一種地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地基監(jiān)測技術(shù)，特別是涉及一種地基基礎(chǔ)沉降的監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鐵路客運專線、高速公路的快速發(fā)展，地基基礎(chǔ)的沉降問題進一步倍受關(guān)注，特別是軟土地基地段的變形要求極為苛刻，無論是在基礎(chǔ)的修建過程中，還是今后的運營階段，必須進行長時間的沉降觀測及數(shù)據(jù)采集。
[0003]圖1顯示現(xiàn)有地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測采用的磁環(huán)式分層沉降測量裝置，包括監(jiān)測PVC管1、沉降磁環(huán)3、內(nèi)置磁場強度傳感器的測量探頭2、電纜4連接的測試儀12。監(jiān)測PVC管I外套放多個沉降磁環(huán)3，測量探頭2內(nèi)的傳感器探測到磁環(huán)磁場信號通過電纜4傳至測試儀12，測試儀12發(fā)出聲響，從而通過電纜4上的刻度確定磁環(huán)3的位置，同時通過水準儀測量得到相應(yīng)的管口高程，將同一測點的不同時間的測試數(shù)據(jù)進行對比即可得出該點的地基沉降，并可得到各地層的沉降量。
[0004]現(xiàn)有的磁環(huán)式分層沉降測量裝置存在以下問題:1、當(dāng)測量探頭靠近磁環(huán)時測試儀發(fā)出聲響，待測試人員聽到聲音后再進行數(shù)據(jù)采集，存在人工操作的延遲和因人而異的誤差；2、通過電纜上的刻度確定磁環(huán)位置，而電纜刻度尺最小精度為1mm，所以地基沉降最小監(jiān)測精度僅能達到1_。因此，現(xiàn)有的磁環(huán)式分層沉降測量裝置的測試系統(tǒng)誤差較大，很難滿足高速鐵路等高精度構(gòu)筑物沉降監(jiān)測需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明推出一種新型地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)，其目的在于將信號電纜與滑輪組結(jié)合，并增加管口固定磁環(huán)和數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)，以提升測量精度、確保數(shù)據(jù)自動采集的準確可靠。
[0006]本發(fā)明涉及的地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)，包括沉降監(jiān)測PVC管、沉降磁環(huán)、固定磁環(huán)、單芯電纜、測量探頭、滑輪組、數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)。沉降監(jiān)測PVC管垂直設(shè)置在地基基礎(chǔ)內(nèi)，沉降監(jiān)測PVC管外部套放多個沉降磁環(huán)，固定磁環(huán)固定套放在監(jiān)測PVC管管口，測量探頭和滑輪組中的動滑輪在沉降監(jiān)測PVC管內(nèi)上下自由移動，測量探頭通過單芯電纜與管口的滑輪組定滑輪和數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)連接。
[0007]設(shè)置在地基基礎(chǔ)內(nèi)的沉降監(jiān)測PVC管為圓形，外徑70mm,內(nèi)徑60mm。
[0008]沉降磁環(huán)為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑略大于沉降監(jiān)測PVC管外徑，沿監(jiān)測PVC管外部的管周套放，沉降磁環(huán)的垂直間距為100mm。沉降磁環(huán)本體材料具有永久磁性，使其四周形成磁場環(huán)境。
[0009]沉降磁環(huán)圓環(huán)外周設(shè)置向外且向上方伸出的三只扁鋼片，鋼片嵌入周圍土體，使沉降磁環(huán)能與周圍土層共同沉降。
[0010]固定磁環(huán)為帶卡扣圓環(huán)結(jié)構(gòu)，通過卡扣將其永久固定卡在沉降監(jiān)測管管口，本體材料有永久磁性，使其四周形成磁場環(huán)境。
[0011]測量探頭為圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置磁場強度傳感器。磁場強度傳感器通過單芯電纜與數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)連接。
[0012]單芯電纜為外敷皮標(biāo)有最小刻度為Imm的電纜線。
[0013]滑輪組由一個定滑輪和一個動滑輪組成，定滑輪固定在滑輪組頂部并置于沉降監(jiān)測管管口以上，動滑輪通過單芯電纜和測量探頭連接，并自由上下移動于沉降監(jiān)測管內(nèi)。
[0014]數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)包括小型轉(zhuǎn)動電機和讀存器，通過小型轉(zhuǎn)動電機可勻速控制接入其內(nèi)部電纜的移動，讀存器可以通過接收單芯電纜傳來的磁環(huán)電磁信號，快速響應(yīng)并自動讀取電纜線表皮刻度值，并存儲探頭通過沉降磁環(huán)與固定磁環(huán)時的刻度差值數(shù)據(jù)。
[0015]本發(fā)明涉及的地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用時，先在地基中用普通鉆機沿垂直方向鉆孔至設(shè)計深度，同時進行多節(jié)沉降監(jiān)測PVC管逐節(jié)連接并下至孔底，并在PVC管外相隔安裝沉降磁環(huán)和對鉆孔回填；再將固定磁環(huán)永久固定卡在監(jiān)測PVC管口，然后在管口安裝一組滑輪組與電纜連接，測試時工作人員只需將數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)連接上滑輪組輸出端電纜，利用與電纜相連的測量探頭在PVC管口和管內(nèi)下上下移動。
[0016]當(dāng)測量探頭內(nèi)磁場強度傳感器探測到磁環(huán)磁場時，產(chǎn)生電磁信號并通過電纜傳送至數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)，測得管口固定磁環(huán)以及管內(nèi)不同位置和時間的沉降磁環(huán)所在的相對位置，根據(jù)所測得沉降磁環(huán)與固定磁環(huán)的差值數(shù)據(jù)同歷史數(shù)據(jù)對比，即可分析得出各地層的沉降值。
[0017]本發(fā)明涉及的地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)，利用滑輪組使得最終監(jiān)測數(shù)據(jù)最小精度由Imm精確至0.5mm，測量精度提升一倍，滿足了高精度構(gòu)筑物沉降監(jiān)測要求。通過自動采集系統(tǒng)自動讀入、采集數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)人工讀取的延遲、誤差和因人而異性，數(shù)據(jù)采集更加準確可靠、方便易得。
【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的磁環(huán)式分層沉降測量裝置基本結(jié)構(gòu)及使用狀態(tài)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明提供的地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及使用狀態(tài)示意圖。
[0020]圖中標(biāo)記說明:
[0021]1、沉降監(jiān)測PVC管 2、測量探頭
[0022]3、沉降磁環(huán)4、單芯電纜
[0023]5、數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)6、滑輪組
[0024]7、固定磁環(huán)8、定滑輪
[0025]9、動滑輪10、讀存器
[0026]11、小型轉(zhuǎn)動電機 12、測試儀
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖2對本發(fā)明提供的地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)進行詳細說明。
[0028]如圖所示，本發(fā)明提供的地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)包括:沉降監(jiān)測PVC管1、沉降磁環(huán)3、固定磁環(huán)7、單芯電纜4、測量探頭2、滑輪組6、數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)5。沉降監(jiān)測PVC管I垂直設(shè)置在地基基礎(chǔ)內(nèi)，沉降監(jiān)測PVC管外部套放多個沉降磁環(huán)3，固定磁環(huán)7套放在監(jiān)測PVC管I管口，測量探頭2和滑輪組6中的動滑輪9可在沉降監(jiān)測PVC管I內(nèi)上下自由移動，測量探頭2通過單芯電纜4與管口的滑輪組6定滑輪8和數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)5連接。
[0029]設(shè)置在地基基礎(chǔ)內(nèi)的沉降監(jiān)測PVC管I為圓形，外徑70mm，內(nèi)徑60mm。
[0030]沉降磁環(huán)3為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑略大于沉降監(jiān)測PVC管I外徑，沿監(jiān)測PVC管I外部的管周套放，沉降磁環(huán)的垂直間距為100mm。沉降磁環(huán)3本體材料具有永久磁性，使其四周形成磁場環(huán)境。
[0031]沉降磁環(huán)3圓環(huán)外周設(shè)置向外且向上方伸出的三只扁鋼片，鋼片嵌入周圍土體，使沉降磁環(huán)3能與周圍土層共同沉降。
[0032]固定磁環(huán)7為帶卡扣圓環(huán)結(jié)構(gòu)，通過卡扣將其永久固定卡在沉降監(jiān)測PVC管I管口，且材料有永久磁性，使其四周形成磁場環(huán)境。
[0033]測量探頭2為圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置磁場強度傳感器。磁場強度傳感器通過單芯電纜4與數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)5連接。
[0034]單芯電纜4為外敷皮標(biāo)有最小刻度為Imm的電纜線。
[0035]滑輪組6由一個定滑輪8和一個動滑輪9組成，定滑輪8固定在滑輪組6頂部并置于沉降監(jiān)測管管口以上，動滑輪9通過單芯電纜4和測量探頭2連接，并自由上下移動于沉降監(jiān)測PVC管I內(nèi)。利用滑輪組6物理原理:省力費距離，使得在數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)5中移動的電纜4長度是測量探頭2單芯電纜4移動長度的兩倍，從而使得最終監(jiān)測數(shù)據(jù)最小精度由Imm精確至0.5_，測量精度提升一倍。
[0036]數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)5內(nèi)部設(shè)置小型轉(zhuǎn)動電機11和讀存器10，通過小型轉(zhuǎn)動電機11可勻速控制接入其內(nèi)部電纜4的移動，讀存器10可以通過接收單芯電纜4傳來的磁環(huán)電磁信號，快速響應(yīng)，自動讀取當(dāng)時電纜線表皮刻度值，并存儲探頭通過沉降磁環(huán)與固定磁環(huán)時的刻度差值數(shù)據(jù)。
[0037]本發(fā)明涉及的地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用時，先在地基中用普通鉆機沿垂直方向鉆孔至設(shè)計深度，同時進行多節(jié)沉降監(jiān)測PVC管I逐節(jié)連接并下至孔底，并在PVC管I外相隔安裝沉降磁環(huán)3和鉆孔回填；將固定磁環(huán)7永久固定卡在沉降監(jiān)測PVC管I管口，然后在管口安裝一組滑輪組6與電纜4連接，測試時工作人員只需將數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)5連接上滑輪組6輸出端電纜，利用與電纜4相連的測量探頭2在PVC管口和管內(nèi)下上下移動。
[0038]當(dāng)測量探頭2內(nèi)磁場強度傳感器探測到磁環(huán)磁場時，產(chǎn)生電磁信號并通過電纜4傳送至數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)5，測得管口固定磁環(huán)7及管內(nèi)不同位置和時間沉降磁環(huán)3所在的相對位置，根據(jù)所測得沉降磁環(huán)3與固定磁環(huán)7的刻度差值數(shù)據(jù)同歷史數(shù)據(jù)對比，即可分析得出各地層的沉降值。
【主權(quán)項】
1.一種地基基礎(chǔ)沉降的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括沉降監(jiān)測PVC管、沉降磁環(huán)、固定磁環(huán)、單芯電纜、測量探頭、滑輪組、數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)，沉降監(jiān)測PVC管垂直設(shè)置在地基基礎(chǔ)內(nèi)，沉降監(jiān)測PVC管外部套放多個沉降磁環(huán)，固定磁環(huán)固定套放在監(jiān)測PVC管管口，測量探頭和滑輪組中的動滑輪在沉降監(jiān)測PVC管內(nèi)上下自由移動，測量探頭通過單芯電纜與管口的滑輪組定滑輪和數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)連接；所述的沉降監(jiān)測PVC管外部套放的沉降磁環(huán)為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑略大于沉降監(jiān)測PVC管外徑，沉降磁環(huán)的垂直間距為10mm ;所述的固定磁環(huán)為帶卡扣圓環(huán)結(jié)構(gòu)，通過卡扣將其永久固定卡在沉降監(jiān)測PVC管管口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基基礎(chǔ)沉降的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的沉降磁環(huán)圓環(huán)外周設(shè)置向外且向上方伸出三只扁鋼片，鋼片嵌入周圍土體，使沉降磁環(huán)能與周圍土層共同沉降。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基基礎(chǔ)沉降的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的測量探頭為圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置磁場強度傳感器，磁場強度傳感器通過單芯電纜與數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基基礎(chǔ)沉降的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的滑輪組由一個定滑輪和一個動滑輪組成，定滑輪固定在滑輪組頂部并置于沉降監(jiān)測管管口以上，動滑輪通過單芯電纜和測量探頭連接，并自由上下移動于沉降監(jiān)測管內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基基礎(chǔ)沉降的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)包括小型轉(zhuǎn)動電機和讀存器，通過小型轉(zhuǎn)動電機勻速控制接入其內(nèi)部電纜的移動，讀存器可以通過接收單芯電纜傳來的磁環(huán)電磁信號，自動讀取電纜線表皮刻度值，并存儲探頭通過沉降磁環(huán)與固定磁環(huán)時的刻度差值數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)，包括沉降監(jiān)測PVC管、沉降磁環(huán)、固定磁環(huán)、單芯電纜、測量探頭、滑輪組、數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)。沉降監(jiān)測PVC管垂直設(shè)置在地基基礎(chǔ)內(nèi)，沉降監(jiān)測PVC管外部套放多個沉降磁環(huán)，固定磁環(huán)固定套放在監(jiān)測PVC管管口，測量探頭和滑輪組中的動滑輪在沉降監(jiān)測PVC管內(nèi)上下自由移動，測量探頭通過單芯電纜與管口的滑輪組定滑輪和數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)連接。本發(fā)明涉及的地基基礎(chǔ)沉降監(jiān)測系統(tǒng)，測量精度提升一倍，數(shù)據(jù)采集更加準確可靠、方便易得，滿足了高精度構(gòu)筑物沉降監(jiān)測要求。
【IPC分類】E02D33-00
【公開號】CN104594396
【申請?zhí)枴緾N201510028193
【發(fā)明人】葉鵬, 冷景巖, 張利國, 陳則連, 喬平, 趙潤濤, 周麗華, 楊明雨, 孫宏偉, 李曙光, 劉 東, 雷曉雨, 袁小飛
【申請人】鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月20日