CN104697493A - 水下堆载预压沉降监测*** - Google Patents

水下堆载预压沉降监测*** Download PDF

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高潮
于健
陈云涛
解林博
黄泰
刘爱民
喻志发
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Abstract

本发明涉及岩土工程监测技术领域，公开了一种水下堆载预压沉降监测***，设置于待测地基土层，包括：测试孔、固定杆、信号电缆、沉降盘、储液罐、振弦式压力传感器及数据接收终端，测试孔设于待测地基土层，且其下端深入稳定土层；固定杆放置在测试孔中，其下端与稳定土层相连接；振弦式压力传感器设于固定杆，沉降盘设于测试孔的上端孔口，储液罐安装于沉降盘的下表面，储液罐连接一个压力管，压力管的末端连接振弦式压力传感器；数据接收终端与振弦式压力传感器通信连接，用于获取振弦式压力传感器的电信号。本发明对水面船舶的施工和通行没有影响，安全、稳定性高。

Description

水下堆载预压沉降监测***
技术领域
本发明涉及岩土工程监测技术领域，特别是涉及一种水下堆载预压沉降监测***。
背景技术
水下软土地基处理常采用堆载预压法，在堆载预压过程中地基土的沉降情况对堆载预压卸载时间的确定及预压处理后地基土加固效果评价有着重要作用。目前，堆载预压的地表沉降观测大都先在加固区内埋设沉降盘，通过水准仪定期观测来掌握地表的沉降情况；土体分层沉降是通过土体分层沉降仪观测，在土体埋设PVC管，在PVC管上分层设置磁环，将分层沉降仪的探头放入PVC管中，探头通过电磁感应原理测定磁环位置，进而可以确定磁环位置土层的沉降变化情况。
上述沉降观测方法已大规模应用于陆上预压法地基处理中，但在水下堆载施工中地表沉降盘和分层沉降仪均需露出水面方可观测，但若都露出水面，必定影响水上船舶施工、通行，且在水深浪急的海洋环境中，监测仪器很容易受损，另外测量精度也很难保证。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是如何提供一种对水面船舶的施工和通行没有影响，安全、稳定性高的水下堆载预压沉降监测***。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种水下堆载预压沉降监测***，设置于待测地基土层，包括：测试孔、固定杆、信号电缆、沉降盘、储液罐、振弦式压力传感器及数据接收终端，所述测试孔设于所述待测地基土层，且其下端深入稳定土层；所述固定杆放置在所述测试孔中，其下端与所述稳定土层相连接；所述振弦式压力传感器设于所述固定杆，所述沉降盘设于所述测试孔的上端孔口，所述储液罐安装于所述沉降盘的下表面，所述储液罐连接一个压力管，所述压力管的末端连接所述振弦式压力传感器；所述数据接收终端与所述振弦式压力传感器通信连接，用于获取所述振弦式压力传感器的电信号。
其中，所述固定杆沿高度方向依次设有多个单点位移计，每个所述单点位移计的伸缩杆通过锚头与所述待测地基土层相锚接；所述数据接收终端分别与所述单点位移计通信连接，用于获取每个所述单点位移计检测到的位移量。
其中，该水下堆载预压沉降监测***还包括基桩，所述基桩设置于施工区域外的地基中，其顶端伸出水平面，所述数据接收终端安装在所述基桩的顶端；所述数据接收终端通过信号电缆与振弦式压力传感器及所述单点位移计连接。
其中，所述固定杆的下端与所述稳定土层通过现浇混凝土相连接。
其中，所述振弦式压力传感器固定于所述固定杆的上端。
其中，所述储液罐通过连接法兰安装于所述沉降盘的下表面。
(三)有益效果
本发明提供的水下堆载预压沉降监测***，采用振弦式压力传感器，测量精度高，监测***位于水面以下，对水面船舶的施工和通行没有影响，安全、稳定性高；在固定杆的高度方向上设置多个单点位移计，能够测试不同土层的沉降量，能够完整获得不同深度处的沉降数据。
附图说明
图1为本发明实施例的剖视图。
图中，1：测试孔；2：固定杆；3：单点位移计；4：基座；5：伸缩杆；6：锚头；7：压力管；8：储液罐；9：信号电缆；10：振弦式压力传感器；11：沉降盘；12：稳定土层；13：固定卡；14：混凝土；15：连接法兰；16：基桩；17：数据接收终端；18：水平面；19：待测地基土层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参照图1所示，本发明的水下堆载预压沉降监测***，设置于待测地基19，用于监测待测地基土层19的表层和不同深度处的沉降；其包括：测试孔1、固定杆2、信号电缆9、沉降盘11、储液罐8、振弦式压力传感器10及数据接收终端17。测试孔1设于待测地基土层19，且测试孔1的下端深入稳定土层12。固定杆2放置在测试孔1中，固定杆2的下端与稳定土层12相连接，具体的，固定杆2的下端与稳定土层12通过现浇混凝土14相连接。振弦式压力传感器10设于固定杆2，具体的，振弦式压力传感器10设于固定杆2的上端，固定杆2的上端与测试孔1的上端孔口留有足够的沉降量。沉降盘11设于测试孔1的上端孔口，即将沉降盘11设于待测地基土层19的上表面，位于测试孔1的上端孔口处。储液罐8通过连接法兰15安装于沉降盘11的下表面，储液罐8中装有工作液，工作液可以为水或者其他液体。储液罐8连接一个压力管7，压力管7的末端连接振弦式压力传感器10。数据接收终端17与振弦式压力传感器10通信连接，用于获取振弦式压力传感器10的电信号，并根据电信号的变化计算出待测地基土层19的沉降高度。
使用时，在监测开始时，振弦式压力传感器10测得初始压力信号值，并发送给数据接收终端17，数据接收终端17记录下初始压力信号值，待测地基土层19发生沉降时，沉降盘11下降，储液罐8也下降，由于固定杆2设于稳定土层12，因此，压力管7末端的末端高度不变，但压力发生变化，此时，数据接收终端17获取振弦式压力传感器10的实时压力信号值，将实时压力信号值减去初始压力信号值，通过液体压力计算公式计算出沉降高度，该计算过程可以由数据接收终端计算获得。
进一步的，固定杆2沿高度方向依次设有多个单点位移计3，每个单点位移计3的伸缩杆5通过锚头6与待测地基土层19相锚接；数据接收终端17分别与单点位移计3通信连接，用于获取每个单点位移计3检测到的位移量。具体的，在固定杆2的高度方向上每隔2～3米设定一个单点位移计3，单点位移计3的伸缩杆5具有锚头6，锚头6伸出***测试孔1的侧壁，当待测地基土层19沉降时，带动伸缩杆5移动，从而使单点位移计3测得待测地基土层19的分层沉降量。
进一步的，该水下堆载预压沉降监测***还包括基桩16，基桩16设置于施工区域外的地基中，打入一定深度保证其稳定，基桩16的顶端伸出水平面18，数据接收终端17安装在基桩16的顶端；数据接收终端17通过信号电缆9与振弦式压力传感器10及单点位移计3连接。方便于观测人员观察数据接收终端17的数据。需要说明的是，数据接收终端17也可以通过无线通讯设备将数据远程发送到观测人员的通信终端上。
本发明的水下堆载预压沉降监测***，具体施工方法如下：在监测位置用钻机钻出测试孔1，测试孔1的底部钻至不压缩的稳定土层12，将装有单点位移计的固定杆2放入测试孔1中，单点位移计3的基座4通过固定卡13固定在固定杆2上，单点位移计3布置的数量或间距可根据土层厚度设置，一般为2～3米的距离布置一个；固定杆2下端放到稳定土层12后，在固定杆2的下端浇筑少量混凝土14，然后打开单点位移计的伸缩杆5前端的锚头6，使锚头6嵌入测试孔1的孔壁中，待测地基土层19的土体发生沉降时会带动锚头6和伸缩杆5滑动，根据各个单点位移计3的锚头6的位移便可得到土体的分层沉降量。测试孔1的上端孔口的上端设有一个沉降盘11，沉降盘11的下表面通过连接法兰15固定一个储液罐8，其中储液罐密封，且储液罐中装有工作液。储液罐8连接一个压力管，压力管的末端与固定在固定杆2上的振弦式压力传感器10相连，振弦式压力传感器10用于测试压力管末端的压力。地表发生沉降时，储液罐相对于振弦式压力传感器的高度发生变化，振弦式压力传感器感应的液体压力也发生变化，通过测定频率信号，并经相应的数据转换便可得到地表沉降量。单点位移计及振弦式压力传感器均通过信号电缆9汇集到施工区外的基桩16上，并引出水面18连接到数据接收终端17上。
本发明的振弦式压力传感器和单点位移计均为电子测量装置，测量精度高。整个监测***大都位于水底，数据采集终端位于施工区域外，对水面船舶的施工和通行没有影响，安全、稳定性高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水下堆载预压沉降监测***，设置于待测地基土层，其特征在于，包括：测试孔、固定杆、信号电缆、沉降盘、储液罐、振弦式压力传感器及数据接收终端，所述测试孔设于所述待测地基土层，且其下端深入稳定土层；所述固定杆放置在所述测试孔中，其下端与所述稳定土层相连接；所述振弦式压力传感器设于所述固定杆，所述沉降盘设于所述测试孔的上端孔口，所述储液罐安装于所述沉降盘的下表面，所述储液罐连接一个压力管，所述压力管的末端连接所述振弦式压力传感器；所述数据接收终端与所述振弦式压力传感器通信连接，用于获取所述振弦式压力传感器的电信号。
2.如权利要求1所述的水下堆载预压沉降监测***，其特征在于，所述固定杆沿高度方向依次设有多个单点位移计，每个所述单点位移计的伸缩杆通过锚头与所述待测地基土层相锚接；所述数据接收终端分别与所述单点位移计通信连接，用于获取每个所述单点位移计检测到的位移量。
3.如权利要求1所述的水下堆载预压沉降监测***，其特征在于，该水下堆载预压沉降监测***还包括基桩，所述基桩设置于施工区域外的地基中，其顶端伸出水平面，所述数据接收终端安装在所述基桩的顶端；所述数据接收终端通过信号电缆与振弦式压力传感器及所述单点位移计连接。
4.如权利要求1所述的水下堆载预压沉降监测***，其特征在于，所述固定杆的下端与所述稳定土层通过现浇混凝土相连接。
5.如权利要求1所述的水下堆载预压沉降监测***，其特征在于，所述振弦式压力传感器固定于所述固定杆的上端。
6.如权利要求1所述的水下堆载预压沉降监测***，其特征在于，所述储液罐通过连接法兰安装于所述沉降盘的下表面。
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