專利名稱：一種路堤沉降測(cè)量裝置及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量裝置及測(cè)量方法，特別涉及一種路堤沉降測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
隨著中國高速公路、高速鐵路建設(shè)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的高路堤。高路堤 是一種柔性基礎(chǔ)，在地基上通過分層填筑、分層碾壓密實(shí)而成，一般每層填土厚度30cm。高 路堤具有較大的自重，填筑后會(huì)在地基土中產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，使地基土發(fā)生固結(jié)，從而 產(chǎn)生沉降。高速公路、高速鐵路對(duì)路堤沉降特別是工后沉降的要求非常高，因此需要對(duì)沉降 進(jìn)行長期的觀測(cè)。 在本發(fā)明之前，路堤工程上使用的常規(guī)沉降觀測(cè)裝置是用沉降板連接沉降管，一
節(jié)節(jié)接管，外面再套鋼管或塑料管作為護(hù)管。塔尺架在沉降管上，利用水準(zhǔn)儀測(cè)量沉降管管
頂高程，從而得到沉降板即路堤的沉降量。 常規(guī)裝置及方法在工程應(yīng)用中存在以下缺點(diǎn) (1)護(hù)管一般有兩種，一種是塑料管，一種是鋼管，塑料管作為護(hù)管必須伸出地面， 這樣在實(shí)際施工過程中，特別是路堤本身就不寬的情況下，給施工車輛帶來很大不便，極容 易造成撞斷或撞彎的情況。如果是用粗鋼管做護(hù)管，可以不必伸出地面，但是必須實(shí)施標(biāo) 記，并且每次必須重新挖開上面填土。采用粗鋼管作護(hù)管的方法不但費(fèi)時(shí)費(fèi)工，而且在施工 過程中標(biāo)記極易被掩埋，后續(xù)觀測(cè)時(shí)需要重新尋找其位置，很不方便； (2)由于護(hù)管較粗，受到的側(cè)向土壓力大，在施工過程中，由于碾壓次序的影響，很 容易使得兩側(cè)受土的側(cè)向土壓力不等而造成護(hù)管被擠壓歪； (3)常規(guī)方法是采用測(cè)量鋼管的高程從而得到沉降板的沉降量，但是實(shí)際操作過 程中，鋼管往往會(huì)產(chǎn)生一定程度的傾斜，特別是在路堤填筑高度較大的情況下，誤差會(huì)隨著 填筑高度的增加而增大； (4)常規(guī)的測(cè)量方法，還有一種外面用鋼護(hù)管，用頂蓋蓋住，上面少許填土，方便其 上部行車。但是，由于沒有防護(hù)罩，車輛荷載很容易直接通過鋼護(hù)管直接傳遞給鋼板，使沉 降板沉降受車輛荷載的影響較大，并且由于粗鋼護(hù)管的材料費(fèi)高，從而造成成本較高。
(5)常規(guī)測(cè)量方法每次接管都必須測(cè)量接管前后兩次數(shù)據(jù)，工作量較大，并且每次 處理數(shù)據(jù)必須考慮沉降管的接管帶來的高程差問題，處理數(shù)據(jù)麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種路堤沉降測(cè)量裝置及其測(cè)量方法，能克服上述缺陷，
本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，方法操作簡便，易于實(shí)現(xiàn)且成本較低，能準(zhǔn)確測(cè)量路堤沉降。 本發(fā)明的技術(shù)方案是 —種路堤沉降測(cè)量裝置，包括沉降板、鋼護(hù)管和頂蓋，其特征在于所述的鋼護(hù)管 為沿軸線方向有一條細(xì)縫的空心鋼管，垂直立于沉降板上，在鋼護(hù)管上端蓋有頂蓋，所述的頂蓋帶有細(xì)縫；所述的測(cè)量裝置還包括鋼巻尺和防護(hù)罩，防護(hù)罩置于鋼護(hù)管頂部；所述鋼 巻尺穿過頂蓋上的細(xì)縫并置于鋼護(hù)管內(nèi)，讀數(shù)起始端連接在沉降板上，上端懸掛在防護(hù)罩 內(nèi)并帶有調(diào)整鉛直的水準(zhǔn)泡；鋼巻尺起始刻度所在位置到沉降板的距離等于起始刻度值。
所述的沉降板由鋼板以及固定在鋼板中心的短鋼柱以及連接管組成。短鋼柱用 來連接鋼巻尺和沉降板，連接管其內(nèi)徑大于鋼護(hù)管外徑，用以立直鋼護(hù)管，使其垂直于沉降 板。所述的短鋼柱由長方體鋼柱組成，下部為長方體底座，上部為長方體連接板，連接板中 心留有螺栓孔。 所述的鋼護(hù)管由一段或多段空心鋼管組成，空心鋼管間可活動(dòng)連接。本發(fā)明可采 用較小直徑的鋼管，只需能容納鋼巻尺即可。鋼護(hù)管可依填土高度，根據(jù)測(cè)量需要由多段鋼 管接管形成。鋼管可以設(shè)計(jì)成50cm、30cm和20cm的3種長度，以組合調(diào)節(jié)接管形成的鋼護(hù) 管的長度。鋼管間采用可拆卸的方式，即活動(dòng)連接方式進(jìn)行接管。在實(shí)施例中，鋼護(hù)管通過 鋼箍連接，即鋼管兩端帶有螺紋口，用于接管，鋼箍兩端帶有雙向螺紋口，鋼管由鋼箍連接 起來。為方便安裝，鋼管沿軸線方向有一條細(xì)縫，用于安裝鋼巻尺時(shí)將鋼巻尺穿過細(xì)縫放 入。 所述的鋼巻尺由巻尺連接頭、巻尺讀數(shù)段、水準(zhǔn)泡以及外殼組成。巻尺連接頭為一 帶螺栓孔的長方形薄鋼片，鋼片中心留有螺栓孔。巻尺讀數(shù)段為柔性尺，未使用部分可收 縮于外殼內(nèi)；讀數(shù)段涂有白色油漆，其上字體為黑色粗體，方便水準(zhǔn)儀的觀測(cè)。設(shè)計(jì)巻尺讀 數(shù)段的起始刻度為短鋼柱的長度，讓起始刻度所在位置到沉降板的距離剛好等于起始刻度 值，可避免換算，使得操作更簡單。巻尺讀數(shù)段為白色背景，黑色粗體標(biāo)寫數(shù)字及刻度，以利 于遠(yuǎn)距離的水準(zhǔn)儀觀測(cè)。水準(zhǔn)泡位于外殼上，水準(zhǔn)泡與鋼巻尺拉伸方向垂直，可以利用水準(zhǔn) 泡調(diào)整鋼巻尺鉛直，外殼上有掛鉤，如一細(xì)繩，可以方便的將鋼巻尺掛在防護(hù)罩內(nèi)。
所述的防護(hù)罩剖面設(shè)計(jì)成倒梯形，并在防護(hù)罩內(nèi)設(shè)置掛鉤，用以懸掛鋼巻尺，其頂 面設(shè)置手挽，用以挪動(dòng)防護(hù)罩用。 所述的路堤沉降測(cè)量裝置，還可以在鋼護(hù)管外面增加波紋管，用于保護(hù)鋼護(hù)管，防 止土從鋼護(hù)管縫隙進(jìn)入管內(nèi)。波紋管套在鋼護(hù)管外，其一端捆綁在沉降板的連接管上，用以 保證下部和沉降板緊密結(jié)合在一起。連接管以上波紋管套在鋼護(hù)管上，阻止土從縫隙里進(jìn) 入鋼護(hù)管內(nèi)。波紋管根據(jù)鋼護(hù)管的長度截?cái)?，并用鐵絲扎緊。在鋼護(hù)管需要接管時(shí)，波紋管 也進(jìn)行相應(yīng)的連接，同時(shí)用鐵絲扎緊。 本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用上述路堤沉降測(cè)量裝置進(jìn)行路堤沉降測(cè)量的方法，包括以 下步驟 (1)在觀測(cè)點(diǎn)處設(shè)置路堤沉降測(cè)量裝置，并填土到周圍土體與防護(hù)罩平齊；若需 要增加填土高度時(shí)，將防護(hù)罩拔起，將鋼護(hù)管進(jìn)行連接，接管后再將防護(hù)罩放好并填土 ；
(2)測(cè)量時(shí)，將防護(hù)罩拔出，松開頂蓋并拉直鋼巻尺，利用鋼巻尺上的水準(zhǔn)泡調(diào)節(jié) 鋼巻尺，使鋼巻尺鉛直； (3)將塔尺立于基準(zhǔn)點(diǎn)上，用水準(zhǔn)儀讀取塔尺上的讀數(shù)；
(4)用水準(zhǔn)儀讀取鋼巻尺上的讀數(shù)； (5)根據(jù)水準(zhǔn)儀得到的兩個(gè)讀數(shù)和基準(zhǔn)點(diǎn)的高程得到沉降板的高程。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)鋼護(hù)管直徑小，受側(cè)向土的擠壓力小，不易彎曲。
(2)鋼護(hù)管是鋼材，剛度大，并且有3種長度50cm，30cm，20cm，可以組合調(diào)節(jié)其長 度，使得鋼護(hù)管略低于填筑路堤表面，用頂蓋將鋼護(hù)管擰住，鋼巻尺穿過頂蓋。鋼護(hù)管位于 防護(hù)罩下，這樣當(dāng)上部車輛從沉降測(cè)量裝置的鋼護(hù)管上部駛過時(shí)，將車輛荷載傳遞到鋼護(hù) 管周圍的土體，從而保護(hù)鋼護(hù)管使其不受破壞。 (3)測(cè)量時(shí)鋼巻尺拉直，可以避免常規(guī)測(cè)量方法中多次接管造成沉降管的傾斜而 產(chǎn)生的誤差。
(4)本發(fā)明裝置沒有使用粗護(hù)管，能節(jié)省材料，降低費(fèi)用。
(5)鋼護(hù)管沒有伸出填土表面，不會(huì)影響車輛施工，鋼護(hù)管不會(huì)被撞彎。
(6)鋼巻尺為柔性尺，可收縮于外殼內(nèi)，避免了常規(guī)方法接沉降管的麻煩，并且填
土后也不必因?yàn)榻庸芏鴾y(cè)量兩次；本發(fā)明測(cè)得的數(shù)據(jù)沒有受到因升管對(duì)高程產(chǎn)生的影響，
數(shù)據(jù)簡單連貫，處理數(shù)據(jù)非常方便；鋼巻尺外殼上設(shè)置了水準(zhǔn)泡，可隨時(shí)保證鋼巻尺位于鉛
直方向。 (7)防護(hù)罩的使用，使得鋼護(hù)管不受上部車輛的影響，它能避免鋼護(hù)管直接受車輛 的碾壓，能將車輛荷載分散給鋼護(hù)管周圍的土體，使得荷載不能通過鋼護(hù)管傳遞給沉降板， 從而保證測(cè)量的精度。防護(hù)罩的使用不僅保證了測(cè)量的精度，而且讓沉降管不再成為路堤 上車輛的障礙物，讓上部車輛自由行駛，方便了施工。 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本較低，操作簡便，能準(zhǔn)確測(cè)量路堤沉降，是一種高 效實(shí)用的路堤沉降測(cè)裝置和方法。 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以具體實(shí)施方式
為限，而是由權(quán)利要求加以限定。


圖1本發(fā)明的路堤沉降測(cè)量裝置原理示意圖；
圖2圖1沿A-A線剖面圖；
圖3圖1中B位置局部放大圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1 3所示，一種路堤沉降測(cè)量裝置，由沉降板1、鋼巻尺5、鋼護(hù)管6、頂蓋8、 防護(hù)罩9和波紋管7組成。 沉降板1由鋼板以及固定在鋼板中心的短鋼柱2以及連接管3組成。鋼板為邊長 為40cm的正方形，厚度為0. 4cm。短鋼柱2由長方體鋼柱組成，高llcm，下部為長方體底座， 長、寬、高分別為1. 2cm、1. 2cm、8cm，上部為長方體連接板13，長、寬、高分別為1. 2cm、0. 6cm 和3cm，其寬度為底座的一半，且其中心留有1個(gè)螺栓孔14。連接管3內(nèi)徑為3. 4cm，外徑為 3. 9cm，高為8cm。短鋼柱2用來連接鋼巻尺5和沉降板1，并將鋼巻尺5固定其上，使得鋼 巻尺5的位移和沉降板1 一致。連接管3 —方面用以將波紋管7捆在其上，另一方面用以 立直鋼護(hù)管6，使其垂直于沉降板1。 鋼護(hù)管6插入沉降板1上的連接管3內(nèi)，垂直立于在沉降板1上。鋼護(hù)管6由一 段或多段可連接的空心鋼管組成，內(nèi)徑2. 6cm，外徑3. 2cm，鋼管沿軸線方向有一條細(xì)縫，能 將鋼尺5從細(xì)縫中放入鋼護(hù)管6內(nèi)，兩端附有螺紋口，用于接管。鋼管由兩端帶有雙向螺紋
5口的鋼箍4連接起來，鋼箍4的內(nèi)徑為2. 7cm，外徑為3. 3cm，長5cm。鋼護(hù)管6的鋼管長度 為50cm， 30cm， 20cm三種，用以組合使用，使得鋼護(hù)管6頂部始終保持稍低于填土表面。
波紋管7用鐵絲固定于連接管3上，波紋管7直徑為5cm，用以保護(hù)鋼護(hù)管6，使土 不能進(jìn)入鋼護(hù)管6內(nèi)，波紋管7可根據(jù)鋼護(hù)管6長度的要求，自由截?cái)嗷蜻B接，連接用鐵絲 扎緊即可。 鋼巻尺5由巻尺讀數(shù)段、巻尺連接頭16、水準(zhǔn)泡及外殼10組成。巻尺連接頭16為 一帶螺栓孔的長方形鋼片，長、寬、高分別為1.2cm、0. 6cm、3cm，鋼巻尺5與巻尺連接頭16固 定連接成一整體，巻尺連接頭16上留有螺栓孔14，短鋼柱2上的連接板13也留有螺栓孔 14，用螺栓15穿過巻尺連接頭16和連接板13上的螺栓孔14并擰緊，即可將鋼巻尺5固定 在短鋼柱2上。鋼巻尺5巻尺讀數(shù)段起始刻度為llcm，即其起始刻度所在位置到沉降板1 的距離等于起始刻度值。鋼巻尺5穿過頂蓋8，使土不能掉入鋼護(hù)管6內(nèi)，鋼巻尺外殼10可 懸掛于防護(hù)罩9上的掛鉤11上。 防護(hù)罩9的剖面為倒梯形，上部有2 L兩孔用繩子連接做成的防護(hù)罩手挽12。
波紋管7套在鋼護(hù)管6外用于保護(hù)鋼護(hù)管6，使周圍土體不能由其上的縫隙進(jìn)入內(nèi) 部；鋼巻尺5通過鋼護(hù)管6上的細(xì)縫位于鋼護(hù)管6內(nèi)部，鋼護(hù)管6使得鋼巻尺5不受周圍土 體的影響；鋼護(hù)管6用鋼箍4連接，使得接管非常方便。 填土?xí)r，將頂蓋8蓋緊，頂蓋8用于防止土進(jìn)入鋼護(hù)管6內(nèi)。將鋼巻尺外殼10掛于 防護(hù)罩9上的掛鉤11上，用手提防護(hù)罩9上的手挽12，使得防護(hù)罩9立于頂蓋8周圍的土 體上，并使得防護(hù)罩9上部與該次填土后的填土表面平齊，使得上部車輛能在其上部行走。 防護(hù)罩9的作用是將上部車輛荷載通過防護(hù)罩9傳遞給鋼護(hù)管6周圍土體，而不讓車輛荷 載直接作用在鋼護(hù)管6上，其作用是保護(hù)鋼護(hù)管6。 使用上述路堤沉降測(cè)量裝置進(jìn)行路堤沉降測(cè)量，在觀測(cè)點(diǎn)處設(shè)置好路堤沉降測(cè)量 裝置。在每次測(cè)量時(shí)，將防護(hù)罩9拿掉，并把頂蓋8松開，消除鋼護(hù)管6由于接管不鉛直對(duì) 測(cè)量的影響；將鋼巻尺5拉直，并利用鋼巻尺外殼10上的水準(zhǔn)泡使鋼巻尺5鉛直。將塔尺 立于基準(zhǔn)點(diǎn)上，用水準(zhǔn)儀讀取塔尺和鋼巻尺5上的讀數(shù)，根據(jù)水準(zhǔn)儀得到的兩個(gè)讀數(shù)和基 準(zhǔn)點(diǎn)的高程得到沉降板的高程。鋼巻尺5上的刻度可由水準(zhǔn)儀直接讀取，這樣不但消除了 接管本身由于沉降管傾斜造成的誤差，而且避免了傳統(tǒng)的測(cè)量方法在每次接管后還要在計(jì) 算中減去接管長度的麻煩。
權(quán)利要求
一種路堤沉降測(cè)量裝置，包括沉降板、鋼護(hù)管和頂蓋，其特征在于所述的鋼護(hù)管為沿軸線方向有一條細(xì)縫的空心鋼管，垂直立于沉降板上，上端蓋有頂蓋，所述的頂蓋上帶有細(xì)縫；所述的測(cè)量裝置還包括鋼卷尺和防護(hù)罩，防護(hù)罩置于鋼護(hù)管頂部；所述鋼卷尺穿過頂蓋上的細(xì)縫并置于鋼護(hù)管內(nèi)，讀數(shù)起始端連接在沉降板上，上端懸掛在防護(hù)罩內(nèi)并帶有調(diào)整鉛直的水準(zhǔn)泡；鋼卷尺起始刻度所在位置到沉降板的距離等于起始刻度值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的路堤沉降測(cè)量裝置，其特征在于所述的沉降板由鋼板以及 固定在鋼板中心的短鋼柱和連接管組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的路堤沉降測(cè)量裝置，其特征在于所述的短鋼柱由長方體鋼 柱組成，下部為底座，上部為連接板，連接板中心留有螺栓孔；所述的連接管內(nèi)徑大于鋼護(hù) 管外徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的路堤沉降測(cè)量裝置，其特征在于所述的鋼護(hù)管由一段或多 段空心鋼管組成，空心鋼管間活動(dòng)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的路堤沉降測(cè)量裝置，其特征在于所述的空心鋼管兩端有螺 紋口 ，鋼箍兩端帶有雙向螺紋口 ，空心鋼管由鋼箍連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的路堤沉降測(cè)量裝置，其特征在于鋼巻尺由巻尺連接頭、巻尺 讀數(shù)段、水準(zhǔn)泡和外殼組成，巻尺連接頭為長方形鋼片，鋼片中心留有螺栓孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的路堤沉降測(cè)量裝置，其特征在于所述的水準(zhǔn)泡位于鋼巻尺 外殼上，水準(zhǔn)泡與鋼巻尺拉伸方向垂直；外殼上有掛鉤。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的路堤沉降測(cè)量裝置，其特征在于所述的防護(hù)罩剖面成倒梯 形，內(nèi)設(shè)掛鉤，頂面設(shè)置手挽。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的路堤沉降測(cè)量裝置，其特征在于所述的測(cè)量裝置還包括波 紋管，套在鋼護(hù)管外。
10. —種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的路堤沉降測(cè)量裝置進(jìn)行路堤沉降測(cè)量的方法，包括以 下步驟(1) 在觀測(cè)點(diǎn)處設(shè)置路堤沉降測(cè)量裝置，并填土到周圍土體與防護(hù)罩平齊；若需要增 加填土高度時(shí)，將防護(hù)罩拔起，將鋼護(hù)管進(jìn)行連接，接管后再將防護(hù)罩放好并填土 ；(2) 測(cè)量時(shí)，將防護(hù)罩拔出，松開頂蓋并拉直鋼巻尺，利用鋼巻尺上的水準(zhǔn)泡調(diào)節(jié)鋼巻 尺，使鋼巻尺鉛直；(3) 將塔尺立于基準(zhǔn)點(diǎn)上，用水準(zhǔn)儀讀取塔尺上的讀數(shù)；(4) 用水準(zhǔn)儀讀取鋼巻尺上的讀數(shù)；(5) 根據(jù)水準(zhǔn)儀得到的兩個(gè)讀數(shù)和基準(zhǔn)點(diǎn)的高程得到沉降板的高程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種路堤沉降測(cè)量裝置，包括沉降板、鋼護(hù)管和頂蓋，其特征在于鋼護(hù)管為沿軸線方向有一條細(xì)縫的空心鋼管，垂直立于沉降板上，在鋼護(hù)管上端蓋有帶細(xì)縫的頂蓋；所述的測(cè)量裝置還包括鋼卷尺和防護(hù)罩，防護(hù)罩置于鋼護(hù)管頂部；鋼卷尺穿過頂蓋上的細(xì)縫并置于鋼護(hù)管內(nèi)，讀數(shù)起始端連接在沉降板上，上端懸掛在防護(hù)罩內(nèi)并帶有水準(zhǔn)泡；鋼卷尺起始刻度所在位置到沉降板的距離等于起始刻度值。本發(fā)明還公開了應(yīng)用上述裝置進(jìn)行路堤沉降測(cè)量的方法。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，方法操作簡便，易于實(shí)現(xiàn)且成本較低，能準(zhǔn)確測(cè)量路堤沉降。
文檔編號(hào)G01C5/00GK101706270SQ20091018532
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者丁選明, 劉漢龍, 周密, 肖楊 申請(qǐng)人:河海大學(xué)