一种组合式沉降观测设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种组合式沉降观测设备及方法，它解决了现有技术中沉降观测设备操作较复杂、造价较高的问题，具有结构简单、能够快速铺设、提高测量精度的效果；其技术方案为：包括若干相互平行的沉降杯主体和水位监测站，所述沉降杯主体包括泄水杯和设于其底部的固定底座，固定底座下方设有用于与地基固定的螺杆；水位监测站包括用于灌加玻璃水的漏斗及流量可调节的加水装置，所述漏斗/加水装置通过水管与泄水杯连通，且所述水管安装水压传感器I。

A Combined Settlement Observation Equipment and Method

The invention discloses a combined settlement observation equipment and method, which solves the problems of complex operation and high cost of settlement observation equipment in the prior art, and has the advantages of simple structure, rapid laying and improving measurement accuracy. The technical scheme includes several parallel settlement cup bodies and water level monitoring stations, and the settlement cup bodies include drain cups and designs. The fixed base at the bottom is provided with a screw for fixing the foundation under the fixed base; the water level monitoring station includes a funnel for filling glass water and a water filling device with adjustable flow rate. The funnel/water filling device is connected with the drain cup through a water pipe, and the water pipe is equipped with a water pressure sensor I.

【技术实现步骤摘要】
一种组合式沉降观测设备及方法
本专利技术涉及道路施工
，尤其涉及一种组合式沉降观测设备及方法。
技术介绍
随着社会经济的飞速发展、人民生活水平的普遍提高，对高速公路以及高速铁路的需求量日益增加。现在我国高速公路、铁路的建设工期要求越来越短，为适应工程进度的要求，路基工程大量采用机械化施工。同时，由于高速公路、铁路车辆运行速度快、技术要求标准高、质量控制要求严，控制路基变形己成为高速公路、高速铁路的关键技术。为确保施工进度和施工质量，公路和铁路设计、施工规范均要求进行沉降观测。专利技术人发现，现有沉降观测设备对工程施工期间的监测有较多的不足，一般沉降观测断面需要在路中心以及左、右路肩三处进行降观测，操作较为复杂，且一般造价较高，需要配套的仪器，在一定程度上阻碍了工程施工进度。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种组合式沉降观测设备及方法，其具有结构简单、能够快速铺设、提高测量精度的效果。本专利技术采用下述技术方案：一种组合式沉降观测设备，包括：若干相互平行的沉降杯主体，所述沉降杯主体包括泄水杯和设于其底部的固定底座，固定底座下方设有用于与地基固定的螺杆；水位监测站，包括用于灌加玻璃水的漏斗及流量可调节的加水装置，所述漏斗/加水装置通过水管与泄水杯连通，且所述水管安装水压传感器I。进一步的，所述加水装置包括筒体，筒体顶部安装用于控制气体进入量的螺母，筒体底部与连接管相连；所述连接管配置阀门及流速计。进一步的，所述筒体具有刻度。进一步的，所述泄水杯一侧开设入水口，所述入水口连接水管的一端，且入水口设置喉箍。进一步的，所述泄水杯顶部安装水压传感器II，以预警泄水杯溢水的时刻；所述泄水杯顶部开设出水口，以疏通溢出的液体。进一步的，所述泄水杯外侧设置保护壳，所述保护壳连接气管的一端，气管另一端用于连接真空泵。进一步的，所述固定底座靠近边缘位置开设出水孔。一种组合式沉降观测方法，采用所述的观测设备，包括以下步骤：步骤(1)截取多个设定长度的水管，将水管与沉降杯主体、漏斗连接，并加水测试设备是否漏水；确认不漏水后将水管与沉降杯主体、漏斗分离；步骤(2)在地基土层开挖管槽和沉降杯安置槽；步骤(3)埋设预制方桩，将水压传感器I固定于预制方桩下侧；步骤(4)将每个水管的两端对应编号，并将水管埋置于管槽底部，且水管两端预留设定长度；步骤(5)将水管按编号顺序固定于预制方桩一侧，之后将水管连接水压传感器I，并将气管固定于设定位置；步骤(6)安装沉降观测设备，将保护壳安装于沉降杯主体上方，之后将气管与保护壳相连，并通过喉箍夹紧；步骤(7)填土、压实至地基底面高度；之后埋桩、掩埋沉降杯主体；步骤(8)用漏斗插入水管加玻璃水，之后用加水装置向水管内注玻璃水，注入设定体积后停止；待液面稳定设定时间后，记录水面初始高度Hx0和加水装置注入的玻璃水量Vx0，然后用塞子将水管堵住；步骤(9)确定观测频率，每次观测前，根据上一次的Vx0调整加水装置流量；下次观测时，用真空泵将观测设备内的玻璃水回收，按照步骤(8)记录数据，并计算沉降差。进一步的，所述步骤(2)中，水力梯度设置为0.1～0.15，管槽水平方向的长度L＝下降高度/水力梯度。进一步的，所述步骤(6)中，先调整水管长度并把水管插入泄水杯的入水口，然后用喉箍夹紧水管，再将沉降杯主体插入沉降杯安置槽中，通过旋转螺杆进行固定。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术在泄水杯外侧设置保护壳，能够有效地防止泄水杯与地基材料固结，提高了测量精确度；(2)本专利技术利用U形管原理进行沉降观测，使沉降杯内的气压与外界大气压一致，因此液体在水管两端液面高程一致；将沉降杯埋于观测点处，把水管引至路基外侧，注入玻璃水，通过测量水压力计在路基外侧的高程变化即可得出沉降观测点处的沉降量；(3)本专利技术在水管、气管的接头处安装喉箍，以防止使用过程中因水管、气管脱落而影响实验精度；(4)本专利技术的泄水杯顶部开设出水口，能够保证沉降杯主体内部不积水，能够准确反映真实沉降情况；(5)本专利技术的泄水杯配置水压传感器，能够起到预警作用，以较为精确的控制注水流量，防止出现注水过多或过少的情况；(6)本专利技术的水管配置水压传感器，其读数可以准确反应水柱高度，避免了之前读取量尺所造成的人为误差。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术实施例一的结构示意图；图2为本专利技术实施例一的加水装置结构示意图；其中，1-泄水杯、2-固定底座、3-保护壳、4-喉箍、5-水管、6-气管、7-漏斗、8-预制方桩、9-水压传感器I，10、水压传感器II，11、筒体，12、螺母，13、刻度，14、流速计，15、阀门，16、连接管。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在沉降观测设备操作较复杂、造价较高的不足，为了解决如上的技术问题，本专利技术提出了一种组合式沉降观测设备及方法。实施例一本实施例提供了一种组合式沉降观测设备，如图1和图2所示，包括若干相互平行的沉降杯主体、水位监测站，其中，沉降杯主体包括泄水杯1、固定底座2，水位监测站包括漏斗7、可调节出水量的加水装置。漏斗7用于初次注水时防止水管5中进入空气形成一段一段的气柱而影响检测结果。在本实施例中，漏斗7选择大漏斗(直径9cm)，其材质为塑料。所述加水装置包括筒体11、螺母12、流速计14和连接管16，筒体11顶部安装螺母12，筒体11底部安装连接管16，所述连接管16上安装阀门15和流速计14；所述筒体11设置刻度13。加水时，阀门15关闭，螺母12旋出，从筒体11顶部螺母12的安装孔加水，通过观察刻度13以加入设定体积的玻璃水；当加水量满足要求后，将螺母12拧入筒体11顶部。使用加水装置时，通过旋转螺母12能够调节进入筒体11的气体量，通过阀门15控制筒体11的出水量。在本实施例中，所述筒体11为圆柱形。可以理解的，在其他实施例中，筒体11也可以为其他形状，例如圆锥型。固定底座2设置于泄水杯1底部，且所述固定底座2下方连接有用于与地基固定的螺杆，以保证所测沉降数值为地基沉降。需要说明的，在本实施例中，所述螺杆长度为20cm；可以理解的，在其他实施例中，螺杆的长度可根据实际要求选择。所述泄水杯1一侧开设入水口，且入水口水平设置，入水口连接水管5的一端，水管5的另一端连接漏斗7。所述水管5为透明的软管，泄水杯1入水口水平设置能够减小入水口处软管的曲率，防止软管因曲率过大而弯折堵塞。水管5的转角部分安装水压传感器I9，水管5用于连接漏斗7/加水装置的一端与预制方桩8固定。泄水杯1的入水口位置安装不锈钢材质的喉箍，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式沉降观测设备，其特征在于，包括：若干相互平行的沉降杯主体，所述沉降杯主体包括泄水杯和设于其底部的固定底座，固定底座下方设有用于与地基固定的螺杆；水位监测站，包括用于灌加玻璃水的漏斗及流量可调节的加水装置，所述漏斗/加水装置通过水管与泄水杯连通，且所述水管安装水压传感器I。

【技术特征摘要】
1.一种组合式沉降观测设备，其特征在于，包括：若干相互平行的沉降杯主体，所述沉降杯主体包括泄水杯和设于其底部的固定底座，固定底座下方设有用于与地基固定的螺杆；水位监测站，包括用于灌加玻璃水的漏斗及流量可调节的加水装置，所述漏斗/加水装置通过水管与泄水杯连通，且所述水管安装水压传感器I。2.根据权利要求1所述的一种组合式沉降观测设备，其特征在于，所述加水装置包括筒体，筒体顶部安装用于控制气体进入量的螺母，筒体底部与连接管相连；所述连接管配置阀门及流速计。3.根据权利要求2所述的一种组合式沉降观测设备，其特征在于，所述筒体具有刻度。4.根据权利要求1所述的一种组合式沉降观测设备，其特征在于，所述泄水杯一侧开设入水口，所述入水口连接水管的一端，且入水口设置喉箍。5.根据权利要求4所述的一种组合式沉降观测设备，其特征在于，所述泄水杯顶部安装水压传感器II，且泄水杯顶部开设出水口。6.根据权利要求1所述的一种组合式沉降观测设备，其特征在于，所述泄水杯外侧设置保护壳，所述保护壳连接气管的一端，气管另一端用于连接真空泵。7.根据权利要求1所述的一种组合式沉降观测设备，其特征在于，所述固定底座靠近边缘位置开设出水孔。8.一种组合式沉降观测方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的观测设备，包括以下步骤：步骤(1)截取多个设定长度的水管，将水管与沉降杯主体、漏斗连接，并加水测试设...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋红光，刘舜，姚占勇，李昕亮，梁明，张吉哲，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37