[发明专利]测量沉井底部深层地基承载力的装置及其安装和测量方法

说明书

本发明公开一种测量沉井底部深层地基承载力的装置及其安装和测量方法，通过在沉井首节钢壳拼装时，将主动土压力计安装在刃角底部钢壳上，之后正常浇筑钢壳内部混凝土，正常接高，主动土压力计随沉井一同下沉至一定深度，与深层土体直接接触。然后通过位于沉井外部的液压油泵对主动土压力计内的油缸施加压力，油缸和底板在液压作用下直接对地基土进行加载，并通过位移传感器监控位移，进而得到原位土的Q‑s曲线，实现原位测量沉井底部深层地基的承载力。

技术领域

本发明涉及一种地基土承载力测量装置及其安装和测量方法，具体涉及一种测量沉井底部深层地基承载力的装置及其安装和测量方法。

背景技术

沉井基础具有埋深大、整体稳定性好、刚度大、抗震性能好、能承受较大的垂直荷载和水平荷载等特点，是除桩基础之外的另一种应用较多的桥梁基础形式。不仅可以作为悬索桥的锚碇基础，还可以作为桥梁的中塔深水基础。沉井刃角底部地基承载力是决定沉井尺寸的重要指标之一，由于沉井下沉会对地基土产生较大地扰动，使得地勘所得地基土承载力与实际承载力偏差较大。并且，由于目前尚无沉井下沉一定深度后地基承载力的原位测试方法，导致沉井的设计具有一定的盲目性，往往造成大量的浪费。

随着社会经济的发展，公路铁路建设力度逐年加大，大跨度桥梁日益增多。目前我国沉井基础深度、长度均超过百米大关。而且沉井尺寸越大，施工费用越高，工期越长，同时沉井翻砂、突沉、难沉的风险也越大。如能在沉井下沉一定深度后原位测试沉井底部地基承载力，不仅可以掌握沉井下沉对土体的扰动情况，还可根据原位测试结果确定沉井是否需要继续下沉，进而减小沉井盲目下沉风险，降低造价。因此沉井下沉一定深度后深层地基承载力的原位测试显得尤为重要，对促进大跨度桥梁的发展具有重要意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种测量沉井底部深层地基承载力的装置，该装置能够实现原位测量沉井底部地基承载力。

本发明的另一目的是提供一种上述装置的安装方法。

本发明的第三个目的是提供一种采用上述装置测量沉井底部深层地基承载力的方法。

技术方案：本发明所述的一种测量沉井底部深层地基承载力的装置，包括设置于沉井刃角底部的主动土压力计、位于沉井外部的位移信号接收装置和液压油泵、传输组件；所述主动土压力计包括密封箱、油缸和位移传感器；所述密封箱具有顶板、底板和侧壁板，所述底板与沉井刃角底部的钢壳齐平；所述油缸和所述位移传感器均设置于该密封箱内，且油缸的两端分别抵接于所述顶板和底板上；所述传输组件包括信号传输线和油管，所述信号传输线连接位移传感器和信号接收装置，所述油管连接液压油泵和油缸；当向油缸加压时，油缸推动底板向下移动，位移传感器测量底板向下的位移并传输给信号接收装置。

其中，所述油缸设置的数量根据预估的地基承载力确定，油缸总压力为预估的地基承载力的两倍以上。从而保证施加的荷载可达到地基极限承载力。

所述密封箱为长方体密封箱，该长方体密封箱的宽度与沉井刃角底部钢壳的宽度一致，长度根据所述油缸的数量确定。

具体的，当具有多个油缸时，所述多个油缸在所述密封箱的长度方向上均匀设置。

进一步的，所述密封箱内设置不少于三个位移传感器，所述位移传感器设置于所述顶板和所述底板之间，且均匀排布于密封箱内。从而能够更加精确的测量底板的位移。

为了保护信号传输线路和油管不被混凝土破坏，所述传输组件还包括保护管，所述保护管一端连通所述密封箱，另一端设置于沉井上方，所述信号传输线和油管均穿设于该保护管内。

而本发明所述的测量沉井底部深层地基承载力的装置的安装方法所采用的技术方案包括下列步骤：

(1)拼装沉井首节钢壳；

(2)在需测地基承载力部位切割刃角底部钢壳钢板形成底板，并将底板与沉井刃角底部钢壳点焊连接；