一种直埋式回填造地沉降观测设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直埋式回填造地沉降观测设备，包括基桩、套管、拉杆式直线位移传感器、法兰、沉降盘、电缆、数据采集传输设备；所述基桩埋入到非压缩土层；所述套管外罩在基桩和法兰之间，所述拉杆式直线位移传感器设置在套管内；所述拉杆式直线位移传感器的首部与基桩相连接、尾部与法兰相连接；所述沉降盘连接在法兰的顶部；所述沉降盘的中部和所述法兰的中部预留有空心孔；所述电缆的一端连接拉杆式直线位移传感器、另一端从法兰和沉降盘的中部预留空心孔引出与数据采集传输设备相连接。本实用新型专利技术稳定性好、不受施工干扰；不突出地面，不易被破坏；同时，结合自动化数据采集和传输设备，可实现任意时刻，任意频次的沉降数据采集。

A direct buried backfill land subsidence observation equipment

The utility model discloses a direct buried backfill settlement observation device, which comprises a pile, a casing, a pull rod type linear displacement sensor, a flange, a settlement plate, a cable, and a data acquisition and transmission device; the foundation pile is buried in an uncompressed soil layer; the casing casing is between the pile and a flange, and the pull rod type linear displacement is described. The sensor is arranged in the casing; the head of the pull rod type linear displacement sensor is connected with the base pile and the tail is connected with the flange; the settlement plate is connected with the top of France; hollow holes are reserved in the middle of the settlement plate and the middle of the flange; one end of the cable is connected with the pull rod type linear displacement sensor and the other end is connected with the flange. One end of the flange and the middle of the settlement plate are reserved for hollow holes, which are connected with the data acquisition and transmission equipment. The utility model has good stability and is not disturbed by construction, does not protrude the ground and is not easy to be destroyed; at the same time, combined with automatic data acquisition and transmission equipment, the settlement data acquisition can be realized at any time and at any frequency.

【技术实现步骤摘要】
一种直埋式回填造地沉降观测设备
本技术涉及地面沉降观测，特别涉及一种适用于大面积回填造地地面沉降观测的仪器设备。
技术介绍
司家营铁矿位于唐山市滦县境内，是我国东部地区少见的特大型铁矿，铁矿石总储量23.48亿吨，分南北两区，正在分三期开发建设。首期于2007年10月建成投产，原矿产量每年700万吨；二期于2009年投产，原矿产量每年800万吨；未来三期建成后，原矿产量每年可达3700万吨。如此大规模的矿石开采伴随着产生了大量的废弃剥岩土，这些剥岩土需运出矿区但难于处置，征用弃土场价格高昂而且破坏环境。与此同时，在唐山南部沿海的曹妃甸地区正在进行着大规模的填海造地，当地政府规划了约300km2的沿海滩涂的造地计划，而填筑材料短缺成为这一计划的最大阻力。2009年6月，全长15.4km的司曹铁路建成通车，该铁路初期运力2000万吨/年，远期运力4000万吨/年。司曹铁路打通了司家营铁矿与曹妃甸之间的铁路干线，开辟了一条剥岩土高效便捷的陆运通道，同步解决了司家营铁矿大规模剥岩土难以处理以及曹妃甸填海造地材料短缺的问题。这一循环经济的理念创新，节约了土地资源，减轻了环境压力，同步推动了司家营铁矿和曹妃甸的开发建设，取得了良好的经济和社会效益。在利用剥岩土填海造地的施工过程中，为了准确计量每个项目的填筑方量，工程设计单位对剥岩土陆上回填施工进行了深入的分析和研究。研究发现，曹妃甸地区属于沿海滩涂潮间带，原状滩地表层沉积物较厚，天然空隙比较大，压缩性较强，在回填施工过程中往往会产生较明显的地面沉降。为填筑达到规划验收标高，这些沉降量成为了回填工程填筑总量里的一部分。由于回填面积巨大，这一沉降量对回填总方量的影响十分显著。根据我国现行《疏浚与吹填工程设计规范》(JTS181-5-2012)中第10.10.6款，推荐使用的填筑沉降观测设备为沉降盘，即一个钢制圆盘上焊接一根可接高加长的测杆，(详见图1)，随着回填施工的进行不断对测杆的顶端进行水准观测，以杆顶标高的变化作为施工期地面沉降的观测数据。这一设备在以往填海造地的项目中应用广泛，但在剥岩土回填造地施工沉降观测使用中遇到了诸多问题。1、易受干扰。由于回填施工采用的均为大型的自卸卡车、挖掘机、装载机，此类机械在施工作业时频率高，振动大，对水准观测的准确性影响很大；2、易受破坏。由于施工采用大型机械操作，精细化程度难以保障，而且测杆突出地表，大型设备稍有磕碰就会出现沉降盘倾斜、翻倒、破坏等情况，直接导致数据无法收集；3、数据采集困难。由于施工过程中机械设备多，往返频率快，而且工程区雨季和冬季恶劣天气较多，人工定期的水准观测往往难以保证，数据的按时采集较为困难。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提出一种直埋式回填造地沉降观测设备。该设备稳定性好、不受施工干扰；不突出地面，不易被破坏；同时，结合自动化数据采集和传输设备，可实现任意时刻，任意频次的沉降数据采集，不受恶劣天气影响。本技术所采用的技术方案是：一种直埋式回填造地沉降观测设备，包括基桩、套管、拉杆式直线位移传感器、法兰、沉降盘、电缆、数据采集传输设备；所述基桩作为观测设备的非沉降基础埋入到非压缩土层，为上部设备观测提供固定参照物；所述套管外罩在所述基桩和法兰之间，所述拉杆式直线位移传感器设置在所述套管内；所述拉杆式直线位移传感器的首部与所述基桩相连接、尾部与所述法兰相连接；所述沉降盘连接在所述法兰的顶部；所述沉降盘的中部和所述法兰的中部预留有空心孔；所述电缆的一端连接所述拉杆式直线位移传感器、另一端从所述法兰和沉降盘的中部预留空心孔引出与所述数据采集传输设备相连接。进一步的，所述基桩的顶部设置有下垫块，所述下垫块上安装拉杆式直线位移传感器。进一步的，所述拉杆式直线位移传感器的尾部通过上垫块与所述法兰刚性连接。进一步的，所述套管采用防水褶皱型可伸缩塑料管，保护拉杆式直线位移传感器不受地下水的腐蚀。进一步的，所述沉降盘的顶面设置有保护垫层，所述保护垫层的厚度为0.5m，防止沉降盘裸露在地面被回填施工机械破坏。进一步的，所述数据采集传输设备设置在施工区外的观测站内，所述数据采集传输设备通过支架固定在观测站内。进一步的，所述数据采集传输设备包括通过电缆与所述拉杆式直线位移传感器相连接的拉杆式直线位移传感器读数器，以及将所述拉杆式直线位移传感器读数器的电压信号转换成无线电信号发送给远程客户终端的无线电信号发射器。本技术的有益效果是：本技术直埋式回填造地沉降观测设备，相对于规范推荐的常规沉降观测盘，抗干扰能力强、不易受破坏、数据可以远程遥控采集，能够有效的解决现有设备在观测过程中遇到的三大问题。此外，该设备使用的材料均较为常见，易于采购；安装工艺简单，无需大型设备配合；观测记录方便，无需每次人工到场；总体来看，此种设备对回填造地沉降观测任务的针对性较强，具有良好适用性和应用前景。附图说明图1为规范推荐的沉降观测设备立面图；图2为规范推荐的沉降观测设备俯视图；图3为沉降观测设备立面布置图；图4为沉降盘俯视图；附图标注：11、沉降盘；12、测杆；13、螺纹套；14、拉索；15、固定桩；21、基桩；22、下垫块；23、套管；24、拉杆式直线位移传感器；25、上垫块；26、法兰；27、沉降盘；28、保护垫层；29、电缆；210、支架；211、数据采集传输设备；212、固定螺丝；213、空心孔。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的描述。如附图1和图2所示，规范推荐的沉降观测设备包括沉降盘11、测杆12、螺纹套13、拉索14、固定桩15，固定装15插入原始地面中。如附图3和图4所示，本技术一种直埋式回填造地沉降观测设备，包括基桩21、套管23、拉杆式直线位移传感器24、上垫块25、下垫块22、法兰26、沉降盘27、保护垫层28、电缆29、支架210、数据采集传输设备211等。所述基桩21作为观测设备的非沉降基础埋入到非压缩土层，为上部设备观测提供固定参照物。所述套管23外罩在所述基桩21和法兰26之间，所述套管23采用防水褶皱型可伸缩塑料管，保护拉杆式直线位移传感器24不受地下水的腐蚀。所述拉杆式直线位移传感器24设置在所述套管23内；所述拉杆式直线位移传感器24的首部与所述基桩21相连接，所述基桩21的顶部设置有下垫块22，所述下垫块22上安装拉杆式直线位移传感器24；所述拉杆式直线位移传感器24的尾部通过上垫块25与所述法兰26刚性连接。所述沉降盘27连接在所述法兰26的顶部，并通过固定螺丝212与所述法兰26相连接。所述沉降盘27的顶面设置有保护垫层28，所述保护垫层28的厚度为0.5m，防止沉降盘27裸露在地面被回填施工机械破坏。所述沉降盘27的中部和所述法兰26的中部预留有空心孔213，所述电缆29的一端连接所述拉杆式直线位移传感器24、另一端从所述法兰26和沉降盘27的中部预留空心孔213引出，沿着电缆沟铺设至施工区外的观测站，与观测站内设置的带有支架210的数据采集传输设备211相连接。所述数据采集传输设备211通过无线信号将观测数据传输到客户终端，包括通过电缆29与所述拉杆式直线位移传感器24相连接的拉杆式直线位移传感器读数器，以及将所述拉杆式直线位移传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直埋式回填造地沉降观测设备，其特征在于，包括基桩、套管、拉杆式直线位移传感器、法兰、沉降盘、电缆、数据采集传输设备；所述基桩作为观测设备的非沉降基础埋入到非压缩土层，为上部设备观测提供固定参照物；所述套管外罩在所述基桩和法兰之间，所述拉杆式直线位移传感器设置在所述套管内；所述拉杆式直线位移传感器的首部与所述基桩相连接、尾部与所述法兰相连接；所述沉降盘连接在所述法兰的顶部；所述沉降盘的中部和所述法兰的中部预留有空心孔；所述电缆的一端连接所述拉杆式直线位移传感器、另一端从所述法兰和沉降盘的中部预留空心孔引出与所述数据采集传输设备相连接。

【技术特征摘要】
1.一种直埋式回填造地沉降观测设备，其特征在于，包括基桩、套管、拉杆式直线位移传感器、法兰、沉降盘、电缆、数据采集传输设备；所述基桩作为观测设备的非沉降基础埋入到非压缩土层，为上部设备观测提供固定参照物；所述套管外罩在所述基桩和法兰之间，所述拉杆式直线位移传感器设置在所述套管内；所述拉杆式直线位移传感器的首部与所述基桩相连接、尾部与所述法兰相连接；所述沉降盘连接在所述法兰的顶部；所述沉降盘的中部和所述法兰的中部预留有空心孔；所述电缆的一端连接所述拉杆式直线位移传感器、另一端从所述法兰和沉降盘的中部预留空心孔引出与所述数据采集传输设备相连接。2.根据权利要求1所述的一种直埋式回填造地沉降观测设备，其特征在于，所述基桩的顶部设置有下垫块，所述下垫块上安装拉杆式直线位移传感器。3.根据权利要求1所述的一种直埋式回填造地沉降观测设备，其特征在于，所述拉杆式直线位移传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪靖宇，白志刚，夏玮，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12