的一项基础性的工作，随着我国建筑业及交通建设的蓬勃发展，沉降观测这项工作越来越重要，特别是在地下工程和基础工程建设中，由于土体上覆荷载增加或因地下水位下降，会导致土体产生一定量的沉降，为了保证建构筑物及人员的安全，将工程建设对地质环境产生的影响降到最低，我们需要对某特定区域的土体进行分层沉降监测，同时也可以积累实际沉降数据入库以供后续工程建设及科学研究所参考。

迄今，有关土体分层沉降测量的仪器装置主要有分层标和基岩标以及部分现有的专利仪器，由电磁感应原理制作的磁环式分层沉降仪在岩土工程中普遍使用。其中，基岩标和分层标联合GPS测量被《上海市地面沉降监测及防治技术规范》所引用，虽然其适用于大面积区域长时间监测，且自动化及智能化程度较高，但它还同时存在价格昂贵、精度偏低的问题；磁环式沉降仪设备简单，操作方便，但在实施过程中通过人工下放磁探头，人为误差较大，若磁环间距较小，土体里磁性矿物质含量较高时会对探头磁感应产生影响，再加上钢尺精度为±1mm，整体情况误差较大，精度偏低。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种沉降观测预埋件，所述沉降观测预埋件由两个L形支架、两个插针、两个弹簧和两条测线组成；L形支架的短臂段上设置有水平向的通孔；两个L形支架的长臂段互相套接在对方的通孔内，使两个L形支架围成口字形框架；长臂段外端面上设置有沿长臂段轴向延伸的弹簧槽，弹簧和插针都设置于弹簧槽内，弹簧设置于弹簧槽槽底和插针之间；长臂段内侧设置有条形齿，两个L形支架上的条形齿位置相对；短臂段上设置有垂向的过线孔，短臂段下侧设置有连接环，测线下端与连接环固定连接，测线中部穿过过线孔。

与现有的用于沉降观测的预埋件相比，本发明的沉降观测预埋件安装十分方便，无需为沉降观测预埋件专门打孔，沉降观测预埋件可实现自紧固，且不会因土体位移而失效，同时，基于该沉降观测预埋件的测量方法采用全机械方式测量，人为误差较小，测量精度可靠。

基于前述方案，本发明还提出了一种采用前述沉降观测预埋件的沉降观测装置，所述沉降观测装置由多个沉降观测预埋件组成，多个沉降观测预埋件分别设置于观测洞内不同深度位置处，且多个沉降观测预埋件摆放角度相同，使多个沉降观测预埋件上的过线孔互相对正；插针在弹簧的预紧力作用下与观测洞的洞壁紧密接触或插入洞壁的土体内；下侧的沉降观测预埋件上的测线依次穿过其正上方的所有过线孔；所有沉降观测预埋件上的测线都延伸至洞口，观测洞洞口处设置有读数装置。

采用该沉降观测装置进行沉降观测的基本步骤为：多个沉降观测预埋件安装好后，分别对连接在各个沉降观测预埋件上的多条测线进行单独编号（为了便于识别，可在测线端部设置标识环；标识环的作用有两个，一是便于将测线与读数装置连接，二是便于对测线进行临时固定，避免测线掉落至观测洞中）；沉降观测预埋件安装好后，分别对各条测线与读数装置的相对位置进行测量，获取初始数据，后期观测中，定期对各条测线与读数装置的相对位置进行测量，获取观测数据，根据观测数据和初始数据的差值，经过简单的计算即可获知土体的沉降数据；每个沉降观测预埋件上均设置了两根测线，在具体计算中，可通过沉降观测预埋件获得两组数据，求其平均，以减小误差。

本发明还提出了一种用于安装前述沉降观测预埋件的安装装置，所述安装装置由顶盘、底盘、限位结构、中空齿轮轴组成；所述顶盘设置于观测洞的洞口处，底盘设置于观测洞的洞底处；顶盘上设置有中孔和过孔，所有测线都从过孔内穿过，中空齿轮轴套接在中孔内；中空齿轮轴套接在沉降观测预埋件所形成的口字形框架内的中空位置处，且中空齿轮轴表面的齿轮与沉降观测预埋件上的条形齿啮合；限位结构设置于顶盘和底盘之间，限位结构与沉降观测预埋件的侧壁互相接触，防止沉降观测预埋件在中空齿轮轴的驱动下发生自转。