[发明专利]深层软土中贯入式土压力盒埋设方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程测试领域，更具体涉及一种贯入式土压力盒埋设方法，同时还涉及一种贯入式土压力盒埋设装置，它适用于深层软土中层中土压力盒的组装固定、定位埋设及数据监测。

背景技术

土压力盒适用于长期测量路基，边坡，大坝，隧道，土堤等结构物内部土体的压应力。在岩土工程施工与监测实践中，通常采用在迎土面和土体中埋设土压力传感器，来进行结构表面及土体内部的土压力监测，并通过相应的数据采集设备来获取所需的数据。

常用的土压力传感器的埋设方法有：挂布法、顶出法、弹出法和钻孔法。这几种埋设技术均比较成熟，在工程中应用广泛。围护结构迎土面土压力盒的埋设常用的挂布法，是将土压力传感器按布点的位置，先装在一定宽度的尼龙布上，然后将带有传感器的尼龙布铺挂在钢筋笼的表面相应位置上，随同钢筋笼一起吊入沟槽中，定位后向沟槽内浇注混凝土，随混凝土面的上升，借混凝土的侧向推力，将铺挂在钢筋笼表面的尼龙布连同土压力传感器一起压向沟槽的壁面。顶出法可通过气动活塞将土压力盒顶出，紧贴土体从而进行测试。钻孔法常用于土体中土压力传感器埋设，即在土体中先进行泥浆护壁钻孔，并将土压力传感器固定在定制的薄壁槽钢或钢筋笼上，然后将土压力传感器随薄壁槽钢或钢筋笼一道埋入钻孔中规定深度位置，再在钻孔中回填细砂，待细砂固结后进行土压力的测试。

然而，这些常用埋设方法大多均适用于中硬土层与岩层，对于深层软土，将难以成孔，常规埋设方法不可实施。另外，顶出法装置复杂，埋设过程中设备与元器件易损坏，埋设装置成本较高；薄壁槽钢或钢筋笼相对土体的刚度较大，埋入土体后存在与土体侧向变形不协调的问题，因而对土压力测试结果的精度有一定的影响；薄壁槽钢或钢筋笼的价格较高，因此埋设方法的经济性不强；土压力传感器需在施工现场焊接，操作不易，安装效率低下。

因此，为适应深层软土中土体应力场的测试需求，解决深层软土中土压力盒的埋设问题，需要对现有的测试装置与方法进行改造，提出一种贯入式土压力盒埋设装置与方法，确保试验可实施性强，成果准确可靠。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种适用于深层软土层的贯入式土压力盒埋设方法，方法易行可靠，优势显著，能有效的满足了深层软土层中土压力的定向定位测试，适用范围广。

本发明的另一个目的是在于提供了一种适用于深层软土层的贯入式土压力盒埋设装置，埋设装置简易实用，组装便捷，能有效的满足了深层软土层中土压力的定向定位测试，测试数据准确性高。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种贯入式土压力盒埋设方法，其步骤是：

步骤一：组装贯入式土压力盒埋设装置（本发明），将测量所需的土压力盒套件放在其中，通过4~5根横档杆将土压力盒套件固定在装置中；

步骤二：根据测量位置深度（5~20m）需要，准备相应数量（7~22根）的导向杆，将第一根导向杆固定在贯入式土压力盒埋设装置上；

步骤三：在试验地点，从地表开始，采用静力设备（如CLD-3型静力触探仪）进行贯入，当导向杆接近完全贯入地层中，及时接入下一根导向杆，直至达到预定贯入深度（5~20m）；

步骤四：采用人力或静力设备拔出导向杆，从而拔出本装置，当一导向杆完全拔出地面时，卸下该导向杆，继续拔出至贯入杆完全拔出。装置中贯入头、横档杆均在开始拔出时从贯入杆中自然脱落，与土压力盒套件一起留在土层中；

步骤五：根据测试需求采用数据采集仪进行土压力的测试，得到深层软土中不同深度土层的土压力。

一种贯入式土压力盒埋设装置，它包括：贯入杆，连接横杆，贯入头，横档杆，导向杆。其特征在于：贯入式土压力盒埋设装置由二根贯入杆、连接横杆和贯入头构成矩形框架，二根贯入杆分别通过螺帽固定在连接横杆两边的圆孔中，二根贯入杆平行并排放置，贯入杆上间距约9~11cm的4~5个小孔（孔径2~4mm）水平相对。土压力盒套件顶部插在连接横杆中部槽口内，土压力盒套件底部插在贯入头中部槽口内。同一横档杆的两端分别插在二根贯入杆同一高度处的小孔中，相邻的横档杆分别朝向二根贯入杆所构成的平面两侧，横档杆可从贯入杆的小孔中自然脱落。导向杆通过螺帽固定在连接横杆中央圆孔中，导向杆与贯入杆反向固定在连接横杆中。贯入头通过靠近两端的二只柱状销头插进二根贯入杆的底部，贯入头可从贯入杆中自然脱落。