[发明专利]水下地基分层沉降测量的监测仪器设备及其设置方法

权利要求书

1.一种测量水下地基分层沉降的设备，由埋设在钻孔中的刚性基准管构成，该刚性基准管底部法兰顶在钻孔底部非压缩土层，其顶部距钻孔口一定距离，其特征在于，在该刚性基准管上设有若干组分层沉降测量机构，各组分层沉降测量机构以并联方式安装在所述刚性基准管上；各组分层沉降测量机构分别由位移计与位移块组成；其中的位移计分别固定在所述刚性基准管上；其中的位移块分别套装在所述刚性基准管上；各所述位移块嵌入被测土层；所述位移计与位移块的组对方式是：位移计与位移块之间设有连接组件；位移杆插入位移计空腔内；该位移杆通过螺纹固定于所述连接组件的中心螺孔上；所述连接组件旋入位移块螺丝孔中，固定在位移块上；位移计的信号电缆沿所述刚性基准管引到地面上；

所述位移计与所述刚性基准管的固定方式是：固定限位夹和支撑导向夹分别将位移计的上部和下部固定于基准杆上。

2.根据权利要求1所述的测量水下地基分层沉降的设备，其特征在于，所述位移块嵌入被测土层的方式是：在位移块上分别固定有弹性涨卡；安装前，采用收紧链将该弹性涨卡收紧和固定；水下分层沉降测量设备在钻孔内安装完成后，释放收紧链，弹性涨卡涨开，将位移块嵌入被层土层，与土体紧密结合。

3.根据权利要求1所述的测量水下地基分层沉降的设备，其特征在于，所述位移块的固定点处，固定有收紧链和定位链；该定位链连接在刚性基准管上。

4.根据权利要求1-3之一所述的测量水下地基分层沉降的设备，其特征在于，所述各组分层沉降测量机构中设有位移传感器的位移杆保护筒；该保护筒套在位移计外，该位移计保护筒通过螺纹固定于连接组件上，将组件位移块通过对中孔套在刚性基准管上。

5.根据权利要求4所述的测量水下地基分层沉降的设备，其特征在于，所述钻孔孔径为110～150mm；

所述刚性基准管的直径不小于30mm，壁厚大于6mm；该刚性基准管每节1～3m长，且在每节管两端加工成内螺纹，每节管两端离开内螺纹10cm均设置直径10mm的通孔；

所述刚性基准管连接接头与基准管外径尺寸相同，其两端加工成与基准管内螺纹相匹配的外螺纹，接头中部打设直径10mm的通孔，该通孔功能与基准管上通孔功能相同。

6.根据权利要求5所述的测量水下地基分层沉降的设备，其特征在于，位移计采用LVDT大量程电感位移计；传感器精度指标为0.1%F.S；

所述位移传感器位移杆为直径6mm的不锈钢杆，下部设置连接螺纹与连接组件固定连接；

所述位移传感器固定限位夹和位移传感器支撑导向夹均为金属组装式构件；

所述位移传感器的位移杆保护筒为高韧性塑料保护筒，其内径与位移传感器外径匹配，保护筒下部采用螺纹结构与连接组件进行刚性联接。

7.根据权利要求6所述的测量水下地基分层沉降的设备，其特征在于，所述位移块为厚度60mm的尼龙块，平面形状为圆形，位移块平面中部位置设置与基准管外径匹配的孔以保证位移块沿基准管自由运动，位移块周边固定有弹性涨卡和定位链，弹性涨卡总长度大于60cm。

8.权利要求1所述的测量水下地基分层沉降的设备设置方法，其特征在于，步骤如下：

⑴. 根据被测土层预估沉降量大小，选择合理量程的位移计；

⑵. 装配时采用收紧螺杆穿入其收紧孔后用螺帽收紧将位移计牢固固定于基准杆上，位移计信号电缆逐段控轧于刚性基准管上；将位移计固定牢固；

⑶. 将位移计与位移块的连接组件旋入位移块螺丝孔中将其固定在位移块上；

⑷.位移杆通过螺纹固定于连接组件的中心螺孔上；

⑸.将位移计保护筒通过螺纹固定于连接组件上；

⑹.将完成上述组件装配的位移块通过对中孔套在刚性基准管上；

⑺.同时位移杆插入位移计空腔内；保护筒套在位移计外；

⑻.将基准管在钻孔全深度范围内强制对中；

⑼. 根据设计测量定位确定仪器埋设安装点位；

⑽. 采用钻机完成仪器安装孔位打设；

⑾. 重复步骤⑴-⑶，装配完成全部位移计及其安装组件，每套位移计及其安装组件的刚性基准管上部通过螺纹固定基准管连接接头以用于各组件的相互连接；

⑿. 最底部安装组件下部通过螺纹固定支撑法兰，根据需要在各个位移计及其安装组件之间用基准管连接接头通过螺纹固定连接不同长度的刚性基准管以调节各位移计准确安装至其设计被测土层；

. 采用吊装方式逐段、分段或全段将仪器设备及其组件安装于监测孔内，用信号接收读数仪检测各位移计正常与否；吊装全过程基准杆底部固定一根辅助钢丝绳以防止安装过程发生意外时可以将钻孔内仪器设备拉出，仪器设备安装完成后将该辅助钢丝松弛放入钻孔内；

. 检查仪器设备安装准确无误后，逐个顺序释放各位移块上弹性涨卡收紧链和定位链，使各位移块牢固嵌入被测土层，同时释放定位链，使位移块可以自由向下运动，各位移块先释放收紧链再释放定位链，再用信号接收读数仪检测各位移计正常与否；

. 确认各位移计正常后，回填封孔，仪器信号电缆采用保护管保护引至施工现场以外安全区域，仪器安装完成。