旋转叶片式沉降环及基于该沉降环的分层沉降观测装置及其埋设方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种旋转叶片式沉降环及基于该沉降环的分层沉降观测装置及其埋设方法，包括旋转叶片式沉降环、引导管、管箍，旋转叶片式沉降环滑动套装在引导管上，管箍固定套装在引导管上，当引导管插入地基过程中，管箍能够限制旋转叶片式沉降环的向上滑动位置；沉降环上的叶片上设置有限位引导孔，叶片处于闭合状态时，用钢丝穿过叶片上的限位引导孔，使叶片保持闭合状态；埋设后，将钢丝向上拔除，在叶片内侧的弹簧作用下，叶片能够打开一定角度，使部分叶片横向切入周围的土体中；然后以叶片打开的相反方向转动引导管，带动旋转叶片式沉降环的转动，叶片在土阻力作用下逐渐插入土中，直至到达限位板位置，使叶片完全切入周围的土体中。

Rotary vane settlement ring and layered settlement observation device based on the settlement ring and its embedding method

【技术实现步骤摘要】
旋转叶片式沉降环及基于该沉降环的分层沉降观测装置及其埋设方法
本专利技术属于岩土工程监测领域，具体涉及一种旋转叶片式沉降环及基于该沉降环的分层沉降观测装置及其埋设方法。
技术介绍
在采用排水固结法加固的地基中，进行地基分层沉降的观测，不仅可以用来控制加载速率、评价加固效果，也可以利用每层土的沉降数据对原有计算过程进行反演分析，为设计优化提供依据。目前常用的分层沉降观测方法是埋设引导管、分层沉降环，每次利用观测仪器测量分层沉降环的标高，进而通过标高的变化换算地基沉降。采用上述方法测量最关键是要保证分层沉降环的沉降能够与相应土层保持一致。现有的分层沉降环采用弹片式，由三根铁条固定在分层沉降环的四周，埋设时将铁条弯至一定的角度，与分层沉降管一起埋设至相应的标高，利用铁条末端与土体接触产生的力将分层沉降环固定在相应的土层。由于钻孔直径较大，铁条扎入土体中的深度有限，与土之间主要靠“点接触”，因此要保证分层沉降环与地基土沉降保持一致相对比较困难，同时由于地基缩孔和塌孔等问题，前期也经常出现分层沉降环随塌孔的土体往下沉，导致分层沉降环埋设位置不准确的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种旋转叶片式沉降环及基于该沉降环的分层沉降观测装置及其埋设方法，能够解决分层沉降环与土体接触不紧密导致分层沉降与土体沉降不一致的问题，保证分层沉降测量的准确性。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种旋转叶片式沉降环，包括磁性导环(2)、叶片托盘(3)和叶片(4)，其中，所述叶片托盘(3)同轴固定设置在磁性导环(2)外壁上，所述叶片(4)的尾端通过铰链(5)安装在叶片托盘(3)上；在叶片托盘(3)上的叶片(4)尾端位置设置限位板(7)用来限制叶片(4)的打开角度；叶片(4)头端的内侧设置有弹簧(6)，弹簧(6)的一端固定在叶片(4)上，叶片(4)处于初始闭合状态时，弹簧(6)另一端顶触在磁性导环(2)外壁上，通过弹簧(6)提供叶片(4)与磁性导环(2)之间的弹性斥力；在叶片(4)上设置有第一限位引导孔(8-1)，在叶片托盘(3)上设置有第二限位引导孔(8-2)，叶片(4)处于初始闭合状态时，在叶片(4)上设置有第一限位引导孔(8-1)与叶片托盘(3)上的第二限位引导孔(8-2)重合，利用钢丝插入重合后的第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)中，以使叶片(4)保持初始闭合状态，当拔除钢丝后，第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)失去钢丝的限位作用，在弹簧(6)的弹力作用下，叶片(4)能够打开一定角度；磁性导环(2)内壁设置有用于与引导管外壁上的凸起导轨相配合的导槽(2-1)，导槽的槽向沿磁性导环轴向设置，通过导槽和引导管外壁上的凸起导轨相配合，进而限制磁性导环与引导管之间的转动自由度，但不限制纵向自由度，使磁性导环能够沿导槽引导管竖直上下滑动。在上述技术方案中，导槽的数量优选为3个，承圆周排布，引导管外壁上的凸起导轨的数量也为3条，与3个导槽一一对应，导槽和凸起导轨之间是滑动配合。在上述技术方案中，叶片(4)的数量优选为3个，沿圆周分布在叶片托盘(3)上；每个叶片(4)的尾部分别对应设置一个限位板(7)。在上述技术方案中，磁性导环优选为：外径75mm，内径55mm，高度25mm。在上述技术方案中，叶片采用铁片，厚度为2mm，宽度为16.5mm。在上述技术方案中，叶片托盘采用铁片，厚度为2mm，外径为108mm，叶片托盘与磁性导环为整体式结构。在上述技术方案中，第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)的直径为2mm～3mm，所述钢丝为一整根钢丝，直径1-2mm，不能有接头，以能够顺利抽出为标准。一种基于所述旋转叶片式沉降环的分层沉降观测装置，包括旋转叶片式沉降环、引导管(1)、管箍(9)和钢丝(10)，多个旋转叶片式沉降环依次滑动套装在引导管(1)上，引导管(1)外壁上设置有沿引导管长度方向设置的凸起导轨(1-1)，旋转叶片式沉降环的导槽(2-1)与凸起导轨(1-1)之间为滑动配合；所述管箍(9)的数量与旋转叶片式沉降环数量一致，每个旋转叶片式沉降环的上方分别对应设置一个管箍(9)，管箍固定套装在引导管(1)上，当引导管(1)插入地基过程中，管箍(9)能够限制旋转叶片式沉降环的向上滑动位置；初始状态下，旋转叶片式沉降环的叶片(4)全部处于闭合状态，叶片(4)上的第一限位引导孔(8-1)和叶片托盘(3)上的第二限位引导孔(8-2)重合，用钢丝(10)依次穿过引导管上的所有旋转叶片式沉降环的重合后的第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)，以保持叶片(4)闭合状态；埋设后，将钢丝(10)向上拔除，第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)失去钢丝的限位作用，在旋转叶片式沉降环的弹簧(6)的弹力作用下，叶片(4)能够打开一定角度。在上述技术方案中，引导管(1)底部设置有管堵(11)。所述的分层沉降观测装置的具体埋设方法如下：步骤一：将多个旋转叶片式沉降环插入引导管(1)中，引导管上间隔固定设置管箍(9)，在每个管箍(9)下方对应布置一个旋转叶片式沉降环，从而控制各个旋转叶片式沉降环的垂直位置；将旋转叶片式沉降环上的叶片闭合上，用钢丝(10)自下至上依次穿过引导管(1)上的所有沉降环的重合后的第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)，以保持叶片(4)闭合状态；步骤二：在地基内钻孔，将步骤一组装好的带有旋转叶片式沉降环的引导管垂直埋入孔中，引导管的底部进入持力层(12)一定距离；步骤三：将钢丝(10)向上拔出，在旋转叶片式沉降环的弹簧(6)的弹力作用下，叶片(4)能够打开一定角度，部分叶片(4)横向切入周围的土体中；然后以叶片(4)打开的相反方向转动引导管，带动旋转叶片式沉降环的转动，叶片在土阻力作用下逐渐插入土中，直至到达限位板(7)位置，使叶片(4)完全切入周围的土体中，至此，旋转叶片式沉降环与周边土体紧密结合，埋设完成。本专利技术的优点和有益效果为：本专利技术利用叶片旋转使叶片张开并插入土中，将沉降环与土体在沉降方向的接触方式由“点接触”改变为“面接触”，既能够确保沉降环的埋设标高不受塌孔的影响导致偏差，又能够确保沉降环与土体能够保持变形一致，大大提高了分层沉降观测的准确性。本专利技术的旋转叶片式沉降环，结构简单，使用方便，能够保证叶片完全横向切入土体中；用钢丝依次穿过引导管上的所有旋转叶片式沉降环的重合后的第一限位引导孔和第二限位引导孔，能够保持沉降环的叶片闭合状态；埋设后，将钢丝向上拔除，在旋转叶片式沉降环的弹簧的弹力作用下，叶片能够打开一定角度，使部分叶片横向切入周围的土体中；然后以叶片打开的相反方向转动引导管，带动旋转叶片式沉降环的转动，叶片在土阻力作用下逐渐插入土中，直至到达限位板位置，使叶片完全切入周围的土体中，至此，旋转叶片式沉降环与周边土体紧密结合，埋设完成。附图说明图1是本专利技术的旋转叶片式沉降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转叶片式沉降环，其特征在于：包括磁性导环(2)、叶片托盘(3)和叶片(4)，其中，所述叶片托盘(3)同轴固定设置在磁性导环(2)外壁上，所述叶片(4)的尾端通过铰链(5)安装在叶片托盘(3)上；在叶片托盘(3)上的叶片(4)尾端位置设置限位板(7)用来限制叶片(4)的打开角度；叶片(4)头端的内侧设置有弹簧(6)，弹簧(6)的一端固定在叶片(4)上，叶片(4)处于初始闭合状态时，弹簧(6)另一端顶触在磁性导环(2)外壁上，通过弹簧(6)提供叶片(4)与磁性导环(2)之间的弹性斥力；/n在叶片(4)上设置有第一限位引导孔(8-1)，在叶片托盘(3)上设置有第二限位引导孔(8-2)，叶片(4)处于初始闭合状态时，在叶片(4)上设置有第一限位引导孔(8-1)与叶片托盘(3)上的第二限位引导孔(8-2)重合，利用钢丝插入重合后的第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)中，以使叶片(4)保持初始闭合状态，当拔除钢丝后，第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)失去钢丝的限位作用，在弹簧(6)的弹力作用下，叶片(4)能够打开一定角度；/n磁性导环(2)内壁设置有用于与引导管外壁上的凸起导轨相配合的导槽(2-1)，导槽的槽向沿磁性导环轴向设置，通过导槽和引导管外壁上的凸起导轨相配合，进而限制磁性导环与引导管之间的转动自由度，但不限制纵向自由度，使磁性导环能够沿导槽引导管竖直上下滑动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种旋转叶片式沉降环，其特征在于：包括磁性导环(2)、叶片托盘(3)和叶片(4)，其中，所述叶片托盘(3)同轴固定设置在磁性导环(2)外壁上，所述叶片(4)的尾端通过铰链(5)安装在叶片托盘(3)上；在叶片托盘(3)上的叶片(4)尾端位置设置限位板(7)用来限制叶片(4)的打开角度；叶片(4)头端的内侧设置有弹簧(6)，弹簧(6)的一端固定在叶片(4)上，叶片(4)处于初始闭合状态时，弹簧(6)另一端顶触在磁性导环(2)外壁上，通过弹簧(6)提供叶片(4)与磁性导环(2)之间的弹性斥力；
在叶片(4)上设置有第一限位引导孔(8-1)，在叶片托盘(3)上设置有第二限位引导孔(8-2)，叶片(4)处于初始闭合状态时，在叶片(4)上设置有第一限位引导孔(8-1)与叶片托盘(3)上的第二限位引导孔(8-2)重合，利用钢丝插入重合后的第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)中，以使叶片(4)保持初始闭合状态，当拔除钢丝后，第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)失去钢丝的限位作用，在弹簧(6)的弹力作用下，叶片(4)能够打开一定角度；
磁性导环(2)内壁设置有用于与引导管外壁上的凸起导轨相配合的导槽(2-1)，导槽的槽向沿磁性导环轴向设置，通过导槽和引导管外壁上的凸起导轨相配合，进而限制磁性导环与引导管之间的转动自由度，但不限制纵向自由度，使磁性导环能够沿导槽引导管竖直上下滑动。


2.根据权利要求1所述的旋转叶片式沉降环，其特征在于：导槽的数量优选为3个，承圆周排布，引导管外壁上的凸起导轨的数量也为3条，与3个导槽一一对应，导槽和凸起导轨之间是滑动配合。


3.根据权利要求1所述的旋转叶片式沉降环，其特征在于：叶片(4)的数量优选为3个，沿圆周分布在叶片托盘(3)上；每个叶片(4)的尾部分别对应设置一个限位板(7)。


4.根据权利要求1所述的旋转叶片式沉降环，其特征在于：磁性导环优选为：外径75mm，内径55mm，高度25mm。


5.根据权利要求1所述的旋转叶片式沉降环，其特征在于：叶片采用铁片，厚度为2mm，宽度为16.5mm。


6.根据权利要求1所述的旋转叶片式沉降环，其特征在于：叶片托盘与磁性导环为整体式结构。


7.根据权利要求1所述的旋转叶片式沉降环，其特征在于：第一限位引导孔(8-1)和第二限位引导孔(8-2)的直径为2mm～3mm，所述钢丝为一整根...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸葛爱军，陈智军，刘天韵，喻志发，朱耀庭，朱胜利，李立新，
申请(专利权)人：中交天津港湾工程研究院有限公司，中交第一航务工程局有限公司，天津港湾工程质量检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12