[发明专利]一种磁环式测试基坑开挖引起地基隆起的装置及方法

权利要求书

1.一种磁环式测试基坑开挖引起地基隆起的装置，其特征在于：包括保护钢管(2)、PVC管(1)、卡位环(5)、磁环(3)、螺栓(9)、加强环(7)和圆管(14)；保护钢管(2)通过测量平台(15)的第一槽钢固定在混凝土支撑上，基坑每开挖一层土，用第二槽钢将保护钢管(2)焊接到钢支撑上，第一槽钢搭建在混凝土支撑上，钢板(12)焊接在第一槽钢上，在搭建的混凝土支撑和测量平台(15)周边安装安全栅栏(10)，形成测试人行通道和测量平台(15)；每段PVC管(1)通过各自的PVC管接头(6)连接，埋设在保护钢管(2)内；磁环(3)根据设计要求个数分别套在PVC管(1)外，通过各自卡位环(5)或是各自PVC管接头(6)控制每个磁环(3)位置；每个磁环(3)上端均设有上钢弹片(4)；每个卡位环(5)固定在设计位置的PVC管(1)外；PVC管(1)底部用PVC管底盖(8)密封；靠近PVC管底盖(8)的PVC管(1)孔内，沿孔直径方向装有圆管(14)，外套有加强环(7)，螺栓(9)经加强环(7)穿入PVC管(1)内，螺栓(9)与圆管(14)构成转动副；钢丝绳经圆管(14)，钢丝绳的两端从PVC管(1)的管口引出。

2.根据权利要求1所述的一种磁环式测试基坑开挖引起地基隆起的装置，其特征在于：所述保护钢管(2)为铸铁管，其外径为197mm，管壁厚度为7mm。

3.根据权利要求1所述的一种磁环式测试基坑开挖引起地基隆起的装置，其特征在于：所述PVC管(1)由多段PVC管拼接而成，PVC管(1)的外径为60mm。

4.根据权利要求1所述的一种磁环式测试基坑开挖引起地基隆起的装置，其特征在于：所述卡位环(5)为内径大于PVC管外径的PVC管套，用于限定磁环位置。

5.一种用于权利要求1所述的一种磁环式测试基坑开挖引起地基隆起装置的方法，该方法包括以下主要步骤：

步骤1)混凝土支撑施工完成后、基坑开挖前，在测试位置钻孔，孔径比保护钢管外径大，深度为保护钢管长度，成孔后用起吊机将保护钢管吊入孔中，并临时固定保护钢管，以免保护钢管继续下沉；

步骤2)安装加强环，在加强环中间位置沿直径方向打孔，孔径大于螺栓直径，将圆管从PVC管底部放入PVC管中，螺栓穿过加强环、PVC管和圆管，并穿出，固紧螺栓；

步骤3)将钢丝绳，长度比PVC管总长的两倍多，两头从PVC管底部穿过圆管；

步骤4)用PVC管底盖封闭PVC管底部，并涂上PVC管胶水和拧紧螺丝；

步骤5)按多根PVC管连接顺序，钢丝绳穿过多个有上钢弹片的磁环、卡位环、PVC管接头和PVC管，并用PVC管胶水和螺丝固定卡位环；

步骤6)在PVC管底盖位置的外侧绑扎注浆管；

步骤7)在保护钢管内钻孔，孔径小于保护钢管内径，比磁环外径大，深度比设计深度多0.8-1.2m；

步骤8)压入PVC管，并同步释放注浆管，使其随管一起压入孔中，用PVC管接头连接上下PVC管，直至所有磁环压入到设计位置，用测试仪测试磁环位置，临时固定PVC管；

步骤9)用膨润土、粘土和水一起搅拌，形成泥浆，通过注浆管注入孔中，待到泥浆从孔口冒出时，边注浆边将注浆管从孔中拔出；

步骤10)用钻机通过钢丝绳上拔PVC管，上拔高度既是隆起测量量程，同时用测试仪再次测试磁环位置，判断磁环是否也被带动往上移动，确保有隆起测量量程，固定PVC管；

步骤11)释放钢丝绳的一端，上拔另一端，将钢丝绳拔出PVC管；

步骤12)切割多余的PVC管，使管口齐平，并做一处标记，作为PVC管水准测试点和磁环读数参考点；

步骤13)安装测量平台和栅栏，固定保护钢管；

步骤14)用测试仪多次测试磁环位置，待读数稳定时作为初值，并测量管口水平标高；

步骤15)根据设计采集数据频率测量磁环位置，每次读数同时亦要测试PVC管口水平标高；

步骤16)基坑开挖地基隆起量计算公式：

H_i为PVC管管口第i次测量时的水平标高，R^j_i为第j个磁环第i次读数，i=0，1，2，4···，j=1，2，3，4，···，其中H₀和R^j₀表示初始的管口水平标高和磁环读数，用Δh_i表示第i次的测试累计隆起量，则可表示为：

Δh_i=H_i - R^j_i– (H₀- R^j₀)

式中：正值表示隆起，负值表示沉降。