[发明专利]一种土体分层沉降测试装置及埋设方法

权利要求书

1.一种土体分层沉降测试装置，其特征在于，包括分层沉降磁环(1)、弹簧腿(2)、定位钉(3)、沉降套管(6)、束绳(7)、解束部件(8)、拉绳(9)；所述分层沉降磁环(1)套在所述沉降套管(6)管身上，所述分层沉降磁环(1)内环壁光滑，内径略大于所述沉降套管(6)，所述分层沉降磁环(1)可在所述沉降套管(6)上自由移动；所述弹簧腿(2)有若干根，所述弹簧腿(2)的一端与所述分层沉降磁环(1)固定，另一端向外伸出为自由端；所述定位钉(3)为钉状圆柱体，设置在所述弹簧腿(2)自由端的末端；所述束绳(7)为可将弹簧腿(2)固定于沉降套管(6)上的捆扎物；所述解束部件(8)为一端具有圆形拉环，另一端为U型刀片的结构物，所述束绳(7)穿过所述U型刀片的U型部位，而所述圆形拉环与所述拉绳(9)的一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种土体分层沉降测试装置，其特征在于，所述分层沉降磁环(1)内部具有稳定磁性的环状人工磁石，外部包裹有高强度、耐腐蚀的塑料保护壳；所述弹簧腿(2)的一端固定在塑料保护壳上，弹开后与分层沉降磁环(1)平面成30-60度夹角。

3.根据权利要求1所述的一种土体分层沉降测试装置，其特征在于，所述弹簧腿(2)为4根，分别从分层沉降磁环(1)的四端对称引出。

4.根据权利要求1所述的一种土体分层沉降测试装置，其特征在于，所述定位钉(3)与所述弹簧腿(2)连接处成90度。

5.根据权利要求1所述的一种土体分层沉降测试装置，其特征在于，所述弹簧腿(2)由一定厚度的高韧性钢片制成。

6.根据权利要求1所述的一种土体分层沉降测试装置，其特征在于，所述弹簧腿(2)自由端的端部弯折一定的角度。

7.根据权利要求1所述的一种土体分层沉降测试装置，其特征在于，沉降套管(6)为可拼接的具有一定厚度和强度的空心管，所述沉降套管(6)直径小于分层沉降磁环(1)的内径不少于1cm，且沉降套管(6)外壁较为光滑；在待安装分层沉降磁环(1)的位置开设与弹簧腿(2)数量相同的定位孔，定位孔的直径略大于弹簧腿(2)上的定位钉(3)的直径。

8.根据权利要求1所述的一种土体分层沉降测试装置，其特征在于，所述U型刀片为内薄外厚的U型金属环，较薄的内沿在一定的拉力下可以有效的割裂束绳(7)。

9.根据权利要求1所述的一种土体分层沉降测试装置，其特征在于，所述束绳(7)是指将磁环弹簧腿(3)固定于沉降套管(6)上的捆扎物，具有适中强度的偏脆性捆绳；所述拉绳(9)使用具有较高强度的韧性材料制成。

10.如权利要求1-9任一项所述的土体分层沉降测试装置的埋设方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.根据土体竖向位移监测要求准备相应数量的沉降套管(6)和分层沉降磁环(1)，并在拟埋设的位置附近将沉降套管(6)依次摆放；

S2.根据各分层沉降磁环(1)的设计埋深，依次量取其安装在所对应的沉降套管(6)的具体位置，做好标记后将分层沉降磁环(1)套进相应的沉降套管(6)上并移至对应位置；

S3.收起分层沉降磁环(1)的弹簧腿(2)并在沉降套管(6)上标记出定位钉(3)所处的位置，然后松开定位钉(3)并在沉降套管(6)上对应位置开设定位孔，其直径略大于定位钉(3)的直径；

S4.待沉降套管(6)上的定位孔开设完成后，收起分层沉降磁环(1)的弹簧腿(2)，确保所有定位钉(3)全部插入沉降套管(6)的圆孔内，再用束绳(7)将弹簧腿(2)牢固的绑扎于沉降套管(6)上；

S5.依次完成所有分层沉降磁环(1)的绑扎固定工作，并在沉降套管(6)的底部用定位圈固定一个没有弹簧腿(2)的磁环，作为分层沉降监测的基础磁环；

S6.在拟开展土体分层沉降监测的位置用钻机进行成孔，成孔的深度应根据最下端土层(4)的性质适当略小于沉降套管(6)的设计埋深，钻孔(5)的直径应根据分层沉降磁环(1)的直径、填孔的方式及填孔材料综合确定；

S7.待钻孔到位后，将固定好磁环的沉降套管(6)逐节下放至孔内，沉降套管(6)节与节之间需要连接牢固，防止埋设过程及后续监测过程中发生松动甚至脱落，下放过程中按埋设顺序整理每个分层沉降磁环(1)上的拉绳(9)，避免用力拉扯或相互缠绕；

S8.沉降套管(6)下放到钻孔(5)底部后，通过人力或设备在孔口对沉降套管(6)施压，使沉降套管(6)底端进入原状土至设计深度；

S9.在地面按自下而上顺序依次拉扯绑扎在每个分层沉降磁环(1)的解束部件(8)圆形拉环上的拉绳(9)，使每一个分层沉降磁环(1)上的弹簧腿(2)依次弹开，弹簧腿(2)的高弹力使其自由端能够深入钻孔(5)侧壁的原状土体中，特别注意当下部的分层沉降磁环(1)的拉绳(9)完全拖出地面后，再拉扯上部的分层沉降磁环(1)的拉绳(9)，防止多个拉绳(9)的相互缠绕；

S10.待所有分层沉降磁环(1)的弹簧腿(2)弹开完毕后，根据土层(4)特点，采用注配料浆、填砂、填黏土球等方式进行封孔，必须严格控制封孔质量，并避免填料与周围土层(4)的物理力学性能差异过大的现象；

S11.待回填完成后，在孔口设置保护盖，防止测孔损坏或杂物进入沉降套管(6)内；

S12.测量时，打开保护盖，用分层沉降磁环仪依次对各位置的分层沉降磁环(1)进行不少于3次的往返测试。