一種豎向布置土壓力盒的固定裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種豎向布置土壓力盒的固定裝置，在路基工程監(jiān)測中用于土壓力盒的固定。由主體部分(1)、頂部約束部分(2)和固定部分(3)構(gòu)成，主體部分下端通過支撐板(102)、矩形鋼(104)保持下端部的穩(wěn)固，約束角鋼(103)減小了主體板(101)的變形，上端部通過頂部約束部分(2)將固定部分(3)提供的約束力施加于端部，起到穩(wěn)固的作用。采用本發(fā)明豎向布置土壓力盒的固定裝置，可有效提供一個相對固定體，讓土壓力盒很好地發(fā)揮作用，解決路基監(jiān)測中豎向土壓力盒埋設(shè)所碰到的各種問題。本發(fā)明裝置制作簡單，成本低，安裝便利。根據(jù)現(xiàn)場實測值使用裝置安裝。測值準確，裝置設(shè)計合理，可在相關(guān)工程中推廣使用。
【專利說明】-種豎向布置土壓力盒的固定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及路基工程監(jiān)測設(shè)備制造領(lǐng)域，更準確地說為一種堅向布置土壓力盒的 固定裝置，以向堅向布置的土壓力盒提供一相對固定面，防止其隨土體變形發(fā)生共同移動， 從而更準確地測試土體的水平向應(yīng)力變化。

【背景技術(shù)】
[0002] 土壓力盒是一種常見的用于現(xiàn)場測試土體應(yīng)力的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于邊坡、路基、基 坑等巖體工程領(lǐng)域。其本身發(fā)展已漸趨成熟，目前最常使用的是振弦式傳感器，具有靈敏度 1?、精度1?、穩(wěn)定性好、價格相對便宜等優(yōu)點，埋設(shè)于擋土墻、抗滑粧、土堤、建筑物、邊坡、路 基等土體內(nèi)，即可對內(nèi)部應(yīng)力的變化展開長期測試。在工程實踐中，多考慮土體側(cè)向應(yīng)力的 變化，所以大部分土壓力盒沿堅向布置在土體中。
[0003] 土壓力盒的埋設(shè)要求受力面與土體良好接觸，而與之相對的另外一個面相對固 定，不發(fā)生位移。這就要求土壓力盒在埋設(shè)過程中，其固定面要貼合于某不動體上，以起到 穩(wěn)固的作用。對于堅向布置的土壓力盒，往往借助樁體等相對不動體進行安裝。例如擋土 墻、抗滑樁等結(jié)構(gòu)物，其本身剛度大，變形小，可直接將土壓力盒貼置于此類結(jié)構(gòu)物面上，即 可獲得良好的參數(shù)值。在自然斜坡中進行土壓力盒安裝時，往往需要制作專門的開孔設(shè)備 和固定裝置，才能將土壓力盒固定并讓其與土體良好接觸，但這些裝置一般制作方法較復(fù) 雜，且成本較高、安裝繁瑣。
[0004] 在路基工程中，往往需要測試路基填土隨沉降及大氣環(huán)境影響所引起的土體水平 應(yīng)力變化。尤其是近年來，隨著我國高速鐵路的快速建設(shè)，尤其是在特殊土地區(qū)修建高速 鐵路，經(jīng)常會涉及到特殊土路基研究的問題。為開展相關(guān)研究，獲取所需的土體應(yīng)力參量， 往往需要開展相應(yīng)的土體應(yīng)力現(xiàn)場監(jiān)測，但由于這方面的應(yīng)用較少，可參照的埋設(shè)技術(shù)也 十分稀有。部分研究者一般通過借助輔助樁或利用自然斜坡上土壓力盒的特制固定設(shè)備進 行土壓力盒的固定和安裝，這種方法雖然可行，但是對于高大路堤，要澆筑輔助樁不僅成本 高、耗時長，還將影響現(xiàn)場施工；如果使用一些在自然斜坡中使用的特制固定設(shè)備進行土壓 力盒的安裝，又往往需要等到路基施工完成后進行，且需要重新開孔，十分麻煩。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 堅向布置土壓力盒的固定裝置，在路基工程監(jiān)測工程中用于土壓力盒的固定。由 主體部分1、頂部約束部分2和固定部分3構(gòu)成。主體部分1由鋼板和角鋼焊接而成，主體 板101用于粘貼土壓力盒，下部端頭垂直焊接于支撐板102中心，緊貼主體板101焊接并 同時垂直焊接在支撐板102中心的是約束角鋼103 ;在支撐板102的下部中心，焊接一矩形 鋼104,上部中心與主體板101焊接部位加設(shè)助焊鋼板塊105。頂部約束部分2呈平置"F" 形外形，由角鋼焊接而成，整體置于主體板101頂部，端部是用于承放主體板頂端的卡口； 卡口為平行排列的兩端卡板（201和202)，卡板之間具有與主體板端頭厚度相適宜的間隙 203 ;平桿204 -段兩端卡板垂直相連，另一端靠近端部預(yù)開一圓孔205。固定部分3具有 "T"形結(jié)構(gòu)，由粗徑螺紋鋼筋焊接而成，頂部為一短鋼筋301，與之相垂直焊接在中心的立桿 是長鋼筋302 ;長鋼筋302要與圓孔205有相適宜的直徑。
[0006] 主體部分1的主體板101長度按照實際需要確定，寬度大于土壓力盒直徑2? 3cm，厚度需大于等于lcm，具體隨長度增大而加厚。
[0007] 約束角鋼103用于穩(wěn)固主體板101防止其發(fā)生較大變形，長度要小于主體板10cm， 以預(yù)留頂部約束部分2安裝的空間。
[0008] 矩形鋼104 -方面起到穩(wěn)固支撐板上部結(jié)構(gòu)的作用，另一方面可減小由土體變形 引起的支撐板側(cè)向移動。
[0009] 助焊鋼板塊105的設(shè)立，主要是為了方便主體板101與支撐板102的焊接，尺寸不 宜過大（l〇cm左右），能保證焊接后主體板與支撐板連接處不發(fā)生斷裂損壞即可。
[0010] 頂部約束部分2起到傳遞約束力的作用，間隙203與主體部分鋼板厚度一致，保證 "F"型卡槽與主體部分頂部緊密貼合。
[0011] 平桿204的長度要保證固定部分3遠離"大氣影響帶"（通常為3m左右），長度不 宜小于3m。
[0012] 圓孔205孔徑不宜小于1cm，具體與長鋼筋（螺紋鋼筋）直徑相一致。
[0013] 采用本發(fā)明堅向布置土壓力盒的固定裝置，可有效提供一個相對固定體，讓土壓 力盒很好地發(fā)揮作用，解決上文所提到堅向土壓力盒埋設(shè)所碰到的各種問題。本發(fā)明裝置 由簡單的鋼板、角鋼焊接而成，制作簡單，成本低，安裝便利。最重要的是借助該套裝置，可 在路基填筑施工過程中完成土壓力盒的埋設(shè)，無需繁瑣的輔助樁澆筑，也無須等到整個施 工結(jié)束后再開孔埋設(shè)，簡單可行且節(jié)約時間。根據(jù)現(xiàn)場實測值，使用這套裝置安裝的堅向 土壓力盒測值準確，能夠滿足路基監(jiān)測的科研要求。裝置設(shè)計合理，可在相關(guān)工程中推廣使 用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為固定裝置整體布置示意圖。
[0015] 圖2為主體部分剖向示意圖。
[0016] 圖3為頂部約束部分的堅向剖視圖。
[0017] 圖4為固定部分的堅向剖視圖。

【具體實施方式】
[0018] 下面，結(jié)合附圖，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進一步的詳述。
[0019] 由圖1至圖4可看到，本發(fā)明堅向布置土壓力盒的固定裝置由主體部分1、頂部約 束部分2和固定部分3構(gòu)成。主體部分1由鋼板和角鋼焊接而成，主體板101用于粘貼土 壓力盒，下部端頭垂直焊接于支撐板102中心，緊貼主體板101焊接并同時垂直焊接在支撐 板102中心的是約束角鋼103 ;在支撐板102的下部中心，焊接一矩形鋼104,上部中心與主 體板101焊接部位加設(shè)助焊鋼板塊105。頂部約束部分2呈平置"F"形外形，由角鋼焊接而 成，整體置于主體板101頂部，端部是用于承放主體板頂端的卡口；卡口為平行排列的兩端 卡板（201和202)，卡板之間具有與主體板端頭厚度相適宜的間隙203 ;平桿204 -段兩端 卡板垂直相連，另一端靠近端部預(yù)開一圓孔205。固定部分3具有"T"形結(jié)構(gòu)，由粗徑螺紋 鋼筋焊接而成，頂部為一短鋼筋301，與之相垂直焊接在中心的立桿是長鋼筋302 ;長鋼筋 302要與圓孔205有相適宜的直徑。
[0020] 主體部分1的主體板101長度按照實際需要確定，寬度大于土壓力盒直徑2? 3cm，厚度需大于等于lcm，具體隨長度增大而加厚；支撐板102是一塊50cmX 50cm的方形 鋼板，厚度lcm即可；約束角鋼103焊接時，一直角邊垂直于主體板101焊接在靠其中心處， 另一直角邊與主體板101向平行，在其底端與支撐板102相焊接，長度要小于主體板10cm， 以預(yù)留頂部約束部分2安裝的空間；矩形鋼104規(guī)格根據(jù)主體板長度酌情而定，邊長不宜小 于10cm ;助焊鋼板塊105尺寸無特殊要求，建議尺寸不宜過大（10cm左右），能保證焊接后 主體板與支撐板連接處不發(fā)生斷裂損壞即可。
[0021] 頂部約束部分2連接主體部分1和固定部分3,起到傳遞約束力的作用?？ò?01、 202長度取10cm，間隙203與主體部分鋼板厚度一致，保證"F"型卡槽與主體部分頂部緊密 貼合；平桿204的長度不宜小于3m，要保證固定部分3遠離"大氣影響帶"（通常為3m左 右）；圓孔205孔徑不宜小于lcm，具體與螺紋鋼筋直徑相一致。
[0022] 短鋼筋301長度不宜過長，能借助外部工具進行旋轉(zhuǎn)即可。堅向長鋼筋302長度 不宜小于1. 5m，其下端部宜適當(dāng)打磨，形成一尖頭，便于打入或旋入壓實土體。
[0023] 設(shè)備安裝過程：
[0024] 1.按照設(shè)計要求，當(dāng)路基填筑至土壓力盒預(yù)埋標(biāo)高后，先松鋪填筑一層，不碾壓； 在設(shè)計位置開挖大于50cmX50cm的方形坑至預(yù)定標(biāo)高，將坑底面整平，清理干凈；在坑中 心位置開挖與矩形鋼截面尺寸相一致的小孔，孔深至矩形鋼長度減去l〇cm ;
[0025] 2.將整個主體部分搬運至坑內(nèi)，讓矩形鋼與開挖小孔對齊，并往下壓，如人工不能 讓矩形鋼完全壓入土內(nèi)，可借助鉤機等機械或其他工具壓入已壓好的土層，直至支撐板與 坑底完全接觸，此時主體板要與路基面想垂直；
[0026] 3.在主體板光滑的一面上用記號筆畫出需要安裝土壓力盒的位置，開始安裝最底 部緊貼支撐板處的一個土壓力盒：首先將安裝位置的主體板打磨光滑，用強力膠水將土壓 力盒粘貼在預(yù)定位置，用工具抵住土壓力盒受力面直至固定面與主體板牢牢粘住。等膠水 干燥凝固后，開始往坑內(nèi)填放填筑土體，如果土體呈塊狀，需敲碎后填放在土壓力盒周圍。 由于靠近土壓力盒周圍一定范圍內(nèi)機械無法碾壓，所以由人工進行擊實。擊實時，先填放 10cm左右厚度的土體，然后用錘子擊實，再一層層填土并不斷進行人工擊實。等土體掩埋整 個土壓力盒后，連接土壓力盒讀數(shù)裝置看其是否有讀數(shù)，如有讀數(shù)則填土至松鋪層一樣高 度，由人工擊實；如果讀數(shù)為0,則需擊實至產(chǎn)生讀數(shù)后再填土至松鋪層厚度。此時，完成一 個土壓力盒的埋設(shè)，可以進行碾壓作業(yè)，需注意主體板周圍半米內(nèi)不得讓機械靠近，以免造 成撞擊損壞。
[0027] 4.等填筑至下一個土壓力盒埋設(shè)位置時，重復(fù)步驟3,直至在堅向完成所有的土 壓力盒埋設(shè)。
[0028] 5.等路基填土填筑碾壓至主體板頂部時，人工挖出一淺溝，溝底與主體板頂部標(biāo) 高一致，方向垂直于主體板光滑面，然后用頂部約束部分的兩個卡板卡住主體板的頂部，讓 二者緊密貼合，同時讓平桿平置在路基面上。
[0029] 6.將固定部分螺紋鋼筋穿過頂部約束部分端部預(yù)留的圓孔，擊打或旋轉(zhuǎn)進壓實土 體中，讓固定部分頂部橫置部分與頂部約束部分相貼合。
【權(quán)利要求】
1. 一種堅向布置土壓力盒的固定裝置，在路基工程監(jiān)測中用于土壓力盒的固定，其特 征在于，由主體部分（1)、頂部約束部分（2)和固定部分（3)構(gòu)成；主體部分（1)由鋼板和角 鋼焊接而成，主體板（101)用于粘貼土壓力盒，下部端頭垂直焊接于支撐板（102)中心，緊 貼主體板（101)焊接并同時垂直焊接在支撐板（102)中心的是約束角鋼（103);在支撐板 (102)的下部中心，焊接一矩形鋼（104)，上部中心與主體板（101)焊接部位加設(shè)助焊鋼板 塊（105);頂部約束部分（2)呈平置"F"形外形，由角鋼焊接而成，置于主體板（101)頂部與 之相連，端部是用于承放主體板頂端的卡口；卡口為平行排列的兩端卡板（201)和（202)， 卡板之間具有與主體板端頭厚度相適宜的間隙（203);平桿（204) -段兩端卡板垂直相連， 另一端靠近端部預(yù)開一圓孔（205);固定部分（3)具有"T"形結(jié)構(gòu)，由粗徑螺紋鋼筋焊接而 成，頂部為一短鋼筋（301)，與之相垂直焊接在中心的立桿是長鋼筋（302);長鋼筋（302)與 圓孔（205)有相適宜的直徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堅向布置土壓力盒的固定裝置，其特征在于，所述主體部分 (1)的主體板（101)長度按照實際需要確定，寬度大于土壓力盒直徑2?3cm，厚度需大于 lcm，具體隨長度增大而加厚。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堅向布置土壓力盒的固定裝置，其特征在于，所述主體部分 (1)的約束角鋼（103)在焊接時，一直角邊垂直于主體板（101)焊接在靠其中心處，另一直 角邊與主體板（101)向平行，在其底端與支撐板（102)相焊接，長度要小于主體板10cm，以 預(yù)留頂部約束部分2安裝的空間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堅向布置土壓力盒的固定裝置，其特征在于，所述頂部約束 部分（2)的間隙（203)與主體部分鋼板厚度一致，保證"F"型卡槽與主體板頂部緊密貼合。
【文檔編號】E02D1/00GK104060598SQ201410298973
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】張柯宏, 程謙恭, 任慧瓊, 鄧稀, 王小芳 申請人:西南交通大學(xué)