CN102162234A - 一种岩土体表面位移实时监测装置及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种岩土体表面位移实时监测装置及监测方法。本发明公开了一种岩土体表面位移实时监测装置,用于基坑或边坡等岩土体的位移或变形监测,属于岩土工程测试技术领域,其包括:基准点锚固***、测量***和数据采集***。其优点是可实现岩土体表面的实时监测,监测装置便于现场快速安装,施工材料成本低廉。
Description
技术领域
本发明公开了一种岩土体表面位移实时监测装置与方法,属于土木工程监测技术领域,主要用于各种岩土体工程的位移或变形监测。
背景技术
各种岩土与地下工程建设中,经常对岩土体表面的位移或变形进行监测,一股常用的监测方法包括:(1)地面工程测量法,即在拟监测的岩土体部位设置监测标点,在远离监测点的稳定区域设置基准点,采用全站仪进行观测。(2)测斜仪法,即在岩土体或支护结构内安装测斜管,使用测斜仪分段测量岩土体或结构体的位移变形情况。其中,地面工程测量法测量精度受地面工程影响较大,对于基坑侧壁深部的测点无法实施测量,测量工作量大,不能实时监测。测斜仪法的测斜管安装需紧密配合施工,测斜管的日常保护十分困难,测量工作量大,做到实时监测比较困难。
其它的一些监测方法,如滑坡监测用的埋桩法、标尺法、贴片法,仅是一种宏观的粗略观测,而测缝计、倾斜计等岩土体表面变形监测仪器,仅能定量地测量岩土体表面的相对位移。
发明内容
一种岩土体表面位移实时监测装置,包括:基准点锚固***、测量***和数据采集***。
基准点锚固***,包括导向球1、滑槽2、PVC套管3、;支臂4、内管5、挡片6、销钉7、牵引钢丝8、螺丝9,其特征在于:导向球1与内管5连接,PVC套管3套于内管5外,支臂4一端通过匝箍固定于内管5上,另一端通过匝箍固定于PVC套管3上。内管5靠近导向球的一端开有滑槽2,PVC套管3可在内管滑槽2处滑动。挡片6位于PVC套管3上,挡片6上沿PVC套管3的轴向开槽,两个螺丝9将其径向固定在PVC套管上,纵向可滑动,挡片6远离导向球1一端系有牵引钢丝8。牵引钢丝8通过滑槽2穿过,进入内管5,并引出钻孔口用于牵拉。销钉7位于挡片6下靠近导向球1侧,***PVC套管3和内管5重合的孔中将PVC套管3固定于内管5上,销钉底垫有弹簧。测量孔口进行封堵,封堵11的材料可采用强度C15的混凝土,封堵11的长度30~40cm,并与孔口岩土体表面抹平。
测量***:基准点锚固***通过钢丝拉线8与测量***连接;测量***位于岩土体表面,由固定螺栓13、精密位移传感器14和角钢支架15组成,角钢支架固定于岩土体表面,使用固定螺栓将传感器固定于角钢支架上。
数据采集***:由数据线17和读数仪18组成,测量***的精密位移传感器与读数仪通过数据线17相连。
岩土体表面位移实时监测装置的监测方法如下:
在拟监测的岩土体部位,采用洛阳铲或钻机成孔,在钻孔内安装基准点锚固***,牵拉钢丝引出孔口;拉紧牵拉钢丝,挡片沿PVC套管的轴向滑动,销钉弹出,PVC套管沿着内管沿着远离导向球端滑动,牵引带动支臂撑开,使基准点锚固***在孔内锚固。在孔口安装测量***支架,将传感器固定,并与牵拉钢丝连接。传感器的数据线与读数仪相连,通过读数仪读取拟测点岩土***移值。
本发明的主要技术关键是在岩土体深部设置基准点,在岩土体表面设置位移传感器,通过数据采集仪实现实时监测。
与现有测量方法相比,本发明可以取得如下有益效果:
(1)可实现岩土体表面的实时监测;
(2)位移监测的量程可以达到500mm,测量分辨率为0.1mm,测量精度较高;
(3)便于在基坑深部实施侧向位移监测。
附图说明
图1为岩土体表面位移实时监测装置组成示意图;
图2为岩土体表面位移实时监测装置基准点锚固***的结构示意图;
图3为岩土体表面位移实时监测装置局部放大示意图;
图4为北京中关村某基坑侧壁变形监测实例;
图5为北京中关村某基坑侧壁变形监测曲线。
图中:1.导向球;2.滑槽;3.PVC套管;4.支臂;5.内管;6.挡片;7.销钉;8.牵引钢丝;9.螺丝;10.水泥浆液;11.测量孔封堵;12.测量孔;13.固定螺栓;14.传感器;15.角钢支架;16.岩土体侧壁;17.数据线;18.读数仪
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地说明。
本专利已经应用于多个工程实例,现以北京中关村某基坑工程变形监测为例,说明该方法的使用步骤和效果。
本监测方法依托一整套自动监测***,包括:基准点锚固***、测量***和数据采集***。其中,基准点锚固***位于具有一定深度的钻孔内;测量***位于岩土体表面,由精密位移传感器和支架组成;数据采集***由读数仪和数据线组成。如图1所示。
其中基准点锚固***包括导向球1、滑槽2、PVC套管3、支臂4、内管5、挡片6、销钉7、牵引钢丝8、螺丝9,其特征在于:导向球1与内管5连接,PVC套管3套于内管5外,支臂4一端通过匝箍固定于内管5上,另一端通过匝箍固定于PVC套管3上。内管5靠近导向球的一端开有滑槽2,PVC套管3可在内管滑槽2处滑动。挡片6位于PVC套管3上,挡片6上沿PVC套管3的轴向开槽,两个螺丝9将其径向固定在PVC套管上,纵向可滑动,挡片6远离导向球1一端系有牵引钢丝8。牵引钢丝8通过滑槽2穿过,进入内管5,并引出钻孔口用于牵拉。销钉7位于挡片6下靠近导向球1侧,***PVC套管3和内管5重合的孔中将PVC套管3固定于内管5上。销钉底垫有弹簧。测量孔口进行封堵,封堵11的材料可采用强度C15的混凝土,封堵11的长度30~40cm,并与孔口岩土体表面抹平。如图2和图3所示。
测量***:基准点锚固***通过钢丝拉线8与测量***连接;测量***位于岩土体表面,由固定螺栓13、精密位移传感器14和角钢支架15组成,角钢支架固定于岩土体表面,使用固定螺栓将传感器固定于角钢支架上。
数据采集***:由数据线17和读数仪18组成,测量***的精密位移传感器与读数仪通过数据线17相连。
本发明的岩土体表面位移实时监测方法的具体步骤如下:
(1)首先,等待基坑开挖至1.5米深,在拟监测部位采用洛阳铲成孔,钻孔角度10°,钻孔直径140mm,孔深15m。
(2)在钻孔内安装基准点锚固***,牵拉钢丝引出孔口。
(3)在孔口安装测量***支架,将传感器固定,并与牵拉钢丝连接。使用塑料袋等防雨水材料保护好传感器,并将数据线引导基坑地表边缘,以便测量。
(4)使用数据采集***(读数仪),读取拟测点岩土***移初值。以后,根据工程要求,每隔一定时间(间隔可采用:1天、1小时、几小时、1分钟、几分钟等)读取数据,并形成监测曲线,实现实时监测的目的。
(5)如图5所示,为该基坑工程在2009年12月10日至2010年1月24日施工阶段的位移监测曲线,该曲线以天(日期)为单位,十分精确地反映了该测点的位移变化规律。
如图4所示为该基坑侧壁变形监测实例的安装图。如图5为该基坑基坑侧壁变形监测曲线。
Claims (2)
1.一种岩土体表面位移实时监测装置,包括:基准点锚固***、测量***和数据采集***,其特征在于:
基准点锚固***,包括导向球(1)、滑槽(2)、PVC套管(3)、;支臂(4)、内管(5)、挡片(6)、销钉(7)、牵引钢丝(8)、螺丝(9),其特征在于:导向球(1)与内管(5)连接,PVC套管(3)套于内管(5)外,支臂(4)一端通过匝箍固定于内管(5)上,另一端通过匝箍固定于PVC套管(3)上;内管(5)靠近导向球的一端开有滑槽(2),PVC套管(3)可在内管滑槽(2)处滑动;挡片(6)位于PVC套管(3)上,挡片(6)上沿PVC套管(3)的轴向开槽,两个螺丝(9)将其径向固定在PVC套管(3)上,纵向可滑动,挡片(6)远离导向球(1)一端系有牵引钢丝(8);牵引钢丝8通过滑槽(2)穿过,进入内管(5),并引出钻孔口用于牵拉;销钉(7)位于挡片(6)下靠近导向球(1)侧,***PVC套管(3)和内管(5)重合的孔中将PVC套管(3)固定于内管(5)上,销钉底垫有弹簧;测量孔口进行封堵,封堵(11)的材料可采用强度C15的混凝土,封堵(11的长度30~40cm,并与孔口岩土体表面抹平;
测量***:基准点锚固***通过钢丝拉线(8)与测量***连接;测量***位于岩土体表面,由固定螺栓(13)、精密位移传感器(14)和角钢支架(15)组成,角钢支架固定于岩土体表面,使用固定螺栓将传感器固定于角钢支架上;
数据采集***:由数据线(17)和读数仪(18)组成,测量***的精密位移传感器与读数仪通过数据线(17)相连。
2.根据权利要求1所述的一种岩土体表面位移实时监测装置的监测方法,其特征在于:在拟监测的岩土体部位,采用洛阳铲或钻机成孔,在钻孔内安装基准点锚固***,牵拉钢丝引出孔口;拉紧牵引钢丝(8),挡片(6)沿PVC套管(3)的轴向滑动,销钉(7)弹出,PVC套管(3)沿着内管(5)沿着远离导向球(1)端滑动,牵引带动支臂(4)撑开,使基准点锚固***在孔内锚固;在孔口安装测量***角钢支架(15),将精密位移传感器(14)固定,并与紧牵引钢丝(8)连接;精密位移传感器(14)的数据线(17)与读数仪(18)相连,通过读数仪(18)读取拟测点岩土***移值。
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