[发明专利]一种监测地基沉降的装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种监测地基沉降的装置及其测量方法，包括沉降杆、第一超声波发射器、第二超声波发射器、超声波接收器、沉降读数仪、基准桩；将沉降杆置于地基上的观测点处，在沉降杆上同一竖直方向安置两个超声波发射器，超声波接收器安置在基准桩上，超声波接收器接收到两个超声波发射器的信号后传输至沉降读数仪，由沉降读数仪内置的计算芯片获取两个超声波发射器与超声波接收器的相应距离以及两个超声波发射器相对于超声波接收器的竖直方向的距离，通过记录不同时刻的竖向距离变化即可知该时刻地基表层的沉降量。采用超声波测距技术，数据采集读取方便易得，精准可靠，可对地基沉降实现实时在线连续监测，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及地基监测技术，具体涉及一种监测地基沉降的装置及其测量方法。

背景技术

在进行建筑物、公路、铁路等设施的修建过程中，需要对地基进行加固处理，以使其地基承载力达到工程标准。在此过程中对地基沉降量的实时监测至关重要。例如如果工程建在软土地基上，则要进行预压加固来消除地基沉降，加固过程中也必须进行沉降观测，以便及时分析地基的加固程度，确定是否达到设计要求再进行卸载。目前，监测地基沉降常用的方法为：在地基表层设置沉降板，通过三角架架设水准仪，人工扶尺来测量测得沉降板的高程，沉降板的高程变化就反映了地基的沉降量。该方法存在局限性：(1)需要人工扶尺，且人工扶尺不能保证标尺竖向垂直，容易造成误差；(2)人工读数易造成读数失误，观测精度差；(3)每次使用水准仪进行测量时，需要调整，耗时耗力，而且不能实时监测沉降。

中国专利(专利申请号201610273638.1)公开了“大面积超软弱地基沉降监测装置及监测方法”，其结构包括基准桩、沉降盘、水准尺，沉降盘放置于待测地基表层，水准尺固定于沉降盘上，该装置通过架设在基准桩上的观测仪器，测取水准尺的刻度变化，获得地基表层的沉降量。该方法避免了传统使用水准仪观测地基沉降时的架设三脚架和人工扶尺转站测量的缺点，但是该方法在使用时仍存在以下不足：(1)使用水准仪观测水准尺的刻度时，若水准尺倾斜，会造成读数误差；(2)此方法仍需人工记录并计算数据，不能实时读取地基沉降。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种监测地基沉降的装置及其测量方法，装置原理简单、数据采集读取方便、省时省力，不需要进行水准测量，避免了人工读数，精度较高，而且能实时监测地基沉降，可适用于多种工程领域。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种监测地基沉降的装置，其特征在于：包括沉降杆、第一超声波发射器、第二超声波发射器、超声波接收器、沉降读数仪、基准桩；

所述沉降杆竖直设置于待测地基表层的观测点处；所述第一超声波发射器和第二超声波发射器设置在沉降杆上且面向基准桩，第一超声波发射器和第二超声波发射器位于沉降杆的同一侧且相隔一定的距离；所述基准桩竖直设置且底部埋设于稳固土层中，所述沉降读数仪固定在基准桩上；所述超声波接收器与沉降读数仪相连。

作为优选方案，所述的监测地基沉降的装置，其特征在于：还包括支座，所述支座连接设置在基准桩顶端，沉降读数仪固定于支座形成的平台上，并用螺栓固定。

作为优选方案，所述第一超声波发射器和第二超声波发射器为压电式超声波发射器，规格分别为60KHz和40KHz。

作为优选方案，所述第一超声波发射器和第二超声波发射器相距50mm，两者的连线平行于沉降杆。

作为优选方案，所述沉降读数仪包括超声波信号输出端口和计算芯片，沉降读数仪通过超声波信号输出端口与超声波接收器连接。更优选，所述沉降读数仪为便携式读数仪。能够通过超声波信号输出端口，由计算芯片直接显示出各时刻地基表层的沉降量。

基准桩埋设于稳固土层中，可根据地质条件选择混凝土桩或钢管桩。基准桩标高应高于地基表层1000-1500mm。