CN115655211A - 一种表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地基处理工程用监测装置技术领域，特别涉及一种表层沉降、分层沉降及水位一体自动监测装置及方法。该监测装置包括固定测杆、分层沉降套管、沉降套板、分层沉降监测机构和地表沉降监测机构；固定测杆固定预埋在地基内且其顶端伸出地基表面，地表沉降监测机构固定连接于沉降套板顶部，以使沉降套板下沉后带动其移动，地表沉降监测机构用于监测沉降套板与固定测杆的相对位移；分层沉降监测机构包括磁环和固定连接于固定测杆上的分层沉降传感器，分层沉降套管固定预埋在地基内且其外部套设有磁环，以使地基内部下沉带动磁环移动，分层沉降传感器用于感应磁环移动距离。该监测装置具有一体化自动监测功能，提高监测效率的同时能够节约成本。

Description

一种表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置及监测方法

技术领域

本发明涉及地基处理工程用监测装置技术领域，特别涉及一种表层沉降、分层沉降及水位一体自动监测装置及方法。

背景技术

地基处理工程监测项目包括表层沉降、分层沉降、地下水位、孔隙水压力等，采用每个项目分别自动化监测可解决人工监测费时费力、效率低，工作量较大且繁琐，观测精度差等诸多问题。

其中，对于表层沉降自动监测，可采用钻孔埋设固定测杆，埋入至不动点位置作为基准点；对于分层沉降监测，人们则需钻孔埋设外套磁环的分层沉降管，埋入至不动点位置，磁环外套于沉降管上，管内安装自动化沉降装置，测量沉降时磁环与分层沉降套管内自动化沉降装置相对位移。

对于地下水位自动化监测，则是通过水位管内埋设水位计来检测，其中，监测过程中水位计需保持固定不动，方能放映出真实水位变化，因此,同样要求水位管需钻孔至不动位置后埋设水位管。

目前，上述表层沉降、分层沉降、地下水位项目的现有监测装置和监测方法存在以下问题：

1)目前，市面上现有的监测装置只能适应某项指标检测，对于表层沉降、分层沉降及地下水位自动化监测均需单独进行，监测装置的部件均要分开单独埋设，每个监测项均需钻孔，以分别埋设固定测杆、分层沉降管和水位管，且每项检测项在钻孔时均需钻至不动土层，钻孔深度大造成作业成本高；

2)现有的水位监测装置在使用时，水位计会随地基沉降而移动，从而导致水位测量不准；

3)地基处理过程中对于每一项监测保护要求都很高，每一项指标需单独监测时，保护难度大、保护工作量大且繁琐，且保护措施成本大。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足。本发明提供一种表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置，其包括固定测杆、套设于固定测杆外的分层沉降套管、埋设于地基表面的沉降套板、分层沉降监测机构和地表沉降监测机构；

所述固定测杆固定预埋在地基内且其顶端伸出地基表面，地表沉降监测机构固定连接于沉降套板顶部，以使沉降套板下沉后带动其移动，所述地表沉降监测机构用于监测沉降套板与固定测杆的相对位移；

所述分层沉降监测机构包括磁环和固定连接于固定测杆上的分层沉降传感器，所述分层沉降套管固定预埋在地基内且其外部套设有磁环，以使地基内部下沉带动磁环移动，所述分层沉降传感器用于感应磁环移动距离。

在一实施例中，还包括采集设备；所述分层沉降传感器和地表沉降监测机构与采集设备电连接。

在一实施例中，所述地表沉降监测机构包括拉线以及拉线位移传感器；所述沉降套板上方固定连接有沉降套杆，所述采集设备和拉线位移传感器固定安设于所述沉降套杆顶端；所述固定测杆从上至下伸入沉降套杆的内孔和沉降套板内孔中，且其顶端与拉线位移传感器通过拉紧的拉线连接，以使所述沉降套板下沉带动拉线位移传感器下沉后，所述拉线产生收缩。

在一实施例中，还包括与采集设备电连接的水位计；所述水位计固定连接于固定测杆上，且其位于地基内部的水位以下；且所述分层沉降套管于水位以下的部分节段上设有流通孔，以使水流通过流通孔流入分层沉降套管内。

在一实施例中，所述分层沉降套管于流通孔所在处的部分节段的外部裹附上有滤布，用以过滤通过流通孔流入分层沉降套管内的水流。

在一实施例中，所述分层沉降套管外部套设有若干个间隔分布的磁环。

在一实施例中，所述分层沉降套管包括若干子节段，所述子节段包括第一子节段以及若干段第二子节段；所述第一子节段上开设有流通孔，且若干所述磁环分别对应设置于各个第二子节段上。

在一实施例中，所述分层沉降套管由所述第一子节段和若干段第二子节段可拆卸固定连接而成；所述固定测杆由若干分段可拆卸固定连接而成。

在一实施例中，所述沉降套杆底端外壁上开设有线孔，用以使水位计、分层沉降传感器的线缆从线孔引出并与采集设备连接。

本发明还提供一种表层沉降、分层沉降及水位一体监测方法，其应用如上所述的表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置，包括以下步骤：

S1：在地基上钻孔用以埋设分层沉降套管，钻孔深度穿过软土层到达基岩位置；

S2：根据分层沉降监测位置，将磁环套在分层沉降套管外；根据水位高度和磁环位置，调整开设有流通孔的分层沉降套管节段的位置以使流通孔位于水位以下；将分层沉降套管埋设于地基内部直至其底端到达基岩；

S3：根据磁环位置，将分层沉降传感器固定安设于固定测杆上，以使其感应区域位于磁环移动范围内，并将水位计固定安装于固定测杆上；

S4：将固定测杆下放至分层沉降套管内，且固定测杆的顶端伸出地基表面；将沉降套板埋设在地基表面并套在固定测杆顶端的外部；

S5：将固定测杆顶端的拉线拉紧以与拉线位移传感器连接；并将拉线位移传感器、水位计和分层沉降传感器线缆接入采集设备；

S6：将采集设备和拉线位移传感器固定安装于沉降套杆顶部；

S7：进行数据感应监测：

堆载过程中地基表面产生沉降时，拉线位移传感器与固定测杆顶端之间产生相对位移使拉线收缩，拉线位移传感器实时感应拉线收缩量以获得地表沉降值；

分层沉降自动化监测中，地基内部的土体发生沉降带动磁环移动，分层沉降传感器实时感应磁环与分层沉降传感器之间的相对位移量以获得分层沉降值；所述水位计实时感应水位变化以获得水位值。

基于上述，与现有技术相比，本发明提供的一种表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置，具有以下有益效果：

1)其结构简单、制造成本低；埋设时操作方便快捷，效率高；

2)其具有一体化监测功能，既能监测地表沉降也可监测分层沉降，解决了地表沉降、分层沉降均需单独钻孔埋设问题，提高效率的同时节约钻孔成本；

3)现有的监测装置在表面沉降单独埋设时，固定测杆需外套保护管以避免固定测杆受土体沉降导致的挤压、抱拽等影响，造成测值不准；而本发明直接利用分层沉降测试用的固定测杆作为表面沉降监测的不动固定测杆，固定测杆外部套有分层沉降套管，无需另外套保护管，节省材料的同时确保测量准确可靠；

4)其为多功能一体化监测、节省材料的同时减少保护工作量，解决每一项指标需单独监测时，保护难度大、保护工作量大而繁琐，且保护措施成本高的问题。

本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。

图1为本发明提供的一实施例的结构示意图1；

图2为本发明提供的一实施例的结构示意图2；

图3为图2中A处的局部放大图。

附图标记：

10地基表面 20砂垫层 30软土层

40基岩 50水位

100采集设备 200地表沉降监测机构 300分层沉降监测机构

400沉降套板 500固定测杆 600分层沉降套管

700水位计 210拉线位移传感器 220拉线

211钢丝绳 221延长线 310磁环

320分层沉降传感器 410环状套管 420沉降套杆

430拉结固定结构 421线孔

610第一子节段 620第二子节段 630固定保护盖

611流通孔

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。

请查阅图1-3所示的一种表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置的优选实施例方式；如图1所示，地基自上到下依次包括地基表面、砂垫层、软土层和基岩，其中,在砂垫层上(地基表面上)进行堆载形成堆载层。

本发明提供如图1-3所示的一种表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置，其包括固定测杆500、套设于固定测杆500外的分层沉降套管600、埋设于地基表面10的沉降套板400、分层沉降监测机构300和地表沉降监测机构200；所述固定测杆500固定预埋在地基内且其顶端伸出地基表面10，地表沉降监测机构200固定连接于沉降套板400顶部，以使沉降套板400下沉后带动其移动，所述地表沉降监测机构200用于监测沉降套板400与固定测杆500的相对位移；所述分层沉降监测机构300包括磁环310和固定连接于固定测杆500上的分层沉降传感器320，所述分层沉降套管600固定预埋在地基内且其外部套设有磁环310，以使地基内部下沉带动磁环310移动，所述分层沉降传感器320用于感应磁环310移动距离。

具体地，安装时，在地基上钻孔用以埋设分层沉降套管600，钻孔深度穿过软土层30到达基岩40位置；将带有磁环310的分层沉降套管600安设于地基内部的钻孔中，其中,其由上至下依次穿过地基表面10、砂垫层20、软土层30和基岩40。而后将固定测杆500穿入分层沉降套管600内固定，且其顶端伸出地基表面10；其中，固定测杆500和分层沉降套管600不论在地基表面10沉降和分层沉降过程中都固定不会产生上下移动，并且磁环310在分层沉降套管600外部的安装位置选择，应使得磁环310位于软土层30，且分层沉降传感器320安装位置应使得感应区域位于磁环310移动范围内，以保证足够的量程测量磁环310全过程沉降数据。将沉降套板400埋设在地基表面10，其套在固定测杆500顶端的外部，使得沉降套板400可随地基表面10 沉降而下移。

使用时，堆载过程中地表处产生沉降时，带动沉降套板400沉降，由于固定测杆500位置固定，沉降套板400与固定测杆500顶端的相对位移量即为沉降套板400的位移量；通过地表沉降监测机构200监测沉降套板400与固定测杆500的相对位移，即可监测得到沉降套板400的沉降量，即可获得地表沉降值。

分层沉降自动化监测中，地基内部的土体(即软土层30)发生沉降带动套在分层沉降套管600外的磁环310移动，磁环310与分层沉降传感器320 之间产生相对位移，分层沉降传感器320实时感应位移量，即可获得分层沉降值；

由上述该表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置的结构和使用过程，可知：

1)本发明提供的装置的结构简单、制造成本低；埋设时操作方便快捷，效率高；

2)其具有一体化监测功能，既能监测地表沉降也可监测分层沉降，解决了地表沉降、分层沉降均需单独钻孔埋设问题，提高效率的同时节约钻孔成本；

3)现有的监测装置在表面沉降单独埋设时，固定测杆500需外套保护管以避免固定测杆500受土体沉降导致的挤压、抱拽等影响，造成测值不准；而本发明直接利用分层沉降测试用的固定测杆500作为表面沉降监测的不动固定测杆500，固定测杆500外部套有分层沉降套管600，无需另外套保护管，节省材料的同时确保测量准确可靠；

4)其为多功能一体化监测、节省材料的同时减少保护工作量，解决每一项指标需单独监测时，保护难度大、保护工作量大而繁琐，且保护措施成本大的问题。

需要说明的是，所述磁环310与分层沉降传感器320为现有装置，本领域技术人员可根据需求进行适应性选型；且通过二者配合，以使分层沉降传感器320实时感应二者之间相对位移量的工作过程和原理也为现有技术，此处不再累述。

优选地，还包括采集设备100；所述分层沉降传感器320和地表沉降监测机构200与采集设备100电连接。

分层沉降监测机构300的分层沉降传感器320和地表沉降监测机构200 (即拉线位移传感器210)与采集设备100电连接，均通过采集设备100对其传输而来的电信号进行数据采集、计算处理、分析，并将监测数据远程发送至云端监测平台进行数据分析及管理。

需要说明的是，所述采集设备100为具有数据采集、计算处理分析，并将监测数据远程发送至云端监测平台进行数据分析及管理功能的现有设备，本领域技术人员可根据需求进行适应性选型，其工作原理不再累述。

优选地，所述地表沉降监测机构200包括拉线220以及拉线位移传感器 210；所述沉降套板400上方固定连接有沉降套杆420，所述采集设备100和拉线位移传感器210固定安设于所述沉降套杆420顶端；所述固定测杆500 从上至下伸入沉降套杆420的内孔和沉降套板400内孔中，且其顶端与拉线位移传感器210通过拉紧的拉线220连接，以使所述沉降套板400下沉带动拉线位移传感器210下沉后，所述拉线220产生收缩。

使用时，堆载过程中地表处产生沉降时，带动沉降套板400连同沉降套杆420一起沉降，固定在沉降套杆420上的采集设备100和拉线位移传感器 210一并发生沉降，由于固定测杆500位置固定，拉线位移传感器210与固定测杆500之间则产生相对位移，沉降时沉降位移传感器的拉线220收缩，收缩量即为土体的沉降量，拉线位移传感器210实时感应拉线220收缩量，通过采集设备100采集处理拉线位移传感器210的电信号即可获得地表沉降值。

需要说明的是：本优选实施例方案中，地表沉降监测机构200采用拉线 220以及拉线位移传感器210组成配合；其还可采用其他传感器替换，例如，采用激光位移传感器与反光片配合，激光位移传感器固定安装于沉降套杆 420顶端(与采集设备100安装一起)，固定测杆500顶端加工固定反光片，地表处产生沉降时带动沉降套板400连同沉降套杆420一起沉降，固定在沉降套杆420上的采集设备100和激光位移传感器一并发生沉降，通过每次测量激光位移传感器与反光片距离差计算沉降；又例如，沉降套板400设置为带磁环310的沉降套板400，固定测杆500顶端设置分层沉降传感器320，则也可达到监测沉降套板400与固定测杆500的相对位移的目的。综上，所述地表沉降监测机构200的构造和结构，本领域技术人员可进行适用性调整，包括但不限上述方案；

对于水位50监测部分：

优选地，还包括与采集设备100电连接的水位计700；所述水位计700固定连接于固定测杆500上，且其位于地基内部的水位50以下；且所述分层沉降套管600于水位50以下的部分节段上设有流通孔611，以使水流通过流通孔611流入分层沉降套管600内。

其中，水位计700与采集设备100电连接，通过采集设备100可对水位计700传输而来的电信号进行数据采集、计算、处理、分析，并将监测数据远程发送至云端监测平台进行数据分析及管理。

使用时，水流通过流通孔611流入分层沉降套管600内，水位计700感应水位50变化以获得水位50值；技术人员已知：水位计700随地基沉降将导致水位50测量不准；通过本发明上述结构设置，水位计700固定连接于固定测杆500上，由于固定测杆500在监测全程均固定不移动，保证水位计700 的测量准确性。解决现有的地基处理工程地下水位50自动化监测中，因土体沉降导致水位管连同水位计700一并沉降而造成测量不准的问题。

优选地，所述分层沉降套管600于流通孔611所在处的部分节段的外部裹附上有滤布，用以过滤通过流通孔611流入分层沉降套管600内的水流。进一步优选地，所述滤布采用反滤土工布。如此设置，避免杂质顺着水流流入分层沉降套管600内，从而影响水位计700工作。

对于分层沉降监测部分：

优选地，所述分层沉降套管600外部套设有若干个间隔分布的磁环310。如此设置，若干磁环310分布区域不同可以监测不同软土层30区间的沉降量。

优选地，所述磁环310采用爪式沉降磁环310。

优选地，所述分层沉降套管600包括若干子节段，所述子节段包括第一子节段610以及若干段第二子节段620；所述第一子节段610上开设有流通孔 611，且若干所述磁环310分别对应设置于各个第二子节段620上。优选地，所述分层沉降套管600由所述第一子节段610和若干段第二子节段620可拆卸固定连接而成；所述固定测杆500由若干分段可拆卸固定连接而成。

如此设置，分层沉降套管600由若干子节段组成，便于操作者根据实际情况调整分层沉降套管600长度，也便于调整磁环310和流通孔611的位置；同理，固定测杆500由若干分段组成，便于操作者根据实际情况调整固定测杆500长度，也便于调整水位计700和分层沉降传感器320的位置，方便安装和使用。

优选地，所述分层沉降套管600的若干子节段的接头采用凹凸槽连接，并用自攻螺丝固定。安装时，根据分层沉降监测位置将各磁环310对应套在各子节段外，分层沉降套管600的各子节段拼接接长，套上管接后用自攻螺丝固定，并用自粘胶带封住接缝

对于地表沉降监测部分：

优选地，所述固定测杆500顶部伸出分层沉降套管600的顶端管口，所述分层沉降套管600的顶端管口设有用以固定所述固定测杆500的固定保护盖630。如此设置，能够避免固定测杆500产生摇晃。

需要说明的是：本实施例中，所述固定保护盖630为中部开设有通孔的盖体结构，该通孔用于穿设固定测杆500，其盖体与分层沉降套管600的顶端管口通过可拆卸连接结构(例如螺纹旋合或卡扣卡槽等)连接。

优选地，所述拉线220由拉线位移传感器210自带的钢丝绳211和延长线221组成。进一步优选地，所述延长线221为钢绞线延长线221

使用时，固定测杆500顶端与延长线221连接，延长线221拉紧并与拉线位移传感器210自带的钢丝绳211连接；其中，根据量程需要，拉线位移传感器210的钢丝绳211拉出预估表面沉降量的长度。

优选地，所述沉降套杆420底端外壁上开设有线孔421，用以使水位计 700、分层沉降传感器320的线缆从线孔421引出并与采集设备100连接。

安装时，将水位计700、分层沉降传感器320的线缆从线孔421引出并与采集设备100连接，如此设置，既使线缆固定安装于沉降套杆420上，且可避免线缆从沉降套杆420上部穿过，对延长线221及钢丝绳211造成影响，影响测量。

优选地，所述沉降套板400底部设置有环状套管410。进一步优选地，所述沉降套板400为定制方形钢板结构，其中部设置有内孔，底部焊接预留一定长度的镀锌钢管环状套管410，顶部预留有焊接接头镀锌管。

安装埋设安装沉降套板400时，将沉降套板400及底部环状套管410套在分层沉降套管600外部并埋设于地基表面10上，使分层沉降套管600***环状套管410内部，且固定测杆500依次穿过环状套杆和沉降套板400的内孔伸出。如此设置，能够提高分层沉降套管600和沉降套板400的安装稳定性。其中，所述固定测杆500应与沉降套板400顶部齐平或露出一定长度，方便固定测杆500与拉线220连接；

优选地，所述拉线位移传感器210与采集设备100为集成一体式结构的智能采集设备100。

如此设置，安装时，将拉线位移传感器210、分层沉降传感器320及水位计700线缆均接入采集设备100后，只需将集成有拉线位移传感器210的采集设备100固定安装在沉降套杆420顶部，使得装置整体更为集成紧凑，且便于安装和使用。

优选地，所述沉降套杆420由若干子分杆可拆卸拼接而成。如此设置，便于操作者根据实际需求调整沉降套杆420长度，方便使用。

结合图1-3所示的一种表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置的优选实施方案：采用该表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置的优选实施方案进行监测的具体过程为：

步骤1：在地基上钻孔(即沉降孔)用以埋设分层沉降套管600，钻孔深度穿过软土层30到达基岩40位置；

步骤2：将分层沉降套管600的若干第二子节段620拼接接长，根据分层沉降监测位置，将磁环310套在分层沉降套管600外；根据水位50高度和磁环310安装位置，选择水位50以下的分层沉降套管600的部分节段采用开设有流通孔611且外部裹附有滤布的第一子节段610；

步骤3：将分层沉降套管600埋设于地基内部土里，分层沉降套管600伸入直至其底端到达基岩40，埋设完成后采用干净细砂回填密实沉降孔；

步骤4：根据预先埋设磁环310位置，将分层沉降传感器320固定安设于固定测杆500上，以使其感应区域位于磁环310移动范围内；而后将水位计 700固定安装于固定测杆500上，

步骤5：将固定测杆500的若干子分段拼接接长，将其下放至分层沉降套管600内，并将分层沉降传感器320和水位计700的线缆引出；其中，将所述固定测杆500的顶端伸出地基表面10和分层沉降套管600的顶端管口，分层沉降套管600的顶端管口安装预制固定保护盖630来固定该固定测杆500，避免固定测杆500产生摇晃；

步骤6：埋设沉降套板400：沉降套板400及其底部环状套管410套在分层沉降套管600外，并埋设于地基表面10位置；其中，沉降套板400及其底部环状套管410套在固定测杆500顶端的外部，固定测杆500应与沉降套板 400顶部齐平或露出一定长度，方便固定测杆500与延长线221连接；沉降套板400放置完毕后，用砂袋将沉降套板400压实，确保沉降套板400稳定；

步骤7：固定测杆500顶端与延长线221连接，将分层沉降传感器320及水位计700的线缆从线孔421引出，而后将延长线221拉紧并从沉降套杆420 内部穿过与拉线位移传感器210连接，其中，根据量程需要，拉线位移传感器210的钢丝绳211拉出预估沉降量的长度；

步骤8：将拉线位移传感器210、水位计700和分层沉降传感器320线缆都接入采集设备100；其中，本优选实施例中采集设备100和拉线位移传感器 210集成为一体，将集成有位移传感器的采集设备100固定安装于沉降套杆 420顶部；安装完成后，通过拉结固定结构430将其位置固定牢靠；

步骤9：进行数据感应监测：

堆载过程中(即在砂垫层上表面进行堆载形成堆载层),地基表面10产生沉降时，沉降套板400沉降带动沉降套杆420、采集设备100和拉线位移传感器210一起沉降，拉线位移传感器210与固定测杆500顶端之间产生相对位移使拉线220收缩，拉线位移传感器210实时感应拉线220收缩量以获得地表沉降值；

分层沉降自动化监测中，地基内部的土体发生沉降带动套在分层沉降套管600外的磁环310移动，沉降磁环310与分层沉降传感器320之间产生相对位移，分层沉降传感器320实时感应位移量以获得分层沉降值；

所述水位计700实时感应水位50变化以获得水位50值。其中，拉线位移传感器210、分层沉降传感器320和水位计700的电信号均传输至采集设备 100，均通过采集设备100进行数据采集、计算、处理分析，并将监测数据远程发送至云端监测平台进行数据分析及管理。

在上述监测方法中，堆载过程中，优选在分层沉降套管600外套保护管 (不锈钢或PVC管)，保护管的底部***土层至少1m并用砂袋围护，同时做好保护管的拉结固定工作；其中，固定测杆500、分层沉降传感器320和水位计700的线缆及保护管随之堆载而分段接高至地表。

综上所述：本发明提供的一种表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置，具有以下有益效果：

1)其结构简单、制造成本低；埋设时操作方便快捷，效率高；

2)其具有一体化监测功能，既能监测地表沉降和监测分层沉降，也可监测水位50，解决了地表沉降、分层沉降、水位监测均需单独钻孔埋设问题，提高效率的同时节约钻孔成本；

3)现有的监测装置在表面沉降单独埋设时，固定测杆500需外套保护管以避免固定测杆500受土体沉降导致的挤压、抱拽等影响，造成测值不准；而本发明直接利用分层沉降测试用的固定测杆500作为表面沉降监测的不动固定测杆500，固定测杆500外部套有分层沉降套管600，无需另外套保护管，节省材料的同时确保测量准确可靠。

4)三合一多功能监测、节省材料的同时减少保护工作量，解决每一项指标需单独监测时，保护难度大、保护工作量大而繁琐，且保护措施成本大的问题。

5)水位计700固定连接于固定测杆500上，由于固定测杆500在监测全程均固定不移动，保证水位计700的测量准确性，解决现有的地基处理工程地下水位50自动化监测中，因土体沉降导致水位管连同水位计700一并沉降而造成测量不准的问题。

另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。

尽管本文中较多的使用了诸如固定测杆、分层沉降套管、沉降套板等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种表层沉降、分层沉降及水位一体自动监测装置，其特征在于：包括固定测杆(500)、套设于固定测杆(500)外的分层沉降套管(600)、埋设于地基表面(10)的沉降套板(400)、分层沉降监测机构(300)和地表沉降监测机构(200)；

所述固定测杆(500)固定预埋在地基内且其顶端伸出地基表面，地表沉降监测机构(200)固定连接于沉降套板(400)顶部，以使沉降套板(400)下沉后带动其移动，所述地表沉降监测机构(200)用于监测沉降套板(400)与固定测杆(500)的相对位移；

所述分层沉降监测机构(300)包括磁环(310)和固定连接于固定测杆(500)上的分层沉降传感器(320)，所述分层沉降套管(600)固定预埋在地基内且其外部套设有磁环(310)，以使地基内部下沉带动磁环(310)移动，所述分层沉降传感器(320)用于感应磁环(310)移动距离。

2.根据权利要求1所述的表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置，其特征在于：还包括采集设备(100)；

所述分层沉降传感器(320)和地表沉降监测机构(200)与采集设备(100)电连接。

3.根据权利要求2所述的表层沉降、分层沉降及水位一体自动监测装置，其特征在于：所述地表沉降监测机构(200)包括拉线(220)以及拉线位移传感器(210)；

所述沉降套板(400)上方固定连接有沉降套杆(420)，所述采集设备(100)和拉线位移传感器(210)固定安设于所述沉降套杆(420)顶端；

所述固定测杆(500)从上至下伸入沉降套杆(420)的内孔和沉降套板(400)内孔中，且其顶端与拉线位移传感器(210)通过拉紧的拉线(220)连接，以使所述沉降套板(400)下沉带动拉线位移传感器(210)下沉后，所述拉线(220)产生收缩。

4.根据权利要求2所述的表层沉降、分层沉降及水位一体自动监测装置，其特征在于：还包括与采集设备(100)电连接的水位计(700)；

所述水位计(700)固定连接于固定测杆(500)上，且其位于地基内部的水位(50)以下；且所述分层沉降套管(600)于水位(50)以下的部分节段上设有流通孔(611)，以使水流通过流通孔(611)流入分层沉降套管(600)内。

5.根据权利要求1所述的表层沉降、分层沉降及水位一体自动监测装置，其特征在于：所述分层沉降套管(600)于流通孔(611)所在处的部分节段的外部裹附上有滤布，用以过滤通过流通孔(611)流入分层沉降套管(600)内的水流。

6.根据权利要求1所述的表层沉降、分层沉降及水位一体自动监测装置，其特征在于：所述分层沉降套管(600)外部套设有若干个间隔分布的磁环(310)。

7.根据权利要求3所述的表层沉降、分层沉降及水位一体自动监测装置，其特征在于：所述分层沉降套管(600)包括若干子节段，所述子节段包括第一子节段(610)以及若干段第二子节段(620)；所述第一子节段(610)上开设有流通孔(611)，且若干所述磁环(310)分别对应设置于各个第二子节段(620)上。

8.根据权利要求7所述的表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置，其特征在于：所述分层沉降套管(600)由所述第一子节段(610)和若干段第二子节段(620)可拆卸固定连接而成；

所述固定测杆(500)由若干分段可拆卸固定连接而成。

9.根据权利要求3所述的表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置，其特征在于：所述沉降套杆(420)底端外壁上开设有线孔(421)，用以使水位计(700)、分层沉降传感器(320)的线缆从线孔(421)引出并与采集设备(100)连接。

10.一种表层沉降、分层沉降及水位一体自动监测方法，其特征在于，其应用如权利要求1至9任一项所述的表层沉降、分层沉降及水位一体监测装置，包括以下步骤：

S1：在地基上钻孔用以埋设分层沉降套管(600)，钻孔深度穿过软土层(30)到达基岩(40)位置；

S2：根据分层沉降监测位置，将磁环(310)套在分层沉降套管(600)外；根据水位(50)高度和磁环(310)位置，调整开设有流通孔(611)的分层沉降套管(600)节段的位置以使流通孔(611)位于水位(50)以下；将分层沉降套管(600)埋设于地基内部直至其底端到达基岩(40)；

S3：根据磁环(310)位置，将分层沉降传感器(320)固定安设于固定测杆(500)上，以使其感应区域位于磁环(310)移动范围内，并将水位计(700)固定安装于固定测杆(500)上；

S4：将固定测杆(500)下放至分层沉降套管(600)内，且固定测杆(500)的顶端伸出地基表面(10)；将沉降套板(400)埋设在地基表面(10)并套在固定测杆(500)顶端的外部；

S5：将固定测杆(500)顶端的拉线(220)拉紧以与拉线位移传感器(210)连接；并将拉线位移传感器(210)、水位计(700)和分层沉降传感器(320)线缆接入采集设备(100)；

S6：将采集设备(100)和拉线位移传感器(210)固定安装于沉降套杆(420)顶部；

S7：进行数据感应监测：

堆载过程中地基表面(10)产生沉降时，拉线位移传感器(210)与固定测杆(500)顶端之间产生相对位移使拉线(220)收缩，拉线位移传感器(210)实时感应拉线(220)收缩量以获得地表沉降值；

分层沉降自动化监测中，地基内部的土体发生沉降带动磁环(310)移动，分层沉降传感器(320)实时感应磁环(310)与分层沉降传感器(320)之间的相对位移量以获得分层沉降值；所述水位计(700)实时感应水位(50)变化以获得水位(50)值。

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