[发明专利]水下地基原位自动监测成套技术方法

摘要

水下地基原位自动监测成套技术方法，包括：多个固定测斜仪断面地表沉降监测法；多点液压差地表沉降监测法；土体分层沉降监测法；孔隙水压力监测法；水平与垂直向位移监测法；测控系统长期放在深水海底的自动监测技术。特点：不论距岸远近，均能顺利而方便地进行水下地基原位监测，不需要水上设立基点，不需海上架设平台，不需穿过建筑物；可对工程实施全程监测，并能进行水下自动化监测和实时传输监测数据，特别是在大风浪巨台风期间仍可连续不间断地监测；自动化监测可节省监测人员，省去往返船机、节省时间；自动化的监测仪器全部在水下，对施工干扰小，减少仪器损坏率；自动化监测做到准时准点测试，消除人为读数误差，准确、快捷、精度高。

主权项

1、一种水下地基原位自动监测成套技术方法，其特征在于：包括：1)多个固定测斜仪断面地表沉降监测法多个固定测斜仪监测断面沉降方法，将每个测斜仪与刚度足够大的水平向条形钢板，又称基座，呈刚性连接；其中每个测斜仪都经过两层保护，各基座间为铰接相连，多个基座连结为一个整体的基座，又称连续沉降板，从导堤外侧无沉降发生处作为起点，将整体的基座埋设在导堤与海底面之间；当导堤引起地基沉降时，各个测斜仪测得的倾斜角θ，即为那个基座发生的倾斜角θ，各基座两端的沉降差为Δi＝Li sin θi 整个断面各监测点的沉降值可按下式计算： S0＝0 Si＝Si-1+Δi＝Si-1+Li×sinθi(i＝1，2，……，n)断面地表沉降监测法的技术特征：①不需设立基准点，不需搭建水上测量平台，以连续沉降板代替沉降测杆，不需穿过建筑物及基础即可进行断面地表沉降监测；②以多个固定测斜仪代替沉降仪，采用多个固定测斜仪固定在以铰接相连结的多个连续的刚性沉降板(基座)的方法进行沉降监测；③接收仪器放在水下地面上，可进行自动监测；2)多点液压差地表沉降监测法将传感器固定在沉降盘上并放在欲测的地表，通过气、液双管和电缆与储液罐相连，储液罐固定在水下建筑物基础与水下原地面之间的相对沉降点处，该点可采用其它观测手段能够准确确定出绝对沉降值的点，如该点可为分层沉降点地表处；当监测点的地表产生沉降时传感器的振弦通过双液管即可测出液体压力的变化，从而即可换算监测点与对比点的沉降差值；再由对比点的沉降值，换算处监测点的沉降值；多点液体压差沉降监测法的技术特征：①一般采用该仪器时均将储液罐和干燥管放置在岸上观测室内；本成套技术将它们放在水下建筑物基础与地表之间处；②一般采用该仪器时均将储液罐和干燥管放置在陆上不沉降处；本成套技术将它们放在水下分层沉降点之上的相对沉降处，并由分层沉降点地表处的沉降值换算出液体压差沉降仪监测点的地表沉降值；③接收仪器设置在水下原地面上；3)土体分层沉降监测法采用多个钢弦式位移计串联在一起放入钻孔内，地基中每层土由一个或多个位移计进行监测；各层土分界处也是某些位移计之间由法兰盘的连结处，该处法兰盘上均设置锚头装置，使位移计与周围土体固定连结在一起；当该层土沉降压缩时，位移计的长短也随之变化，从而测出各层土的沉降量；土体分层沉降监测法的技术特征：①钢弦式位移计一般用于测量土体位移，本成套技术借用来监测水下土体的分层沉降；②一般锚固装置有灌浆螺纹锚头、液压锚头、填装式锚头、弹簧套紧锚头，本技术采用自行研制的化学反应锚头。当多个位移计串联好后且放入钻孔前，将两种化学制品倒入锚头内后，随即将整套仪器放入钻孔内。通过慢慢的化学反应产生的涨力，将锚头内的几个爪子压到土层分界处的土体内，使位移计与土体牢固连接在一起；③接收仪器一般放在陆上或水上，本技术将它放在水下的原地面上；4)孔隙水压力监测法采用监测点的水下地表面设置一个孔隙水压力测头，其下各孔隙水压力测头均减去该测头的实测值，即可较准确地消除潮汐、波浪及部分静水压力的影响；其接收仪器设置在水下地面上；5)水平与垂直向位移监测法以固定测斜仪与测斜管相配合，用于监测土体的水平和垂直向位移；采用在测斜仪管中放置多个固定测斜仪监测位移；水平向位移监测，将测斜管竖向埋设在地基钻孔内；垂直向位移监测，将测斜管水平埋设在地基钻孔内；其接收仪器设置在水下地面上；6)自动化监测技术采用美国SMARTDATA——2000测控系统进行自动监测，自动化监测方法为便于监测，特设置了浮筒，浮筒一则作为标记，便于每次取回监测数据时寻找到密封罐的位置，二则可作为监测用船系缆之用；将内装有测控系统的双层密封缸放在钢浮筒下的3T重混凝土锚坠子旁；又将通信接口和电源放在一个小密封罐中，小密封罐也放在锚坠子旁；每间隔半个月或一月采集数据时，需在潜水员配合下将小密封罐捞出。通过笔记本电脑连接通讯接口将监测数据取回，并更换为测控系统供电的蓄电池；待数据取回、新电源接好并密封后，再将小密封罐放回水中；各传感器测头多余的电缆放入电缆框中，以防碰断，电缆框也放在锚坠子旁；测控系统的保护与密封为了测控系统防水，测控系统机箱采用密封条并涂硅胶；又将机箱放在内外两层密封缸内；内外密封缸的上盖均采用精加工的法兰盘加胶垫的密封方法；进入测控系统的多个传感器的电缆以及测控系统引出的通讯接口和连接蓄电池的两根铠装电缆，这么多根电缆均要从法兰盘上穿过，每根电缆穿越法兰盘的内外侧均设置一对密封锁头防水；内外锁头之间在法兰盘的孔上穿电缆的空隙再加灌环氧树脂与硅胶形成双层防水，达到多道防水目的；机箱内和内外密封缸之间均放防潮剂，达到多层防潮。自动监测系统的技术特征：①自动监测系统并非放在温度、湿度适宜的陆上，而将监测系统全部放在8～9米的水下，并且它在水下监测的时间达一、两年以上；②自动监测系统放置在水下的施工现场，它设有多道成功的防渗、防潮、防碰、防砸以及防电缆挂断的强有力措施。