[发明专利]软土地层深层土体分层沉降监测的方法及装置

权利要求书

1.一种软土地层深层土体分层沉降监测的装置，其特征在于，包括：设置于地层中作为探头行进通道的测管、若干具有信号发生功能的沉降标、用于向测管内注液并完成液面基准调平以及探头提升和沉放的监测控制模块、数据采集及处理模块以及用于探测沉降标信号的探头；所述沉降标包括信号发生元件；所述监测控制模块包括注液调平装置、探头收放装置以及测管接头套；所述探头包括信号接收元件与液压量测元件，所述沉降标在监测作业前预先设置于测管周边地层中，所述沉降标竖向间隔设置且各沉降标与测管之间具有一定间距，所述监测控制模块安装于测管上方，所述注液调平装置通过测管接头套与测管连通，通过所述注液调平装置向测管中注液并进行液面基准调平，所述探头收放装置能够控制所述探头在所述测管中进行升降，数据采集及处理模块接收来自探头的测量数据并对测量数据进行处理以得到软土地层深层土体竖向分层监测点位的沉降情况，所述数据采集及处理模块将探头中的信号接收元件所接收到的沉降标发生信号绘制成信号强度波形曲线，且所述数据采集及处理模块能够将探头中的液压量测元件所测得的探头当前位置的测管内液压强度换算成探头的深度水准坐标并绘制成探头水准坐标曲线，其中所述信号强度波形曲线上的波峰位置对应所述探头水准坐标曲线上的坐标值是各沉降标当前的实际水准坐标，所述数据采集及处理模块根据沉降标当前的实际水准坐标值的变化逐步推算软土地层深层土体竖向分层监测点位的沉降情况。

2.如权利要求1所述的软土地层深层土体分层沉降监测的装置，其特征在于，还包括一基准点，所述基准点为设置在工程影响范围以外的地层位移不动点，单次监测作业前通过所述注液调平装置向测管中注液并调整注液调平装置的最大液面高度与基准点水平高程始终保持一致。

3.如权利要求2所述的软土地层深层土体分层沉降监测的装置，其特征在于，所述沉降标在护壁套筒的保护下通过沉降标径向植入装置经护壁套筒筒身对应的植标预留孔逐一植入地层中，所述沉降标径向植入装置包括植标控制箱、牵引线以及植标器，所述植标器位于护壁套筒内，所述护壁套筒是在钻孔掘削过程中跟进下放于地层中，所述护壁套筒在筒身根据竖向分层监测位置要求设置一系列的植标预留孔，且所述植标预留孔采用临时封孔，所述植标控制箱通过驱动抽拉牵引线带动所述植标器在护壁套筒内上下移动且能够将所述植标器对准护壁套筒的各植标预留孔位置，所述植标器能够利用所述护壁套筒极为有限的筒内空间将各沉降标经对应的植标预留孔植入地层内，使得沉降标独立设置于地层内，能够随周围土体自由一致位移。

4.如权利要求3所述的软土地层深层土体分层沉降监测的装置，其特征在于，所述植标器包括标匣、微型多级伸缩液压油缸、以及微型液压动力单元，所述标匣包括标匣壳以及螺旋弹簧，所述沉降标横向设置且依次叠置于所述标匣壳内，所述标匣壳内最下方的沉降标所在的空间为发射仓，所述螺旋弹簧设置于所述标匣壳内并且位于最上方的沉降标与标匣壳的顶板之间，所述螺旋弹簧能够将沉降标往发射仓逐个推送，所述标匣壳的两侧对应发射仓位置分别开设沉降标发射口以及沉降标驱动口，所述微型液压动力单元通过两个油路与微型多级伸缩液压油缸连接为其提供动力，所述微型多级伸缩液压油缸经沉降标驱动口驱动位于发射仓内的沉降标依次经所述沉降标发射口以及护壁套筒的植标预留孔进入地层。

5.如权利要求3所述的软土地层深层土体分层沉降监测的装置，其特征在于，所述测管采用柔性材料，所述测管置入由护壁套筒保护的导孔中，在所述护壁套筒与内置的测管之间填充黏性土球。

6.如权利要求1所述的软土地层深层土体分层沉降监测的装置，其特征在于，所述数据采集及处理模块，根据公式P＝ρgh将来自探头探测到液压强度P换算得到当下探头所处深度的水准坐标h，绘制成探头水准坐标曲线，其中，ρ为液体的密度，g为重力加速度。