一种填筑层厚度与沉降量检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种填筑层厚度与沉降量检测装置及方法，在填筑施工过程中，对填筑层的厚度和下层土体顶面沉降量进行检测。本检测装置利用一根可被压缩变短的伸缩管或波纹管为主体，在其两端分别安装一片硬质板件，将本装置以主体直立的姿态放置在填筑层的起始地面，本装置可以在填筑料被碾压的过程中一同压缩变形，本装置主体的高度可以代表填筑体的厚度，其高度减小量可代表填筑层的压缩量，本装置底板的沉降量可代表下层土体顶面在本层碾压施工期间的沉降量。压施工期间的沉降量。压施工期间的沉降量。

【技术实现步骤摘要】
一种填筑层厚度与沉降量检测装置及方法


[0001]本专利技术属于填筑工程
，特别是涉及一种填筑层厚度与沉降量检测装置及方法。

技术介绍

[0002]建筑地基填筑、公路路基填筑和土石堤坝填筑等各类包含有分层填筑施工的工程，质量控制工作中十分重要的一个环节是对填筑层在碾压作业前后的厚度检测与沉降监测，也是建设单位、设计单位和监理单位等相关方持续关心的重要施工管理指标。
[0003]当前，常见的分层填筑厚度检测方法有坑测法、钻孔法、沉降板法和沉降管法。
[0004]（一）坑测法和钻孔法：坑测法和钻孔法，是通过挖坑或钻孔，直接在坑（孔）内测量深度或者取芯之后进行检测，通常费时费力、操作不便甚至某些条件下无法实施，实际运用效果并不理想，比如在砂砾石堆石坝的填筑体几乎无法钻孔取芯，挖坑测量也极为不便，并且结果误差较大。
[0005]（二）沉降板法：沉降板法是使用水准仪等水准测量设备，测量同一位置处，在填筑施工前后的地面高程，计算填筑厚度，这种做法忽略了填筑施工前后下层土体的沉降，存在较大偏差，填筑厚度测值往往比真实值偏小。
[0006]（三）沉降管法：沉降管法是在沉降管上设置沉降板（或环），使用电磁沉降探头在沉降管内移动探测各个沉降板（或环）的深度，计算出各填筑层厚度，同时该方法还可以进行分层沉降与总沉降量监测。但是，这种方法有以下几项比较大的弊端：1. 因为沉降管的存在，对碾压施工造成一定影响；并且为了避免损坏沉降管，碾压设备需要绕开沉降管，从而造成沉降管周围碾压密实度往往不如其他区域，代表性较差，填筑厚度测值往往比真实值偏大。
[0007]2. 沉降管和沉降板（或环）造价较高，通常沉降管的安装数量较少，代表性不足；并且每个沉降管上的沉降板（或环）数量也较少，通常不会每个填筑层都安装，一般情况下隔几个填筑层才设置一个。
[0008]3. 沉降管配套使用的电磁探头，灵敏度和稳定性并不理想，综合误差往往大于2mm。

技术实现思路

[0009]基于以上背景，本专利技术提出一种填筑层厚度与沉降量检测装置与方法，具有对施工妨碍小、成本低廉、检测准确度高和便于操作等优势。
[0010]为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种填筑层厚度与沉降量检测装置，它包括用于对整个装置进行支撑的底板；所述底板的顶部支撑有能够在受压后自动跟随受压主体进行伸缩或者形变的伸缩主体机构；所述伸缩主体机构的顶部固定有
顶板；所述顶板上安装有用于对伸缩主体机构顶部进行封堵的封口器；所述底板上设置有用于监测变形量的第一测量点；所述封口器上设置有用于监测变形量的第二测量点。
[0011]所述伸缩主体机构采用伸缩管，所述伸缩管包括固定在底板顶端的外管，所述外管的内部套装有能够相对滑动的内管，所述内管的顶端固定有顶板，所述顶板的内部安装有用于对伸缩管内部封堵的封口器。
[0012]所述伸缩主体机构采用波纹管，所述波纹管固定在底板顶端，所述波纹管的顶部固定有顶板，所述顶板的内部安装有用于对波纹管顶部开口进行封堵的封口器。
[0013]采用所述一种填筑层厚度与沉降量检测装置进行沉降量检测的方法，包括以下步骤：步骤一：首先，在填筑施工区域选取几处填筑厚度和下层沉降量检测点，做好标记；步骤二：在填筑施工的铺料环节之前，将本检测装置的底板平稳安置在地面上，采用水准测量设备测得底板上的第一测量点的半球顶点准确高程，减去第一测量点与底板底面的间距L1，作为所在下层沉降量检测点的填筑起始高程，然后将伸缩主体机构安装在底板上，用周围的松散铺料围起来，直至铺料结束，本检测装置的顶板与本填筑层松铺顶面齐平；本检测装置的伸缩主体机构上半部分仍基本处于直立状态，并且使底板上的第一测量点位于伸缩主体机构的中心附近，即第一测量点在伸缩主体机构各个方向上的活动空间一致，之后盖上封口器，进而固定第二测量点并封闭管口，封口器上填塞柔软材料对第二测量点进行保护；步骤三：铺料施工完成之后，检测装置的底板和顶板之间的竖向距离即为本填筑层松铺厚度，采用水准测量设备分别测得底板上第一测量点的半球顶点的准确高程和封口器上第二测量点的半球顶点的准确高程；步骤四：在填筑施工的碾压环节，碾压机械可以不避让本检测装置，直接按照预定路线和碾压参数完成碾压作业，本检测装置可以随填筑料一起被竖向压缩；步骤五：碾压施工完成之后，打开检测装置的封口器，观察伸缩主体机构，如果仍然直立，并且底板上的第一测量点仍然位于伸缩主体机构的中心附近，则说明碾压过程中本检测装置的水平位移较小，否则将因为无法准确观测检测装置竖向高度而被认为失效了；步骤六：在步骤五成功的基础上，用检测装置的顶板和底板之间的竖向距离代表本填筑层的压实厚度，再次采水准测量设备分别测得底板上第一测量点的半球顶点的准确高程和封口器上第二测量点的半球顶点的准确高程，用于计算厚度。
[0014]采用所述水准测量设备进行高程测量的测量过程也能够采用铅垂线法高程测量进行替代；当采用铅垂线法高程测量时，直接量取本测量装置顶板和底板测量点之间的距离，加上本测量装置顶板厚度和底板厚度，即为本测量装置的高度，作为填筑厚度。
[0015]采用步骤一~步骤六得到的观测结果，也能够用于计算下层顶面在本层碾压施工期间沉降量。
[0016]所述步骤二中，采用水准测量设备测得底板上的第一测量点的半球顶点准确高程E0，减去第一测量点与底板底面的间距L1，作为所在下层沉降量检测点的填筑起始高程，记为E
下
；
所述步骤三中，铺料施工完成之后，检测装置的底板和顶板之间的竖向距离即为本填筑层松铺厚度，采用水准测量设备分别测得底板上第一测量点的半球顶点的准确高程和封口器上第二测量点的半球顶点的准确高程，分别记为E1、E2；以E1加上第一测量点与底板底面的距离L1，作为松铺状态下层土体顶面的高程，记为E
上
；以E2加上第二测量点到顶板顶面的距离L2，作为松铺状态顶面的高程，记为E
上
；所述步骤六中，再次采水准测量设备分别测得底板上第一测量点的半球顶点的准确高程和封口器上第二测量点的半球顶点的准确高程，分别记为E1’
、E2’
；以步骤三的方法算得压实后顶板顶面的高程E
上
’
和E
下
’
；其中，所述第一测量点与底板底面的间距L1为已知量，所述第二测量点到顶板顶面的距离L2量；在测量过程中所选取的检测点的观测数据分别为：第一，检测点的装置底板的第一测量点在铺料之前的高程E0，通过测量得到；第二，检测点的装置底板的第一测量点在碾压前后的高程分别是：E1和E1’
，通过测量得到；第三，检测点的装置的第二测量点在碾压前后的高程分别是：E2和E2’
，通过测量得到；由观测值可以计算，填筑层在碾压之前的松铺厚度为：H=E
上
‑
E
下
=(E2+ L2)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种填筑层厚度与沉降量检测装置，其特征在于，它包括用于对整个装置进行支撑的底板；所述底板的顶部支撑有能够在受压后自动跟随受压主体进行伸缩或者形变的伸缩主体机构；所述伸缩主体机构的顶部固定有顶板；所述顶板上安装有用于对伸缩主体机构顶部进行封堵的封口器；所述底板上设置有用于监测变形量的第一测量点；所述封口器上设置有用于监测变形量的第二测量点。2.根据权利要求1所述一种填筑层厚度与沉降量检测装置，其特征在于：所述伸缩主体机构采用伸缩管，所述伸缩管包括固定在底板顶端的外管，所述外管的内部套装有能够相对滑动的内管，所述内管的顶端固定有顶板，所述顶板的内部安装有用于对伸缩管内部封堵的封口器。3.根据权利要求1所述一种填筑层厚度与沉降量检测装置，其特征在于：所述伸缩主体机构采用波纹管，所述波纹管固定在底板顶端，所述波纹管的顶部固定有顶板，所述顶板的内部安装有用于对波纹管顶部开口进行封堵的封口器。4.采用权利要求1
‑
3任意一项所述一种填筑层厚度与沉降量检测装置进行沉降量检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：首先，在填筑施工区域选取几处填筑厚度和下层沉降量检测点，做好标记；步骤二：在填筑施工的铺料环节之前，将本检测装置的底板平稳安置在地面上，采用水准测量设备测得底板上的第一测量点的半球顶点准确高程，减去第一测量点与底板底面的间距L1，作为所在下层沉降量检测点的填筑起始高程，然后将伸缩主体机构安装在底板上，用周围的松散铺料围起来，直至铺料结束，本检测装置的顶板与本填筑层松铺顶面齐平；本检测装置的伸缩主体机构上半部分仍基本处于直立状态，并且使底板上的第一测量点位于伸缩主体机构的中心附近，即第一测量点在伸缩主体机构各个方向上的活动空间一致，之后盖上封口器，进而固定第二测量点并封闭管口，封口器上填塞柔软材料对第二测量点进行保护；步骤三：铺料施工完成之后，检测装置的底板和顶板之间的竖向距离即为本填筑层松铺厚度，采用水准测量设备分别测得底板上第一测量点的半球顶点的准确高程和封口器上第二测量点的半球顶点的准确高程；步骤四：在填筑施工的碾压环节，碾压机械可以不避让本检测装置，直接按照预定路线和碾压参数完成碾压作业，本检测装置可以随填筑料一起被竖向压缩；步骤五：碾压施工完成之后，打开检测装置的封口器，观察伸缩主体机构，如果仍然直立，并且底板上的第一测量点仍然位于伸缩主体机构的中心附近，则说明碾压过程中本检测装置的水平位移较小，否则将因为无法准确观测检测装置竖向高度而被认为失效了；步骤六：在步骤五成功的基础上，用检测装置的顶板和底板之间的竖向距离代表本填筑层的压实厚度，再次采水准测量设备分别测得底板上第一测量点的半球顶点的准确高程和封口器上第二测量点的半球顶点的准确高程，用于计算厚度。5.根据权利要求4所述一种填筑层厚度与沉降量检测装置进行沉降量检测的方法，其特征在于，采用所述水准测量设备进行高程测量的测量过程也能够采用铅垂线法高程测量进行替代；当采用铅垂线法高程测量时，直接量取本测量装置顶板和底板测量点之间的距离，加上本测量装置顶板厚度和底板厚度，即为本测量装置的高度，作为填筑厚度。6.根据权利要求4所述一种填筑层厚度与沉降量检测装置进行沉降量检测的方法，其
特征在于，采用步骤一~步骤六得到的观测结果，也能够用于计算下层顶面在本层碾压施工期间沉降量。7.根据权利要求4所述一种填筑层厚度与沉降量检测装置进行沉降量检测的方法，其特征在于：所述步骤二中，采用水准测量设备测得底板上的第一测量点的半球顶点准确高程E0，减去第一测量点与底板底面的间距L1，作为所在下层沉降量检测点的填筑起始高程，记为E
下
；所述步骤三中，铺料施工完成之后，检测装置的底板和顶板之间的竖向距离即为本填筑层松铺厚度，采用水准测量设备分别测得底板上第一测量点的半球顶点的准确高程和封口器上第二测量点的半球顶点的准确高程，分别记为E1、E2；以E1加上第一测量点与底板底面的距离L1，作为松铺状态下层土体顶面的高程，记为E
上
；以E2加上第二测量点到顶板顶面的距离L2，作为松铺状态顶面的高程，记为E
上
；所述步骤六中，再次采水准测量设备分别测得底...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭光文，张新源，谭恺炎，胡迪忠，张治奎，李战备，黄小红，张成阔，孙文胜，彭家锋，曹永辉，潘高倡，梁钦露，陈辉，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团勘测设计有限公司，
类型：发明
国别省市：