[发明专利]海上抛石堤沉降及抛石厚度的测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程监测领域，具体的是涉及一种海上抛石堤沉降及抛石厚度的测量装置及其测量方法。

背景技术

港口建设过程中为了防浪减淤需要修筑防波堤，或者填海造陆需要修筑围堰然后进行吹填。防波堤和围堰大多采用抛石堤结构，具体施工工艺为先在土体中打设塑料排水板作为竖向排水通道，然后铺设中粗砂垫层作为水平排水垫层，最后进行水上抛石形成堤体。为了保证抛石过程中的地基和结构的稳定，需要对地基的沉降和水平位移进行观测，合理调整施工抛石速度，确保施工安全。

对于沉降监测可以采用埋设液体压差沉降仪或者钢弦式伸缩仪等仪器，但是埋设过程复杂，仪器成本较高。为了节约成本，一些工程中采用先在原泥面放置大型沉降盘然后通过测量沉降盘中杆顶部高程来推算沉降量的方法。但由于海上无法进行水准测量，只能采用GPS技术测量沉降盘高程。这种测量方法存在两个问题：一方面GPS-RTK技术测量高程中误差较大，而且受天气状况、基站距离、周围施工机械船舶等因素影响较大；另一方面，沉降盘中杆在抛石过程中可能被块石砸断或者挤弯，并且在水下不易发现，造成沉降测量结果偏大。

开发一种海上抛石堤沉降及抛石厚度的测量装置，要解决两个问题，一是保护测量装置不被块石砸坏，并对可能发生的倾斜进行修正，二是要节约成本，埋设方便，便于推广应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种海上抛石堤沉降及抛石厚度的测量装置及其测量方法，既能提高抛石堤沉降和厚度测量结果的精度，又能节约成本，埋设方便。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种海上抛石堤沉降及抛石厚度的测量装置，包括埋设在地基中的塑料管(1)，塑料管(1)底端达到受抛石堤(2)附加荷载影响的压缩土层深度以下(即非压缩土层)； 塑料管(1)底端套设有第一磁环(3)，塑料管(1)泥面处套设有第二磁环(4)；塑料管(1)的泥面处还套设有保护板(5)，在保护板(5)以上的塑料管(1)上套设有上保护管(6)，上保护管的底端与保护板(5)固定连接，且上保护管(6)长度大于抛石堤厚度。

在上述技术方案中，塑料管(1)采用硬质PVC测斜管，内有凹槽，测斜管外径80mm。

在上述技术方案中，保护板(5)为方形，边长为3m，厚度为30～50mm。

在上述技术方案中，保护板(5)为圆形，直径为3m，厚度为30～50mm。

在上述技术方案中，保护板(5)中心开设有直径为90mm的用于穿入塑料管(1)的通孔。

在上述技术方案中，上保护管(6)采用钢管，内径90mm，壁厚5～10mm。

在上述技术方案中，在保护板(5)以下的塑料管上套还设有下保护管(7)，上保护管(6)的底端和下保护管(7)的顶端以法兰盘的形式与保护板(5)固定连接，所述第二磁环(4)套设在下保护管(7)上。

在上述技术方案中，下保护管7采用奥氏体不锈钢，内径90mm，壁厚5～10mm，长度500～1000mm。

在上述技术方案中，所述压缩土层深度可取抛石堤附加应力等于土层有效自重应力的10％的深度。

所述海上抛石堤沉降及抛石厚度的测量装置的使用方法：用分层沉降仪(7)分别测量第一磁环(3)、第二磁环(4)距塑料管(1)管口的深度，第一磁环(3)用来验证塑料管(1)底端是高程不动点，地基面处的第二磁环(4)的各次测量的深度之差即是抛石堤(2)的沉降量，地基面处的第二磁环(4)与抛石堤(2)顶面到塑料管(1)管口距离之差就是抛石厚度。

本发明的优点和有益效果为：

本发明进一步加大了塑料管的埋设深度，利用塑料管底端的非压缩土层作为可靠的高程不动点，在塑料管的泥面处外套磁环，并设置保护板和保护管，确保地基面处磁环随抛石堤同步沉降，通过测量地基面处磁环的深度变化确定抛石堤沉降量及抛石厚度，并可以对塑料管的倾斜进行修正。其既能保证抛石堤沉降和厚度的测量精度要求，又能节约成本，埋设方便。

附图说明

图1是本发明一种海上抛石堤沉降及抛石厚度的测量装置的结构示意图。

图2是测斜管横截面图。

图3是保护板与上保护管、下保护管连接示意图

图中：1为塑料管、2为抛石堤、3为第一磁环、4为第二磁环、5为保护板、6为上保护管、7为下保护管。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。