[发明专利]一种土体分层沉降测试装置及埋设方法

说明书

本发明涉及岩土工程深层土体分层沉降监测技术领域，具体涉及一种适用于钻孔埋设的磁环式分层沉降测试装置及其埋设方法；所述分层沉降测试装置包括分层沉降磁环(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)；弹簧腿(2)上带有定位针(3)的分层沉降磁环(1)装置配合可开设定位孔的沉降套管(6)使用，可精准的控制分层沉降磁环(1)的安装位置及埋设深度，并且完全解决传统采用定位环固定分层沉降磁环(1)所带来的量程受限的问题。

技术领域

本发明涉及岩土工程深层土体分层沉降监测技术领域，具体涉及一种适用于钻孔埋设的磁环式分层沉降测试装置及其埋设方法。

背景技术

目前在岩土工程监测中，地基基础及周边环境的不同深度土体竖向位移情况是监控工程安全、工程质量及周边环境影响的重要指标之一，土体分层沉降监测装置及埋设方法对保障获取可靠的土体竖向位移数据至关重要。

现有的土体分层沉降监测方法主要有分层沉降磁环法、多点位移计法和埋设分层沉降标等方法，其中分层沉降磁环法因其构造相对简单、可在一个孔中多埋多测等优点被广泛采用。分层沉降磁环法测不同深度土体竖向位移主要是通过在既定的位置进行钻孔，将多个沉降磁环按照设计位置用束绳或链条将弹簧片收起并绑扎在PVC管上，再用上、下两个定位环对磁环进行限定，然后逐节将带有沉降磁环的PVC管拼接下放至孔中，之后盖上PVC管盖子并在其与钻孔壁之间回填填料使钻孔密实。埋设完成后，沉降磁环会随着相应位置土体的位移而发生移动，用分层沉降仪定期进行采集，通过计算即可获得相应位置的土体的竖向位移。

然而，采用上述分层沉降磁环装置及埋设方法进行不同深度土体竖向位移监测时，存在以下问题：

(1)监测量程受限。在埋设过程中，磁环会沿着管壁在定位环范围内上下移动，埋设完成后磁环最终位于定位环间的具体位置难以控制，磁环上、下的量程也将难以达到理想状态，并且实际监测中受定位环的限制磁环不能监测到超出其范围的变形现象；

(2)磁环腿弹入周围土体的质量难以把控。常规采用链条绑扎磁环的方式，需要通过拖拽穿入链条间的钢丝的方式释放弹簧腿，该步骤操作繁琐不易控制。若用束绳绑扎磁环弹簧片，实验表明束绳在泥水内自动泡开的时间在数小时甚至数天以上，严重影响埋设进度及埋设质量。

(3)PVC管埋设后稳定性差。常规的磁环尺寸较小，埋设过程中一般会通过提拉PVC管的方式保障弹簧腿伸入原状土足够深，但一方面当存在多个磁环时，此方法难以操控，并且PVC管底最终很可能并没有落在孔底，后续PVC管可能产生长时间的下沉，进而影响磁环监测精度。

发明内容

针对当前分层沉降磁环埋设及测试过程中遇到的监测量程受限、埋设质量难以把控等问题，本发明提供了一种可以靠自身固定在PVC管上的分层沉降磁环装置。

本发明的技术方案如下：

一种土体分层沉降测试装置，包括分层沉降磁环、弹簧腿、定位钉、沉降套管、束绳、解束部件、拉绳；所述分层沉降磁环套在所述沉降套管的管身上，所述分层沉降磁环内环壁光滑，内径略大于所述沉降套管，所述分层沉降磁环可在所述沉降套管上自由移动；所述弹簧腿有若干根，所述弹簧腿的一端与所述分层沉降磁环固定，另一端向外伸出为自由端；所述定位钉为钉状圆柱体，设置在所述弹簧腿自由端的末端；所述束绳为可将弹簧腿固定于沉降套管上的捆扎物；所述解束部件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的一端连接。

优选的，其中圆形拉环为具有一定厚度的金属环，可在其上绑扎较高强度的绳子而不产生割裂的效果。

进一步的，上述一种土体分层沉降测试装置，所述分层沉降磁环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；所述弹簧腿的一端固定在塑料保护壳上，弹开后与分层沉降磁环平面成30-60度夹角；优选的，为45度角，也可根据需要进行定制。