[发明专利]用于黄土填料高填方路堤的分层沉降装置及测量方法

说明书

技术领域

    本发明涉及黄土填料高填方路堤变形监测领域，具体是一种用于黄土填料高填方路堤的分层沉降装置及测量方法。

背景技术

黄土地区高填方路堤的变形监测是工程建设中必不可少的技术措施，是工程设计、施工、运行、维护加固的重要依据。目前，高填方路堤的变形监测采用最多的是钻孔沉降磁环式与埋入沉降板式等传统方法，但这两种方法在使用过程中还存在一些不足，一、对于钻孔沉降磁环式：（1）无法避免回填材料进入测定磁环和沉降管之间的间隙中，使测定磁环和沉降管之间的摩擦力过大，或回填材料与沉降管摩擦力较大，造成测定磁环随土体的升降受到沉降管的很大约束；（2）定位环的外径比测定磁环的内径大，测定磁环向上移动时要受定位环的限制，这样就容易造成所测定的土体向上变形值（土体膨胀时发生）失真；（3）机械钻孔过程中对周围土体的扰动较大，对测量不利；（4）沉降磁环与孔壁土体链接是否牢固无法保证。二、对于埋入沉降板式，这种方法具有沉降板容易制作，埋设简单，费用较低等优点，但存在以下难以克服的缺点：（1）沉降板的测杆必须随着路堤填筑而不断接高，增加了操作难度和累计误差；（2）测杆必须露出路面或埋于路面下，前者对施工影响较大且容易被碾压机械等损坏，而后者则需要在每次测量时将测杆挖出，工作量大且不容易找到位置，监测效率较低，破坏了压实路基的整体性；（3）施工机械不能靠近测杆进行碾压，只能采取小型机械进行碾压，因而压实质量比周围差，难以达到控制要求。

发明内容

本发明为了解决现有黄土地区高填方路堤的变形监测领域存在的问题，提供了一种用于黄土填料高填方路堤的分层沉降装置及测量方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：用于黄土填料高填方路堤的分层沉降装置，包括套管以及设于套管一端且与套管相垂直的朝向一侧的三齿叉，若干沉降测杆以及保护套管，第一根沉降测杆螺纹配合于套管内圆，相邻沉降测杆之间螺纹连接配合，第一根保护套管套装于套管外圆上，相邻保护套管之间插接配合。

利用所述装置的用于黄土填料高填方路堤的分层沉降测量方法，

其步骤为：

Ⅰ.根据黄土填料高填方路堤的工程特点与具体需求，确定需要沉降测量的土层深度；

Ⅱ.根据需要沉降测量的土层深度，在路堤上开挖探井；

Ⅲ.带有沉降测杆和保护套管的三齿叉沿探井内侧向下延伸至需要沉降测量的土层深度，三齿叉垂直插置于探井侧壁上，采用逐节连接的方式连接各沉降测杆和保护套管直至伸出堤面，并填埋探井；

Ⅳ.通过精密水准仪人工测量沉降测杆杆顶标高变化，获得所测土层的沉降量。

    本发明通过在黄土填料高填方路堤中开挖探井并分层埋入沉降测杆，通过精密水准仪人工测量杆顶标高变化即可精确计算出所测土层的沉降量。该测量方法获得的沉降数据真实、客观、精确，为准确确定和深入分析高填方路堤的沉降变形规律提供技术支持。

附图说明

图1为本发明所述用于黄土填料高填方路堤的分层沉降装置的结构示意图。

图2为本发明所述用于黄土填料高填方路堤的分层沉降测量方法的具体实施示意图。

图中：1-套管，2-三齿叉，3-沉降测杆，4-保护套管，5-探井。

具体实施方式

用于黄土填料高填方路堤的分层沉降装置，包括套管1以及设于套管1一端且与套管1相垂直的朝向一侧的三齿叉2，若干沉降测杆3以及保护套管4，第一根沉降测杆3螺纹配合于套管1内圆，相邻沉降测杆3之间螺纹连接配合，第一根保护套管4套装于套管1外圆上，相邻保护套管4之间插接配合。

下面结合附图2对本发明所述的分层沉降测量方法进行详细的说明，其步骤为：

Ⅰ.根据黄土填料高填方路堤的工程特点与具体需求，确定需要沉降测量的土层深度：通过该黄土填料高填方路堤的勘察资料与设计文件，从而获得该路段的原始地貌情况和相应的路堤填筑高度（路堤高度），获得该路段相关管道（电力、供水、供气等管道）的详细埋设深度情况。由于管道下方土体的不均匀沉降引起管道的变形，给相关管道的安全运行造成危害。尤其是供水管道，该管道变形过大引起断裂，大量供水的泄漏使黄土产生湿陷性，使管道的变形更大，同时造成路面变形与破坏，这样便形成一个恶性循环。故而测量管道下方的土体变形是十分重要的。

因此，步骤Ⅰ中需要沉降测量的土层深度最少为四个。当沉降测量为四个时，其分别为堤面以下1m处，相关管道埋设深度以下0.5m处，路堤高度1/2处，路堤与地基交界处。多个沉降测量可以更全面的获得不同土层的沉降情况。