一种公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置及方法，包括柔性管、钢丝绳、压差式剖面沉降仪、基点组合装置、储液箱和无线接收装置；基点组合装置包括若干根螺纹钢和筒状钢筋；螺纹钢底部插设在坑槽底部的新建路基中；筒状钢筋套设在若干根螺纹钢外周，且与每根螺纹钢均相连接；柔性管有四根，分别为一号柔性管、二号柔性管、三号柔性管和四号柔性管；储液箱和无线接收装置均安装在一号柔性管内的混凝土材料顶端；在四号柔性管内设若干个压差式剖面沉降仪，相邻两个间均通过气管、液管和电缆线相连接。本申请将基点选择在填方路基一侧的坡顶，埋设线路短，施工方便；同时，每个监测剖面单独引出线路，方便后期维修保养。

【技术实现步骤摘要】
一种公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置及方法
本专利技术涉及一种路基沉降测量装置及方法，特别是一种公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置及方法。
技术介绍
对于小量程压差式剖面沉降仪，基点与测点需要保持在一定高差范围（基点需要保持高程不变）。对于非改扩建新建路基，也即路基填方不高或挖方路基或新建路基，现有剖面沉降测量装置的布设方法通常为：将PVC管埋置在新建路基的监测剖面中，将小量程压差式剖面沉降仪放置在埋置的PVC管中，若干小量程压差剖面沉降仪间均通过气管、液管和电缆线相连接，气管和液管的引出端与储液箱相连接。另外，为方便小量程压差剖面沉降仪在PVC管内的收放，通常采用一根钢丝绳，将所有小量程压差剖面沉降仪相连接，钢丝绳的两端分别从PVC管两端伸出。在非改扩建新建路基中，基点的常规选择方法是：将基点即压差式沉降仪埋设在新建路基以外高程不变的位置处，同时还需保证储液箱具有一定的液面高程差。因而，所需引出的气管、液管、电缆线以及钢丝绳长度长，既不经济也不利于后期保养维修。经常，为降低成本，通常会几个监测剖面共用一个储液箱。对于公路改扩建拼接段路基填方较高或高填方路基，上述埋设方法实际操作困难，主要在于：基点难以选择，若是将基点选择在与测点高程接近的位置（附近山坡），线路埋设较长，既不经济也不利于后期保养维修；公路改扩建拼接段，仪器出线仅能由一端而出，另一端为老路基，无法出线。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置及方法，该公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置及方法能将基点选择在填方路基一侧的坡顶，埋设线路短，施工和维修操作方便；同时，每个监测剖面单独引出线路，方便后期维修保养。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置，包括柔性管、钢丝绳、压差式剖面沉降仪、基点组合装置、储液箱和无线接收装置。新建路基具有若干个监测剖面，每个监测剖面均设置有沿路基横向的沟槽。新建路基的边坡坡顶开挖有与沟槽相连通的坑槽，且坑槽深度大于沟槽深度。新建路基的边坡坡顶或边坡外侧设置有放绳辊和收绳辊。基点组合装置包括若干根螺纹钢和筒状钢筋。螺纹钢底部插设在坑槽底部的新建路基中。筒状钢筋套设在若干根螺纹钢外周，且与每根螺纹钢均相连接。柔性管具有四根，分别为一号柔性管、二号柔性管、三号柔性管和四号柔性管。一号柔性管竖直插设在坑槽中，且底端同轴套设在筒状钢筋外周。三号柔性管和四号柔性管均埋设在沟槽中，且均伸入一号柔性管内。二号柔性管竖直插设在沟槽上方的一号柔性管内，位于一号柔性管内的二号柔性管、三号柔性管和四号柔性管通过三通相连接。位于二号柔性管、三号柔性管和四号柔性管外侧的一号柔性管内填充有混凝土材料。储液箱和无线接收装置均安装在混凝土材料顶端。在四号柔性管内沿长度方向布设有若干个压差式剖面沉降仪，在一号柔性管内至少布设一个压差式剖面沉降仪。相邻两个压差式剖面沉降仪均通过气管、液管和电缆线相连接。气管、液管和电缆线均从二号柔性管内伸出，且气管、液管的输出端与储液箱相连接，电缆线的输出端与无线接收装置相连接。背离坑槽一侧的四号柔性管内设置有定滑轮。钢丝绳具有两根，分别为回收钢丝绳和放入钢丝绳。放入钢丝绳套设在定滑轮上，放入钢丝绳的一端与邻近定滑轮的压差式剖面沉降仪相连接，放入钢丝绳的另一端从三号柔性管的尾端伸出后，套设在放绳辊上。回收钢丝绳的一端与邻近新建路基边坡坡顶的压差式剖面沉降仪相连接，回收钢丝绳的另一端从三号柔性管尾端伸出后，套设在收绳辊上。基点组合装置还包括防护罩，防护罩安装在一号柔性管外周的新建路基上。防护罩为砖砌结构。坑槽的深度为0.8~1.0m，沟槽的深度为0.4~0.5m。筒状钢筋为钢筋网，钢筋网高度为0.08~0.1m。布设在四号柔性管的压差式剖面沉降仪，称为监测点压差式剖面沉降仪。布设在一号柔性管内的压差式剖面沉降仪称为基点压差式剖面沉降仪。其中，基点压差式剖面沉降仪的数量为一个，布设在位于一号柔性管内的三号柔性管、四号柔性管或三通内。从二号柔性管内伸出的气管、液管和电缆线外周设置有绑扎带。一种公路改扩建填方路基剖面沉降监测方法，包括如下步骤。步骤1、调节储液箱液面高度：根据压差式剖面沉降仪的量程P，调节储液箱液面高度，使液面高度位于1/2P~2/3P之间。步骤2、初始沉降监测：假设在四号柔性管内沿长度方向布设有三个压差式剖面沉降仪，称为监测点压差式剖面沉降仪。在一号柔性管内布设有一个压差式剖面沉降仪，称为基点压差式剖面沉降仪。在新建路基填完下一层土并碾压完成12h之后，利用无线接收装置读取三个测点压差式剖面沉降仪的初始读数分别为a0、b0、c0。读取基点压差式剖面沉降仪的初始读数x0。步骤3、一次沉降监测：根据监测频率及现场施工实际情况，利用无线接收装置读取三个测点压差式剖面沉降仪的一次监测读数分别为a1、b1、c1。读取基点压差式剖面沉降仪的一次基点读数x1。步骤4、计算一次沉降值：对三个测点压差式剖面沉降仪所在的三个监测点，分别计算一次沉降值A1、B1和C1，具体计算公式为：A1=（a1-a0）-（x1-x0）。B1=（b1-b0）-（x1-x0）。C1=（c1-c0）-（x1-x0）。步骤5、计算一次剖面坡度：根据各个监测点一次沉降值的差异，计算相邻两个监测点A和B之间的一次剖面坡度Q1，具体计算公式为：Q1={（a1-a0）-（b1-b0）}/L1×100%其中，L1为A和B两个监测点之间的水平距离。步骤6、二次沉降监测：利用无线接收装置读取三个测点压差式剖面沉降仪的二次监测读数分别为a2、b2、c2。读取基点压差式剖面沉降仪的一次基点读数x2。步骤7、计算二次沉降值：二次沉降值包括二次累计沉降值和二次相对沉降值。步骤7A、计算二次累计沉降值：对三个测点压差式剖面沉降仪所在的三个监测点，分别计算二次累计沉降值A2、B2和C2，具体计算公式为：A2=（a2-a0）-（x2-x0）。B2=（b2-b0）-（x2-x0）。C2=（c2-c0）-（x2-x0）。步骤7B、计算二次相对沉降值：对三个测点压差式剖面沉降仪所在的三个监测点，分别计算二次相对沉降值M1、N1和O1，具体计算公式为：M1=（a2-a1）-（x2-x1）。N1=（b2-b1）-（x2-x1）。O1=（c2-c1）-（x2-x1）。步骤8、计算二次剖面坡度：根据各个监测点二次沉降值的差异，计算相邻两个监测点A和B之间的二次剖面坡度Q2，具体计算公式为：Q2={（a2-a0）-（b2-b0）}/L1×100%其中，L1为A和B两个监测点之间的水平距离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置，用于新建路基的沉降监测，其特征在于：包括柔性管、钢丝绳、压差式剖面沉降仪、基点组合装置、储液箱和无线接收装置；/n新建路基具有若干个监测剖面，每个监测剖面均设置有沿路基横向的沟槽；/n新建路基的边坡坡顶开挖有与沟槽相连通的坑槽，且坑槽深度大于沟槽深度；/n新建路基的边坡坡顶或边坡外侧设置有放绳辊和收绳辊；/n基点组合装置包括若干根螺纹钢和筒状钢筋；螺纹钢底部插设在坑槽底部的新建路基中；筒状钢筋套设在若干根螺纹钢外周，且与每根螺纹钢均相连接；/n柔性管具有四根，分别为一号柔性管、二号柔性管、三号柔性管和四号柔性管；/n一号柔性管竖直插设在坑槽中，且底端同轴套设在筒状钢筋外周；/n三号柔性管和四号柔性管均埋设在沟槽中，且均伸入一号柔性管内；/n二号柔性管竖直插设在沟槽上方的一号柔性管内，/n位于一号柔性管内的二号柔性管、三号柔性管和四号柔性管通过三通相连接；/n位于二号柔性管、三号柔性管和四号柔性管外侧的一号柔性管内填充有混凝土材料；/n储液箱和无线接收装置均安装在混凝土材料顶端；/n在四号柔性管内沿长度方向布设有若干个压差式剖面沉降仪，在一号柔性管内至少布设一个压差式剖面沉降仪；/n相邻两个压差式剖面沉降仪均通过气管、液管和电缆线相连接；气管、液管和电缆线均从二号柔性管内伸出，且气管、液管的输出端与储液箱相连接，电缆线的输出端与无线接收装置相连接；/n背离坑槽一侧的四号柔性管内设置有定滑轮；/n钢丝绳具有两根，分别为回收钢丝绳和放入钢丝绳；/n放入钢丝绳套设在定滑轮上，放入钢丝绳的一端与邻近定滑轮的压差式剖面沉降仪相连接，放入钢丝绳的另一端从三号柔性管的尾端伸出后，套设在放绳辊上；/n回收钢丝绳的一端与邻近新建路基边坡坡顶的压差式剖面沉降仪相连接，回收钢丝绳的另一端从三号柔性管尾端伸出后，套设在收绳辊上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置，用于新建路基的沉降监测，其特征在于：包括柔性管、钢丝绳、压差式剖面沉降仪、基点组合装置、储液箱和无线接收装置；
新建路基具有若干个监测剖面，每个监测剖面均设置有沿路基横向的沟槽；
新建路基的边坡坡顶开挖有与沟槽相连通的坑槽，且坑槽深度大于沟槽深度；
新建路基的边坡坡顶或边坡外侧设置有放绳辊和收绳辊；
基点组合装置包括若干根螺纹钢和筒状钢筋；螺纹钢底部插设在坑槽底部的新建路基中；筒状钢筋套设在若干根螺纹钢外周，且与每根螺纹钢均相连接；
柔性管具有四根，分别为一号柔性管、二号柔性管、三号柔性管和四号柔性管；
一号柔性管竖直插设在坑槽中，且底端同轴套设在筒状钢筋外周；
三号柔性管和四号柔性管均埋设在沟槽中，且均伸入一号柔性管内；
二号柔性管竖直插设在沟槽上方的一号柔性管内，
位于一号柔性管内的二号柔性管、三号柔性管和四号柔性管通过三通相连接；
位于二号柔性管、三号柔性管和四号柔性管外侧的一号柔性管内填充有混凝土材料；
储液箱和无线接收装置均安装在混凝土材料顶端；
在四号柔性管内沿长度方向布设有若干个压差式剖面沉降仪，在一号柔性管内至少布设一个压差式剖面沉降仪；
相邻两个压差式剖面沉降仪均通过气管、液管和电缆线相连接；气管、液管和电缆线均从二号柔性管内伸出，且气管、液管的输出端与储液箱相连接，电缆线的输出端与无线接收装置相连接；
背离坑槽一侧的四号柔性管内设置有定滑轮；
钢丝绳具有两根，分别为回收钢丝绳和放入钢丝绳；
放入钢丝绳套设在定滑轮上，放入钢丝绳的一端与邻近定滑轮的压差式剖面沉降仪相连接，放入钢丝绳的另一端从三号柔性管的尾端伸出后，套设在放绳辊上；
回收钢丝绳的一端与邻近新建路基边坡坡顶的压差式剖面沉降仪相连接，回收钢丝绳的另一端从三号柔性管尾端伸出后，套设在收绳辊上。


2.根据权利要求1所述的公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置，其特征在于：基点组合装置还包括防护罩，防护罩安装在一号柔性管外周的新建路基上。


3.根据权利要求2所述的公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置，其特征在于：防护罩为砖砌结构。


4.根据权利要求1所述的公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置，其特征在于：坑槽的深度为0.8~1.0m，沟槽的深度为0.4~0.5m。


5.根据权利要求1所述的公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置，其特征在于：筒状钢筋为钢筋网，钢筋网高度为0.08~0.1m。


6.根据权利要求1所述的公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置，其特征在于：布设在四号柔性管的压差式剖面沉降仪，称为监测点压差式剖面沉降仪；布设在一号柔性管内的压差式剖面沉降仪称为基点压差式剖面沉降仪；其中，基点压差式剖面沉降仪的数量为一个，布设在位于一号柔性管内的三号柔性管、四号柔性管或三通内。


7.根据权利要求1所述的公路改扩建填方路基剖面沉降监测装置，其特征在于：从二号柔性管内伸出的气管、液管和电缆线外周设置有绑扎带。


8.一种公路改扩建填方路基剖面沉降监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、调节储液箱液面高度：根据压差式剖面沉降仪的量程P，调节储液箱液面高度，使液面高度位于1/2P~2/3P之间；
步骤2、初始沉降监测：假设在四号柔性管内沿长度方向布设有三个压差式剖面沉降仪，称为监测点压差式剖面沉降仪；在一号柔性管内布设有一个压差式剖面沉降仪，称为基点压差式剖面沉降仪；
在新建路基填完下一层土并碾压完成12h之后，利用无线接收装置读取三个测点压差式剖面沉降仪的初始读数分别为a0、b0、c0；读取基点压差式剖面沉降仪的初始读数x0；
步骤3、一次沉降监测：根据监测频率及现场施工实际情况，利用无线接收装置读取三个测点压差式剖面沉降仪的一次监测读数分别为a1、b1、c1；读取基点压差式剖面沉降仪的一次基点读数x1；
步骤4、计算一次沉降值：对三个测点压差式剖面沉降仪所在的三个监测点，分别计算一次沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杜峰，吴春伟，吴勇，黄海峰，骆俊晖，陆原享，吴文信，雷德全，畅振超，张军辉，刘永胜，何熹，何潘，莫鹏，陈远鹏，
申请(专利权)人：广西北投交通养护科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45