[发明专利]一种改进的侧向土压力气顶法测试装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种改进的侧向土压力气顶法测试装置及使用方法，该装置包括支架，固定在所述地下连续墙的内部；气顶单元，安装在所述支架上；土压力盒，安装在所述气顶单元上，所述气顶单元能够顶出所述土压力盒对土体的侧向土压力进行测量；气顶压力控制单元，与所述气顶单元相连接，所述气顶压力控制单元能够对所述气顶单元的顶出气压大小进行控制。本发明能对不同深度的土压力盒施加不同的顶出气压，从而避免了超顶和欠顶的缺点，使得土压力盒紧贴土体，提高了土压力盒中传感器的埋设成活率。同时，通过将支架固定在土体的内部，气顶单元安装在支架上，从而保证了气顶单元加压时，土压力盒的顶出方向的固定，使得测量数据准确性更高。

技术领域

本发明涉及基坑工程监测技术领域，尤其涉及一种改进的侧向土压力气顶法测试装置及使用方法。

背景技术

随着地下空间开发的飞速发展，基坑工程的开挖深度越来越大，地下连续墙的深度随之也越来越深，地连墙两侧产生较大的土压力，往往会导致地连墙的变形、开裂甚至坍塌等，因此准确掌握地连墙体外侧的土压力显得十分重要。

土压力盒是一种常见的用于测试土压力的装置，通过频率测试来监测土体中某一部位的土压力。常用的土压力盒埋设方法有：挂布法、钻孔法、顶出法。其中，挂布法难以控制土压力盒的埋设位置与方向，混凝土水浆容易掺入土压力盒和墙后土体之间，使得土压力盒被水泥包裹而报废；钻孔法会引起原状土体应力重分布，且钢筋笼相对土体刚度较大，埋入土体后存在与土体侧向变形不协调的问题；比较而言，采用顶出法埋设的土压力盒测试精度较高，但埋设过程设备与元器件容易损坏，且传统的顶出法直接运用一种气压值进行顶出，可能会造成超顶或顶出不足的现象。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种埋设成活率高、测量数据准确性高的改进的侧向土压力气顶法测试装置及使用方法。

一种改进的侧向土压力气顶法测试装置，其包括：

支架，固定在所述地下连续墙的内部；

气顶单元，安装在所述支架上；

土压力盒，安装在所述气顶单元上，所述气顶单元能够顶出所述土压力盒对土体的侧向土压力进行测量；

气顶压力控制单元，与所述气顶单元相连接，所述气顶压力控制单元能够对所述气顶单元的顶出气压大小进行控制。

在其中一个实施例中，所述支架包括连接面板和支架板，所述地下连续墙的内部设有主筋，所述连接面板的一侧固定在所述主筋上，所述支架板设置在所述连接面板的另一侧，所述气顶单元安装在所述支架板上。

在其中一个实施例中，所述气顶单元包括进气口及出气口，所述进气口及出气口分别与进气管和出气管的一端相连接，所述进气管与所述气顶压力控制单元相连接。

在其中一个实施例中，所述气顶压力控制单元包括气泵、储气罐和气管控制阀，所述气泵与所述储气罐的入口相连接，所述储气罐的出口与所述进气管相连接，所述气管控制阀安装在所述进气管和出气管上。

在其中一个实施例中，所述土压力盒与频率计相连接。

一种改进的侧向土压力气顶法的使用方法，其包括以下步骤：

在地下连续墙各设定深度处固定上述的改进的侧向土压力气顶法测试装置；

计算不同深度的各土压力盒的静止土压力对应的理论频率；

对各个所述土压力盒进行分级加压，直至每个所述土压力盒顶出至理论频率。

在其中一个实施例中，计算不同深度的各土压力盒的静止土压力对应的理论频率的步骤包括：

a、计算不同深度的各土压力盒的静止土压力P₀：