阅读说明：本技术 一种土体分层沉降的监测装置及方法 (Device and method for monitoring layered settlement of soil ) 是由 黄生根 黄启坤 殷鑫 吴明磊 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种土体分层沉降的监测装置,包括一体式柔性柱状袋、定位杆、气囊和沉降仪探头,所述柔性柱状袋表面套设固定多个沉降磁环,所述定位杆下端连接所述气囊,所述定位杆用于插入所述柔性柱状袋内,下放所述柔性柱状袋至监测孔内指定位置、以及上提所述气囊挤压所述柔性柱状袋使其紧贴监测孔内壁的被测土层,所述沉降仪探头用于下放入所述柔性柱状袋内监测各所述沉降磁环的位置。本发明的有益效果：柔性柱状袋和土层紧密贴合,随土层同步下沉,解决了现有技术中沉降磁环与沉降管之间摩擦力过大,及沉降磁环与沉降管之间进入杂物而使得沉降磁环不再随土层沉降的问题,保证了土体分层沉降量监测系统的准确性。(The invention provides a monitoring device for layered settlement of soil, which comprises an integrated flexible columnar bag, a positioning rod, an air bag and a settlement meter probe, wherein a plurality of settlement magnetic rings are fixedly sleeved on the surface of the flexible columnar bag, the lower end of the positioning rod is connected with the air bag, the positioning rod is used for being inserted into the flexible columnar bag, the flexible columnar bag is placed to a specified position in a monitoring hole, the air bag is lifted up to extrude the flexible columnar bag to be tightly attached to a soil layer to be detected on the inner wall of the monitoring hole, and the settlement meter probe is used for being placed into the flexible columnar bag downwards to monitor the position of each settlement magnetic ring. The invention has the beneficial effects that: the flexible columnar bag is tightly attached to the soil layer and sinks synchronously with the soil layer, so that the problem that the sedimentation magnetic ring does not sink along with the soil layer due to the fact that friction force between the sedimentation magnetic ring and the sedimentation pipe is too large and impurities enter between the sedimentation magnetic ring and the sedimentation pipe in the prior art is solved, and the accuracy of the soil body layering sedimentation amount monitoring system is guaranteed.)

一种土体分层沉降的监测装置及方法

技术领域

本发明涉及勘探岩土建筑技术领域，尤其涉及一种土体分层沉降的监测装置。

背景技术

在软土地区进行路基建设通常需要监测土体的分层沉降量来判断各个土层的工程特性是否满足设计要求，并将分层沉降量作为控制施工进度、确定堆载卸载时间和评价地基处理效果的依据。通常使用的方法是磁环式沉降仪法，即用软尺沉降仪配合沉降管和沉降磁环监测软土地基分层沉降量。磁环式沉降仪法工作方式为：预先在沉降管外表面用水溶性胶带固定好沉降磁环，然后在待测软土地基中预埋沉降管，沉降管底端设有密封头以防止泥土堵塞沉降管，沉降磁环内径略大于沉降管，紧密套在沉降管外随被测土层沉降；沉降管与沉降磁环埋设好后通过人工把软尺沉降仪探头放入沉降管内，控制软尺让测头缓慢地向下移动，当探头到达到土层中的沉降磁环埋设位置时，仪器便会发出蜂鸣声，此时人工记录沉降磁环距离管口的长度，沉降管管口高程减去该长度测量值便得到该沉降磁环高程，得到每个沉降磁环的高程便可测得各土层的分层沉降量，在路基建设过程中记录沉降磁环的位置便能监测路基土体各层的状态，为工程建设提供宝贵的资料。

在现有的技术方案中，传统的沉降磁环内径略大于沉降管外径，而由于传统沉降管与沉降磁环接触紧密，在沉降磁环随土层沉降的过程中传统沉降管会对沉降磁环产生一个向上的摩擦力，传统沉降管对沉降磁环产生的摩擦力导致沉降磁环不能随土体同步沉降，从而导致土体分层沉降量的测量结果时常出现较大的误差，不能及时准确的反映被测土层的沉降量。且传统沉降管由数个沉降管单元管连接而成，传统沉降管在埋设过程中需要多次接管，不仅使得埋设过程复杂、工作量大，且沉降管密封性也受影响，淤泥经常涌入堵塞沉降管。因此，需要设计出一种土体分层沉降的监测方法及土体分层沉降的监测装置，使之能消除沉降管与沉降磁环之间摩擦力的影响，且能减少埋设过程中的工作量并保证密封性。

发明内容

本发明的目的在于解决传统沉降管和沉降磁环间摩檫力较大，且沉降磁环与沉降管之间易进入杂物而卡塞的问题，同时也能解决现有方法中接头处涌泥从而堵塞沉降管且沉降管易折断的问题，提供一种土体分层沉降的监测装置。

本发明的实施例提供一种土体分层沉降的监测装置，包括一体式柔性柱状袋、定位杆、气囊和沉降仪探头，所述柔性柱状袋表面套设固定多个沉降磁环，所述定位杆下端连接所述气囊，所述定位杆用于插入所述柔性柱状袋内，下放所述柔性柱状袋至监测孔内指定位置、以及上提所述气囊挤压所述柔性柱状袋使其紧贴监测孔内壁的被测土层，所述沉降仪探头用于下放入所述柔性柱状袋内监测各所述沉降磁环的位置。

进一步地，所述柔性柱状袋为底部封闭，顶部开放的的柔性管体。

进一步地，所述定位杆为中空的管状结构，所述定位杆内部设有充气管，所述充气管下端连接所述气囊，所述充气管上端延伸出所述定位杆上端用于连接外部气源。

进一步地，所述气囊为球体或椭球体。

进一步地，所述柔性柱状袋具有透水性。

进一步地，所述柔性柱状袋的表面设有刻度条。

本发明的实施例还提供了一种土体分层沉降的监测方法，使用上述的土体分层沉降的监测装置，且包括以下步骤：

S1根据监测孔的深度选择适当长度的柔性柱状袋，在所述柔性柱状袋表面套设固定多个沉降磁环；

S2将所述柔性柱状袋套在定位杆上，然后定位杆插入所述柔性柱状袋内，下放所述柔性柱状袋至监测孔内的指定位置；

S3对气囊充气使其膨胀，上提所述定位杆拉动所述气囊向上运动，所述气囊挤压所述柔性柱状袋使其紧贴监测孔内壁的被测土层；

S4取出所述定位杆并向所述柔性柱状袋内下放沉降仪探头，所述沉降仪探头监测各所述沉降磁环的至所述监测孔空口的距离，并根据该距离计算被测土层的沉降量。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的土体分层沉降的监测装置，柔性柱状袋为一体式结构，柔性柱状袋和土层紧密贴合，随土层同步下沉，解决了现有技术中沉降磁环与沉降管之间摩擦力过大，及沉降磁环与沉降管之间进入杂物而使得沉降磁环不再随土层沉降的问题，保证了土体分层沉降量监测系统的准确性；其次，该柔性柱状袋安装方便，不用拼接沉降管，简化了安装步骤，并且有更好的密封性，解决了现有方法中接头处涌泥从而堵塞沉降管的问题，由于其柔性的特征，也不会有折断的问题出现，保证了土体分层沉降量监测系统的适用性。

附图说明

图1是本发明一种土体分层沉降的监测装置的柔性柱状袋安装状态的示意图；

图2是本发明一种土体分层沉降的监测装置的柔性柱状袋撑开过程的示意图；

图3是本发明一种土体分层沉降的监测装置监测状态的示意图；

图4是图1中定位杆2和气囊3的示意图；

图5是图1中柔性柱状袋1的示意图。

图中：1-柔性柱状袋、2-定位杆、3-气囊、4-沉降仪探头、5-监测孔、6-沉降磁环、7-充气管、8-地面、9-外部气源、10-刻度条。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1、2和3，本发明的实施例提供了一种土体分层沉降的监测装置，包括一体式柔性柱状袋1、定位杆2、气囊3和沉降仪探头4。

所述柔性柱状袋1表面套设固定多个沉降磁环6，所述定位杆2下端连接所述气囊3，所述定位杆2用于插入所述柔性柱状袋1内，下放所述柔性柱状袋1至监测孔5内指定位置、以及上提所述气囊3挤压所述柔性柱状袋1使其紧贴监测孔5内壁的被测土层，所述沉降仪探头4用于下放入所述柔性柱状袋1内监测各所述沉降磁环6的位置。

具体的，所述柔性柱状袋1为底部封闭，顶部开放的的柔性管体。所述柔性柱状袋1一般为抗拉强度高的柔性材料制成，所述柔性柱状袋1内为所述沉降仪探头4的下放空间，为了防止所述柔性柱状袋1内存在积水，所述柔性柱状袋1应选择透水材料，所述柔性柱状袋1具有透水性，在能透水的同时阻拦土中土颗粒进入。

所述沉降磁环6间隔套设于所述柔性柱状袋1的表面，所述沉降磁环6之间的间距根据被测土层的分层情况确定。为便于所述沉降磁环6安装到所述柔性柱状袋1上的准确位置，在所述柔性柱状袋1的表面设置刻度条10，借助所述刻度条10，将所述沉降磁环6安装到预设位置。

所述气囊3为中空的椭圆体或球体结构，采用具有一定弹性的材料制成，充气加压后可膨胀变大，保证其外壁光滑。

所述定位杆2为中空的管状结构，采用强度较高的材料制成，所述定位杆2内部设有充气管7，所述充气管7下端连接所述气囊3，所述充气管7上端延伸出所述定位杆2上端用于连接外部气源9。这里所述外部气源9为地面8上的加压机。

另外，本发明的实施例还提供了一种土体分层沉降的监测方法，使用上述的土体分层沉降的监测装置，且包括以下步骤：

S1根据监测孔5的深度选择适当长度的柔性柱状袋1，在所述柔性柱状袋1表面套设固定多个沉降磁环6，在固定所述沉降磁环6时可以借助所述柔性柱状袋1表面的刻度条10，所述沉降磁环6间的距离根据被测土层的分层情况确定，一般为3m左右。

S2连接定位杆2和气囊3，将所述柔性柱状袋1套在定位杆2上，然后定位杆2插入所述柔性柱状袋1内，下放所述柔性柱状袋1至监测孔5内的指定位置，保证所述柔性柱状袋1和所述定位杆2顶端均出露出地面8一定高度。

S3然后将所述气囊3通过所述充气管7与外部气源9连接，对所述气囊3充气使其膨胀，上提所述定位杆2拉动所述气囊3向上运动，所述气囊3挤压所述柔性柱状袋1使其紧贴监测孔5内壁的被测土层，所述气囊3将所述柔性柱状袋1完全撑开，这样所述柔性柱状袋1紧密贴合被测土层，被测土层在沉降时对所述柔性柱状袋1产生的摩擦力和压力将使得所述柔性柱状袋1随被测土层同步伸缩，所以所述沉降磁环6也随被测土层同步沉降。

S4取出所述定位杆2并向所述柔性柱状袋1内下放沉降仪探头4，上提所述定位杆2所述气囊3离开所述柔性柱状袋1后，即可取出所述定位杆2；当需要测量被测土层沉降情况时，向所述柔性柱状袋1内下放所述沉降仪探头4，所述沉降仪探头4监测各所述沉降磁环6至所述监测孔5孔口的距离，根据监测孔孔口的高程和所述沉降磁环6至所述监测孔5孔口的距离换算便可得各土层沉降量。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。