[发明专利]一种采用复合型锚杆的一孔多标分层沉降监测系统

说明书

本发明涉及地面沉降监测技术领域，尤其涉及一种采用复合型锚杆的一孔多标分层沉降监测系统，包括若干复合型锚杆以及电阻式测量头装置，若干复合型锚杆一一对接且与电阻式测量头装置相连接，电阻式测量头装置测量复合型锚杆的沉降；复合型锚杆由液压机械爪和承压型扩体组合构成，液压机械爪具有可向外张开的锚爪杆，承压型扩体具有可经注浆扩张的编制体。本发明的优点是：增加了锚固距离，可提供较大的锚固强度；结构可靠性，稳定性高；在小空间上布置优势大；液压管不存在堵塞管道的可能性，锚爪撑开锚固进土层的时间短；保证了承压型扩体注浆过程中，锚杆不会出现下沉；可实现锚杆与目标地层的全面高强度耦合；可实现分层沉降信息的智能化采集。

技术领域

本发明涉及地面沉降监测技术领域，尤其涉及一种采用复合型锚杆的一孔多标分层沉降监测系统。

背景技术

地面沉降是指因自然因素和人为活动引发松散地层压缩所导致的地面高程降低的地质现象，是一个全球性的环境地质问题，多数发生在经济发达、人口众多的沿海城市，给城市安全与可持续发展带来了不同程度的影响。地面沉降是不同地层分层沉降的综合结果，故为掌握和研究地面沉降特征、成因及其防治措施，需要开展高精度的分层沉降监测。

目前，基岩标和分层标测量是进行分层沉降监测的主要技术手段。其中基岩标是埋设在地下完整基岩上的特殊观测点，可以作为地面沉降及分层沉降监测的高程控制点。分层标是根据土层的性质，埋设在地下不同深度土层和含砂层中的特殊观测点，是世界上公认的测量松散土层变形量的设施。但是，一个基岩标或一个分层标，就需要有一个单独的钻孔来实现，为进行多个地层的分层沉降监测，就需要多个钻孔，需占用较大面积的土地。在土地资源日益紧张的沿海城市，如中国的长江三角洲地区，亟需能够一个钻孔，实现多个地层沉降监测的设施及仪器。

目前主要有两种仪器设备能实现一个钻孔多个地层沉降监测，它们分别为多点位移计、磁环式沉降仪。

其中，多点位移计通过延长杆在组装多个锚固装置，在钻孔完成后，先进行注浆至最深锚固点，利用注浆锚固第一个锚固点，而后在上方填膨润土球至第二锚固点下方一定距离，开始利用注浆锚固第二个锚固点，采用上述步骤依次锚固至地表。延长杆将锚头和测头进行连接，当被测结构物发生变形时，将会通过多点位移计的锚头带动测杆，测杆拉动测头内参考杆产生位移变形，通过测量这一变形以可获得不同土层的变形信息。多点位移计沉降仪存在着锚固强度不高、分层沉降测量能力有限、仪器自动化程度低、可靠性差、数据采集耗时长等问题。

磁环式沉降仪主要工作原理为在土体中垂直埋设竖管，在竖管上按一定间距埋设磁环，当沉降环下沉至预定高程后打开叉簧片，使其插在土壁上，以使磁环与土体同步变形。通过把电磁测头放入竖管，测量磁环位置信息，计算每个沉降环的沉降量以及每个沉降环两两间的相对沉降量，进而可得到土体的分层沉降或回弹数值。磁环式沉降仪存在测量结果精度不高、数据传输不及时、数据易漏报、周围岩土体变形过大影响正常测量等弱点。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种采用复合型锚杆的一孔多标分层沉降监测系统，通过液压机械爪和承压型扩体这两种不同机理、形式的锚固形式组合成复合型锚杆，配合连接电阻式测量头装置，实现一个钻孔内多个永久性锚固点的多标的高精度分层沉降监测。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种采用复合型锚杆的一孔多标分层沉降监测系统，其特征在于：包括若干复合型锚杆以及一电阻式测量头装置，若干所述复合型锚杆一一对接且与所述电阻式测量头装置相连接，所述电阻式测量头装置测量所述复合型锚杆的沉降；所述复合型锚杆由液压机械爪和承压型扩体组合构成，所述液压机械爪具有可向外张开的锚爪杆，所述承压型扩体具有可经注浆扩张的编制体。

所述承压型扩体具有位移杆，所述玻璃纤维位移杆与所述电阻式测量头装置相连接，所述电阻式测量头装置测量所述玻璃纤维位移杆的位移以体现所述复合型锚杆的沉降。