用于黃土填料高填方路堤的分層沉降裝置及測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及黃土填料高填方路堤變形監(jiān)測領(lǐng)域，具體是一種用于黃土填料高填方路堤的分層沉降裝置及測量方法，包括套管以及設(shè)于套管一端且與套管相垂直的朝向一側(cè)的三齒叉，若干沉降測桿以及保護套管，第一根沉降測桿螺紋配合于套管內(nèi)圓，相鄰沉降測桿之間螺紋連接配合，第一根保護套管套裝于套管外圓上，相鄰保護套管之間插接配合。本發(fā)明通過在黃土填料高填方路堤中開挖探井并分層埋入沉降測桿，通過精密水準(zhǔn)儀人工測量桿頂標(biāo)高變化即可精確計算出所測土層的沉降量。該測量方法獲得的沉降數(shù)據(jù)真實、客觀、精確，為準(zhǔn)確確定和深入分析高填方路堤的沉降變形規(guī)律提供技術(shù)支持。
【專利說明】用于黃土填料高填方路堤的分層沉降裝置及測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及黃土填料高填方路堤變形監(jiān)測領(lǐng)域，具體是一種用于黃土填料高填方路堤的分層沉降裝置及測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]黃土地區(qū)高填方路堤的變形監(jiān)測是工程建設(shè)中必不可少的技術(shù)措施，是工程設(shè)計、施工、運行、維護加固的重要依據(jù)。目前，高填方路堤的變形監(jiān)測采用最多的是鉆孔沉降磁環(huán)式與埋入沉降板式等傳統(tǒng)方法，但這兩種方法在使用過程中還存在一些不足，一、對于鉆孔沉降磁環(huán)式:(1)無法避免回填材料進入測定磁環(huán)和沉降管之間的間隙中，使測定磁環(huán)和沉降管之間的摩擦力過大，或回填材料與沉降管摩擦力較大，造成測定磁環(huán)隨土體的升降受到沉降管的很大約束；(2)定位環(huán)的外徑比測定磁環(huán)的內(nèi)徑大，測定磁環(huán)向上移動時要受定位環(huán)的限制，這樣就容易造成所測定的土體向上變形值(土體膨脹時發(fā)生)失真；
[3]機械鉆孔過程中對周圍土體的擾動較大，對測量不利；(4)沉降磁環(huán)與孔壁土體鏈接是否牢固無法保證。二、對于埋入沉降板式，這種方法具有沉降板容易制作，埋設(shè)簡單，費用較低等優(yōu)點，但存在以下難以克服的缺點:(I)沉降板的測桿必須隨著路堤填筑而不斷接高，增加了操作難度和累計誤差；(2)測桿必須露出路面或埋于路面下，前者對施工影響較大且容易被碾壓機械等損壞，而后者則需要在每次測量時將測桿挖出，工作量大且不容易找到位置，監(jiān)測效率較低，破壞了壓實路基的整體性；(3)施工機械不能靠近測桿進行碾壓，只能采取小型機械進行碾壓，因而壓實質(zhì)量比周圍差，難以達到控制要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有黃土地區(qū)高填方路堤的變形監(jiān)測領(lǐng)域存在的問題，提供了一種用于黃土填料高填方路堤的分層沉降裝置及測量方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:用于黃土填料高填方路堤的分層沉降裝置，包括套管以及設(shè)于套管一端且與套管相垂直的朝向一側(cè)的三齒叉，若干沉降測桿以及保護套管，第一根沉降測桿螺紋配合于套管內(nèi)圓，相鄰沉降測桿之間螺紋連接配合，第一根保護套管套裝于套管外圓上，相鄰保護套管之間插接配合。
[0005]利用所述裝置的用于黃土填料高填方路堤的分層沉降測量方法，
其步驟為:
I.根據(jù)黃土填料高填方路堤的工程特點與具體需求，確定需要沉降測量的土層深
度；
I1.根據(jù)需要沉降測量的土層深度，在路堤上開挖探井；
II1.帶有沉降測桿和保護套管的三齒叉沿探井內(nèi)側(cè)向下延伸至需要沉降測量的土層深度，三齒叉垂直插置于探井側(cè)壁上，采用逐節(jié)連接的方式連接各沉降測桿和保護套管直至伸出堤面，并填埋探井；
IV.通過精密水準(zhǔn)儀人工測量沉降測桿桿頂標(biāo)高變化，獲得所測土層的沉降量。[0006]本發(fā)明通過在黃土填料高填方路堤中開挖探井并分層埋入沉降測桿，通過精密水準(zhǔn)儀人工測量桿頂標(biāo)高變化即可精確計算出所測土層的沉降量。該測量方法獲得的沉降數(shù)據(jù)真實、客觀、精確，為準(zhǔn)確確定和深入分析高填方路堤的沉降變形規(guī)律提供技術(shù)支持。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明所述用于黃土填料高填方路堤的分層沉降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2為本發(fā)明所述用于黃土填料高填方路堤的分層沉降測量方法的具體實施示意圖。
[0009]圖中:1-套管，2-三齒叉，3-沉降測桿，4-保護套管，5-探井。
【具體實施方式】
[0010]用于黃土填料高填方路堤的分層沉降裝置，包括套管I以及設(shè)于套管I 一端且與套管I相垂直的朝向一側(cè)的三齒叉2，若干沉降測桿3以及保護套管4，第一根沉降測桿3螺紋配合于套管I內(nèi)圓，相鄰沉降測桿3之間螺紋連接配合，第一根保護套管4套裝于套管I外圓上，相鄰保護套管4之間插接配合。
[0011]下面結(jié)合附圖2對本發(fā)明所述的分層沉降測量方法進行詳細(xì)的說明，其步驟為:
I.根據(jù)黃土填料高填方路堤的工程特點與具體需求，確定需要沉降測量的土層深度:通過該黃土填料高填方路堤的勘察資料與設(shè)計文件，從而獲得該路段的原始地貌情況和相應(yīng)的路堤填筑高度(路堤高度)，獲得該路段相關(guān)管道(電力、供水、供氣等管道)的詳細(xì)埋設(shè)深度情況。由于管道下方土體的不均勻沉降引起管道的變形，給相關(guān)管道的安全運行造成危害。尤其是供水管道，該管道變形過大引起斷裂，大量供水的泄漏使黃土產(chǎn)生濕陷性，使管道的變形更大，同時造成路面變形與破壞，這樣便形成一個惡性循環(huán)。故而測量管道下方的土體變形是十分重要的。
[0012]因此，步驟I中需要沉降測量的土層深度最少為四個。當(dāng)沉降測量為四個時，其分別為堤面以下Im處，相關(guān)管道埋設(shè)深度以下0.5m處，路堤高度1/2處，路堤與地基交界處。多個沉降測量可以更全面的獲得不同土層的沉降情況。
[0013]I1.根據(jù)需要沉降測量的土層深度，在路堤上開挖探井5:根據(jù)勘察、設(shè)計、施工方提供的圖紙以及相關(guān)文件確定探井5的具體位置，使探井能夠避開高填方路堤中的管道，邀請相關(guān)人員進行現(xiàn)場協(xié)助。探井開挖采用人工開挖的方式:相對機械開挖，人工開挖可以減少對土體的擾動，使測量結(jié)果更加真實；同時在人工開挖過程中發(fā)現(xiàn)管道時可以及時進行處理，避免對管道的破壞。探井5開挖尺寸一般可采取1.0m (長)X0.5m (寬)，探井施工前必須準(zhǔn)備好相應(yīng)的安全器材，施工現(xiàn)場必須保證二人以上施工，開挖過程中應(yīng)進行擋板護壁處理，開挖產(chǎn)生的土方到洞口的距離應(yīng)滿足規(guī)范要求。
[0014]II1.帶有沉降測桿3和保護套管4的三齒叉2沿探井5內(nèi)側(cè)向下延伸至需要沉降測量的土層深度，三齒叉2垂直插置于探井5側(cè)壁上，采用逐節(jié)連接的方式連接各沉降測桿3和保護套管4直至伸出堤面，并填埋探井5。
[0015]IV.通過精密水準(zhǔn)儀人工測量沉降測桿3桿頂標(biāo)高變化，獲得所測土層的沉降量。沉降測桿3桿頂沉降監(jiān)測采用高精度數(shù)字水準(zhǔn)儀、條碼尺、尺墊等，以三等水準(zhǔn)精度要求施測(基點校核時采用二等水準(zhǔn))。由水準(zhǔn)工作基點引測各沉降測點高程，測點初始高程應(yīng)取兩次測量均值，一定時段內(nèi)測點高程的變化即該時段內(nèi)測點沉降量，每次觀測測點高程變化時，應(yīng)該固定測站。二等水準(zhǔn)測量每千米高差全中誤差為2.0mm,閉合差限差應(yīng)< 4拉
(L為水準(zhǔn)路線長度)，三等水準(zhǔn)測量每千米高差全中誤差為6.0mm,閉合差限差應(yīng)< 12拉(L為水準(zhǔn)路線長度)。
【權(quán)利要求】
1.用于黃土填料高填方路堤的分層沉降裝置，其特征在于，包括套管(I)以及設(shè)于套管(I) 一端且與套管(I)相垂直的朝向一側(cè)的三齒叉(2)，若干沉降測桿(3)以及保護套管(4)，第一根沉降測桿(3)螺紋配合于套管(I)內(nèi)圓，相鄰沉降測桿(3)之間螺紋連接配合，第一根保護套管(4)套裝于套管(I)外圓上，相鄰保護套管(4)之間插接配合。
2.利用權(quán)利要求1所述裝置的用于黃土填料高填方路堤的分層沉降測量方法，其特征在于， 其步驟為: I.根據(jù)黃土填料高填方路堤的工程特點與具體需求，確定需要沉降測量的土層深度； I1.根據(jù)需要沉降測量的土層深度，在路堤上開挖探井(5)； II1.帶有沉降測桿(3)和保護套管(4)的三齒叉(2)沿探井(5)內(nèi)側(cè)向下延伸至需要沉降測量的土層深度，三齒叉(2)垂直插置于探井(5)側(cè)壁上，采用逐節(jié)連接的方式連接各沉降測桿(3)和保護套管(4)直至伸出堤面，并填埋探井(5); IV.通過精密水準(zhǔn)儀人工測量沉降測桿(3)桿頂標(biāo)高變化，獲得所測土層的沉降量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于黃土填料高填方路堤的分層沉降測量方法，其特征在于，步驟I中需要沉降測量的土層深度最少為四個。
【文檔編號】G01C5/00GK103994753SQ201410261115
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】巨玉文, 薛凱元, 楊洋, 胡穎 申請人:太原理工大學(xué)