CN103422487B - 利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高填方沉降变形的测量技术领域；所要解决的技术问题是提供一种适用于单临空面高填方地基水平面中的V形线路、利用测绳通过角度可调转化器带动测斜仪移动测量沉降变形的方法；采用的技术方案是：利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，安装在测绳上的测斜仪通过角度可调转化器在沉降管中移动来测量单临空面的高填方地基的沉降变形；测量方法包括如下步骤：第一步，选定基准点和观测断面，第二步，埋设沉降管和角度可调转化器，第三步，观测记录初始数据，第四步，测量断面出口点沉降后标高，第五步，测斜仪调零，第六步，沉降变形测量，第七步，资料整理分析；本发明主要用于单临空面高填方地基的沉降变形测量。
Description
技术领域
本发明利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，属于高填方沉降变形的测量技术领域，特别涉及一种单临空面高填方地基水平面中V形线路沉降变形的测量。
背景技术
随着我国基本建设规模的扩大，建设用地日趋紧张，对土地利用的要求越来越高。近年来为了避免与良田争地，许多城市提出了“工业出城、项目上山”的发展战略，大量的工业厂房、电厂、堆场等工程建设将位于山区丘陵地带，这就使得工程中出现较多的深挖高填。目前，高填方地基填筑体多采用分层回填土，分层压实或夯实的处理方式。对于高填方工程中所产生的沉降量的控制显得尤为重要。
现有测量沉降变形的方法中绝大部分采用竖直方向进行离散孔位的测量，该方法不仅在沉降孔的预留及保护的过程中对施工造成不便，而且所测得的数据仅是几个离散的孔位，不能完全代表某个断面的沉降值。
而对于目前沿水平方向利用测斜仪进行直线沉降观测的方法只能适用于具有双临空面的高填方工程。很显然对于只有一个临空面的高填方工程现有的测量方法显得很局限。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种适用于单临空面高填方地基水平面中的V形线路、利用测绳通过角度可调转化器带动测斜仪移动测量沉降变形的方法，测量范围广，使用方便精确。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，安装在测绳上的测斜仪通过角度可调转化器在沉降管中移动来测量单临空面的高填方地基的沉降变形；
角度可调转化器的结构为：包括三棱柱框架、多角度可调滑轮组、接头管和覆盖板，多角度可调滑轮组安装在三棱柱框架的内部，三棱柱框架的一个侧棱上设有导向调节槽柱，多角度可调滑轮组的底部套装在导向调节槽柱内，且导向调节槽柱上设有多个调节孔并通过定位螺丝与多角度可调滑轮组紧固固定，三棱柱框架上与设有导向调节槽柱的侧棱相对应的两个矩形的侧面框架上分别铰接有一个接头管，所述的三棱柱框架的外表面均安装有覆盖板且安装有接头管的两个侧面框架上留有供接头管旋转的旋转间隙，所述多角度可调滑轮组的结构为：T形杆的竖杆套装在导向调节槽柱内，T形杆的横杆两个端部分别与一个连接杆的一端铰接，每个连接杆的另一端均安装有一个滑轮；
测量方法包括如下步骤：
第一步，选定基准点和观测断面，在稳定地段设基准点，根据现场工程实际要求及地形条件，选取具有代表性的观测断面作为沉降管和角度可调转化器的埋设位置，形成V形测量线路；
第二步，埋设沉降管和角度可调转化器，在第一步选定的观测断面上按工程需要的夹角铺设两个沉降管，沉降管伸出观测断面0.5-1m，根据所述夹角调整角度可调转化器内两个滑轮的位置以及两个接头管的旋转角度，并将调整好的角度可调转化器放置在两根沉降管的交接点位置，每个沉降管分别与一个接头管连通，两根沉降管中放置一根测绳且测绳穿过角度可调转化器中的两个接头管和两个滑轮，测绳的两端分别穿过两个沉降管伸出观测断面；
第三步，观测记录初始数据，在沉降管中每间隔0.5m或1m设置一个观测点，用标高测量仪器参照基准点测定出两个沉降管的断面出口点的标高及埋设方向并记录；
第四步，测量断面出口点沉降后标高，在高填方地基上填压一层土并经过一段时间沉降后，用标高测量仪器参照基准点观测两个沉降管的断面出口点沉降后的标高并记录；
第五步，测斜仪调零，在其中一个沉降管中的测绳上连接测斜仪，测斜仪的电缆与指示器连接，并将测斜仪在沉降管的管口处校正并调零；
第六步，沉降变形测量，拉动未安装测斜仪的测绳一端，带动另一个沉降管中的测斜仪移动，在每个观测点读取测斜仪的反映数据，并进行记录；
第七步，资料整理分析。
所述的第六步中，测斜仪在一个沉降管中移动并测量结束后，将测斜仪放置入另一个沉降管中重复第五步和第六步进行测量记录。
所述的第六步中在观测点测量时，拉动测绳带动测斜仪在一个沉降管中多个观测点来回往返多次测量，并记录各观测点反映数据。
所述的第五步中测斜仪调零前，先把测头导轮对准垂直导槽放在相应沉降管中3-5分钟。
所述的第二步中埋设沉降管时逐节对口连成一根，每节沉降管套入连接管长度的一半，检查各节管连接良好后才能铺设。
所述第二步埋设好沉降管后，在断面出口点位置挖槽，并在沉降管的端部用混凝土浇筑检查井。
所述第三步和第四步测量断面出口点标高的标高测量仪器为水准仪，或为全站仪。
本发明同现有技术相比具有以下有益效果。
1、本发明通过在两个沉降管之间安装一个角度可调转化器，解决单临空面高填方地基测量沉降变形时测斜仪在沉降管中的移动问题，两根沉降管和角度可调转化器形成一个有一定角度的V形线路，通过拉伸测绳牵引测斜仪在沉降管中移动并进行测量记录，最终得到特定观测点的沉降值，使用方便，测量成本低，且不会对高填方地基本身造成影响。
2、本发明由于角度可调转化器的角度可调节性，调节角度为0°-180°，使测绳两端所成夹角适用于两个沉降管所形成的V形线路的夹角范围为0°-180°，可用于各种单临空面高填方地基的沉降变形测量，适用范围广。
3、本发明中埋设沉降管时逐节对口连成一根，每节沉降管套入连接管长度的一半，检查各节管连接良好后才能铺设，可防止泥沙从连接管段进入沉降管内而使测量结果形成偏差。
4、本发明中测斜仪调零时，先把测头导轮对准垂直导槽放在相应沉降管中3-5分钟，可使测头与地下温度平衡，保证测量准确性。
5、本发明在沉降变形测量时拉动测绳带动测斜仪在一个沉降管中来回往返多次测量，使各观测点的测量数据更加准确。
6、本发明中测斜仪在一个沉降管中移动并测量结束后，将测斜仪放置入另一个沉降管中进行测量记录，实现了一个观测断面V形线路的同时测量，成本低廉，使用方便，省时省力。
7、本发明在埋设好沉降管后，在断面出口点位置挖槽，并在沉降管的端部用混凝土浇筑检查井，保护沉降管，避免高填方地基填土沉降期间沉降管损坏。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明在高填方地基观测断面上的沉降管和角度可调转化器平面布置示意图。
图2为本发明中沉降变形后沉降管和角度可调转化器的沉降状态示意图。
图3为本发明中以标高测量仪器参照基准点测量沉降前后断面出口点标高的布置示意图。
图4为本发明中角度可调转化器的结构示意图。
图5为本发明在单临空面高填方地基一个观测断面上的多个位置安装沉降管和角度可调转化器的结构示意图。
图中：1为三棱柱框架，2为多角度可调滑轮组，3为接头管，4为测绳，5为导向调节槽柱，6为沉降管，7为角度可调转化器，8为高填方地基，9为测斜仪，10为标高测量仪器，11为基准点，12为临空面。
具体实施方式
本发明利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，安装在测绳4上的测斜仪9通过角度可调转化器7在沉降管6中移动来测量单临空面的高填方地基8的沉降变形；
如图4所示，角度可调转化器7的结构为：包括三棱柱框架1、多角度可调滑轮组2、接头管3和覆盖板，多角度可调滑轮组2安装在三棱柱框架1的内部，三棱柱框架1的一个侧棱上设有导向调节槽柱5，多角度可调滑轮组2的底部套装在导向调节槽柱5内，且导向调节槽柱5上设有多个调节孔并通过定位螺丝与多角度可调滑轮组2紧固固定，三棱柱框架1上与设有导向调节槽柱5的侧棱相对应的两个矩形的侧面框架上分别铰接有一个接头管3，所述的三棱柱框架1的外表面均安装有覆盖板且安装有接头管3的两个侧面框架上留有供接头管3旋转的旋转间隙，所述多角度可调滑轮组2的结构为：T形杆的竖杆套装在导向调节槽柱5内，T形杆的横杆两个端部分别与一个连接杆的一端铰接，每个连接杆的另一端均安装有一个滑轮；
测量方法包括如下步骤：
第一步，选定基准点和观测断面，如图3所示，在稳定地段设基准点，根据现场工程实际要求及地形条件，选取具有代表性的观测断面作为沉降管6和角度可调转化器7的埋设位置，形成V形测量线路；
第二步，埋设沉降管6和角度可调转化器7，如图1所示，在第一步选定的观测断面上按工程需要的夹角铺设两个沉降管6，沉降管6伸出观测断面0.5-1m，根据所述夹角调整角度可调转化器7内两个滑轮的位置以及两个接头管3的旋转角度，并将调整好的角度可调转化器7放置在两根沉降管6的交接点位置，每个沉降管6分别与一个接头管3连通，两根沉降管6中放置一根测绳4且测绳4穿过角度可调转化器7中的两个接头管3和两个滑轮，测绳4的两端分别穿过两个沉降管6伸出观测断面；
第三步，观测记录初始数据，在沉降管6中每间隔0.5m或1m设置一个观测点，用标高测量仪器10参照基准点测定出两个沉降管6的断面出口点的标高及埋设方向并记录，
第四步，测量断面出口点沉降后标高，在高填方地基上填压一层土并经过一段时间沉降后，用标高测量仪器10参照基准点观测两个沉降管6的断面出口点沉降后的标高并记录；
第五步，测斜仪调零，在其中一个沉降管6中的测绳4上连接测斜仪9，测斜仪9的电缆与指示器连接，并将测斜仪9在沉降管6的管口处校正并调零；
第六步，沉降变形测量，拉动未安装测斜仪9的测绳4一端，带动另一个沉降管6中的测斜仪9移动，在每个观测点读取测斜仪9的反映数据，并进行记录；
第七步，资料整理分析。
所述的第六步中，测斜仪9在一个沉降管6中移动并测量结束后，将测斜仪9放置入另一个沉降管中重复第五步和第六步进行测量记录，实现了一个观测断面V形线路的同时测量，成本低廉，使用方便，省时省力。
所述的第六步中在观测点测量时，拉动测绳4带动测斜仪9在一个沉降管6中多个观测点来回往返多次测量，并记录各观测点反映数据，使各观测点的测量数据更加精确。
所述的第五步中测斜仪调零前，先把测头导轮对准垂直导槽放在相应沉降管6中3-5分钟，可使测头与地下温度平衡，保证测量准确性。
所述的第二步中埋设沉降管6时逐节对口连成一根，每节沉降管套入连接管长度的一半，检查各节管连接良好后才能铺设，可防止泥沙从连接管段进入沉降管6内而使测量结果形成偏差。
所述第二步埋设好沉降管后，在断面出口点位置挖槽，并在沉降管6的端部用混凝土浇筑检查井。
所述第三步和第四步测量断面出口点标高的标高测量仪器10为水准仪，或为全站仪。
如图3所示，以标高测量仪器10参照基准点测量沉降前后断面出口点标高，标高测量仪器10以预先选定的基准点11为参照，分别测量高填方地基8的临空面12上的断面出口点沉降前A点标高和沉降后A＇的标高。
测斜仪9为现有仪器，广泛适用于测量土石坝、面板坝、岩体边坡、土建基坑、路基等结构物的垂直位移，测斜仪9配合沉降管6可反复使用。
角度可调转化器7中两个滑轮和两个接头管3的位置调整，使测绳4两端所成夹角适用于两个沉降管6所形成的V形线路的夹角范围为0°-180°，适用于单临空面高填方地基水平面中两个沉降管所形成的V形线路沉降变形的测量。
由于本发明中所使用的沉降管6和角度可调转化器7的成本较低，可在每层填土中需检测的位置均埋设角度可调转化器7和两个沉降管6，针对各层填土不同位置的沉降变形分别进行测量，对研究土体的整体沉降具有很大的参考价值。
如图5所示为多个角度可调转化器7和沉降管6在单临空面的高填方地基8一个观测断面不同位置以不同角度埋设的状态示意图。
计算原理：
如图2所示，在高填方施工的过程中，土是分层碾压回填的，高填方地基回填压实后，断面出口点A沉降至A＇，其中一个观测点B沉降至B＇，根据所述第三步中得到的断面出口点A的标高以及第四步所得沉降后的A＇标高，推导出断面出口点A的沉降量ΔA；
所述第六步通过测斜仪9反映数据推导出沉降后B＇相对于A＇的高度差hA-B；
则B点相对于此回填层的沉降值ΔB的计算公式如下：
ΔB=ΔA+ hA-B。
由于测斜仪9的自重比较小，因此由它自身重力所引起的竖直位移相对于总的沉降管6的位移很小，所以测斜仪9因自身重力所引起的竖向位移可以忽略不计。
Claims (7)
1.利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，其特征在于：安装在测绳（4）上的测斜仪（9）通过角度可调转化器（7）在沉降管（6）中移动来测量单临空面的高填方地基（8）的沉降变形；
角度可调转化器（7）的结构为：包括三棱柱框架（1）、多角度可调滑轮组（2）、接头管（3）和覆盖板，多角度可调滑轮组（2）安装在三棱柱框架（1）的内部，三棱柱框架（1）的一个侧棱上设有导向调节槽柱（5），多角度可调滑轮组（2）的底部套装在导向调节槽柱（5）内，且导向调节槽柱（5）上设有多个调节孔并通过定位螺丝与多角度可调滑轮组（2）紧固固定，三棱柱框架（1）上与设有导向调节槽柱（5）的侧棱相对应的两个矩形的侧面框架上分别铰接有一个接头管（3），所述的三棱柱框架（1）的外表面均安装有覆盖板且安装有接头管（3）的两个侧面框架上留有供接头管（3）旋转的旋转间隙，所述多角度可调滑轮组（2）的结构为：T形杆的竖杆套装在导向调节槽柱（5）内，T形杆的横杆两个端部分别与一个连接杆的一端铰接，每个连接杆的另一端均安装有一个滑轮；
测量方法包括如下步骤：
第一步，选定基准点和观测断面，在稳定地段设基准点，根据现场工程实际要求及地形条件，选取具有代表性的观测断面作为沉降管（6）和角度可调转化器（7）的埋设位置，形成V形测量线路；
第二步，埋设沉降管（6）和角度可调转化器（7），在第一步选定的观测断面上按工程需要的夹角铺设两个沉降管（6），沉降管（6）伸出观测断面0.5-1m，根据所述夹角调整角度可调转化器（7）内两个滑轮的位置以及两个接头管（3）的旋转角度，并将调整好的角度可调转化器（7）放置在两根沉降管（6）的交接点位置，每个沉降管（6）分别与一个接头管（3）连通，两根沉降管（6）中放置一根测绳（4）且测绳（4）穿过角度可调转化器（7）中的两个接头管（3）和两个滑轮，测绳（4）的两端分别穿过两个沉降管（6）伸出观测断面；
第三步，观测记录初始数据，在沉降管（6）中每间隔0.5m或1m设置一个观测点，用标高测量仪器（10）参照基准点测定出两个沉降管（6）的断面出口点的标高及埋设方向并记录；
第四步，测量断面出口点沉降后标高，在高填方地基上填压一层土并经过一段时间沉降后，用标高测量仪器（10）参照基准点观测两个沉降管（6）的断面出口点沉降后的标高并记录；
第五步，测斜仪调零，在其中一个沉降管（6）中的测绳（4）上连接测斜仪（9），测斜仪（9）的电缆与指示器连接，并将测斜仪（9）在沉降管（6）的管口处校正并调零；
第六步，沉降变形测量，拉动未安装测斜仪（9）的测绳（4）一端，带动另一个沉降管（6）中的测斜仪（9）移动，在每个观测点读取测斜仪（9）的反映数据，并进行记录；
第七步，资料整理分析。
2.根据权利要求1所述的利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，其特征在于：所述的第六步中，测斜仪（9）在一个沉降管（6）中移动并测量结束后，将测斜仪（9）放置入另一个沉降管中重复第五步和第六步进行测量记录。
3.根据权利要求1或2所述的利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，其特征在于：所述的第六步中在观测点测量时，拉动测绳（4）带动测斜仪（9）在一个沉降管（6）中多个观测点来回往返多次测量，并记录各观测点反映数据。
4.根据权利要求1或2所述的利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，其特征在于：所述的第五步中测斜仪调零前，先把测头导轮对准垂直导槽放在相应沉降管（6）中3-5分钟。
5.根据权利要求1或2所述的利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，其特征在于：所述的第二步中埋设沉降管（6）时逐节对口连成一根，每节沉降管套入连接管长度的一半，检查各节管连接良好后才能铺设。
6.根据权利要求1或2所述的利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，其特征在于：所述第二步埋设好沉降管后，在断面出口点位置挖槽，并在沉降管（6）的端部用混凝土浇筑检查井。
7.根据权利要求1或2所述的利用测斜仪通过角度可调转化器测量沉降变形的方法，其特征在于：所述第三步和第四步测量断面出口点标高的标高测量仪器（10）为水准仪，或为全站仪。
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Granted publication date: 20150325 Termination date: 20170819 |
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