本发明属于一种土木工程地下混凝土连续墙施工中所用土压力传感器(简称传感器)的埋设装置及其埋设方法。地下混凝土连续墙(简称连续墙)是房屋建筑中临时围护用的支撑建筑,连续墙将正在施工中的房屋基础四周全部包围,墙内为基础开挖土万,墙外为原状土,土上保留有各种建筑物,连续墙的作用在于防止原状土破坏而造成其上建筑物毁损。在开挖房屋基础土方前应先将连续墙做好,墙体一般宽60~70公分,深度几米至几十米,用钢筋混凝土浇注而成,在连续墙施工中,须对墙外原状土不同深度的土压力变化检测,以保证土木工程地基部分的安全施工,其关键在于埋设传感器。 现有埋设土压力传感器技术极不成熟,文献中曾提到过钻孔法(见图3),该方法是用钻机在连续墙槽〔35〕外侧钻孔〔36〕,并充水,再用吊绳〔32〕将扁园柱形传感器〔34〕吊放至充满水的钻孔〔36〕中,然后向钻孔〔36〕中填沙〔33〕以固定传感器〔34〕,待钻孔〔36〕中沙子〔33〕沉实后,方可检测土压力,这种方法存在很多缺陷:(1)由于是在钻孔中吊放传感器〔34〕,因此很难保证吊装的位置与方向并很难使传感器〔34〕的受压面与钻孔的被测土体〔37〕接触并密合,(2)由于固定传感器〔34〕是向钻孔〔36〕中填沙处理,因此传感器〔34〕被沙〔33〕包围,传感器〔34〕不能与被测土壤面直接接触,而且当被测土压力发生变化时还会使传感器〔34〕产生向背离传感器〔34〕承压面方向的位移。(3)由于现有埋设方法靠传感器〔34〕的自重下放,所以限制了埋设深度不能太深,(4)由于施工中增加钻孔影响工程进度并加大了造价。
本发明的目的在于提供一种气动土压力传感器埋设装置,简称埋设装置(见图1)和埋设方法(见图2),以克服现有传感器埋设技术的缺陷,本发明的技术特征在于:
1.该埋设装置由方向接头结构及气动活塞推进系统组成(见图1),前者包括传感器套〔2〕、球形底座〔3〕、球形接头〔4〕及球形头〔5〕后者包括活塞上盖〔7〕、活塞套筒〔8〕、活塞杆〔9〕气动活塞〔10〕、进气咀〔13〕、气室〔15〕、活塞底座〔14〕方向接头结构通过活塞杆〔9〕与置于活塞套筒〔8〕内的气动活塞〔10〕联接,当压力气流从进气咀〔13〕进入气室〔15〕后,推动活塞〔10〕运动,同时带动活塞杆〔9〕连同球形接头结构产生同向运动,传感器〔1〕与传感器套〔2〕是刚性连接,(传感器〔1〕和传感器套〔2〕之间用专用金属粘接胶水粘接),在活塞杆〔9〕、活塞上盖〔7〕和气动活塞〔10〕上装有密封圈〔6〕、〔11〕及〔12〕以防漏气。
2.利用上述装置埋设土压力传感器的方法总体布置如图2,其特征在于在地面上按设计位置将装有传感器〔1〕的埋设装置〔28〕固定在钢筋笼上,在连续墙施工中随钢筋笼入墙槽〔26〕,然后启动气源〔21〕,打开调压阀〔22〕,通过软管〔24〕向埋设装置〔28〕供气,根据需要调整供气压力,使传感器〔1〕产生垂直于槽壁〔27〕方向的运动,直至传感器〔1〕的受压面紧贴于槽壁〔27〕,通过监测仪器〔23〕指示读数的变化判明传感器〔1〕已处于工作状态后保持供气压力不变,待连续墙混凝土达到足够强度后,停止供气,传感器〔1〕连同埋设装置〔28〕软管〔24〕一起被埋设在混凝土中。
利用本发明可在土木工程地下连续墙施工中埋设土压力传感器,从而可对地下连续墙所承受土压力进行监测以保证土木工程地基部分地安全施工,本发明提供的气动土压力传感器埋设装置及其埋设方法解决了现有技术的缺陷,首先该装置(见图1)将传感器〔1〕套在传感器套〔2〕上,两者是刚性连接改变了现有技术绳吊传感器的软联接形式,因而能使传感器〔1〕到位准确,其次由于本装置具有方向接头结构,因而能任意调整传感器〔1〕的方向使传感器〔1〕受压面平行于槽壁〔27〕(见图2),第三由于本装置的方向接头结构是由气动活塞推动,因而不管槽壁〔27〕(见图2)是否平整,均能保证传感器〔1〕与槽壁〔27〕紧密接触,既便水泥浆也难渗入其中,第四本发明所提供的埋设方法由于是在地面上按设计要求将传感器〔1〕及埋设装置一起固定在钢筋笼上,在连续墙施工中随钢筋笼入墙槽〔26〕(见图2),因此传感器〔1〕的埋设深度不受限制,传感器〔1〕的埋设位置准确,施工方便投资少,第五(见图2)本发明提供的埋设方法由于采用监测仪器〔23〕指示读数的变化判明传感器〔1〕是否已处于工作状态因而大大提高埋设成功率,在传感器〔1〕处于工作状态后,一直保持供气压力不变直至地下连续墙体混凝土达到足够强度才停止供气,因而确保传感器〔1〕工作正常。
附图说明:
图1是气动土压力传感器埋设装置剖面图,其中:1-传感器;2-传感器套;3-球形底座;4-球形接头;5-球形头;6-密封圈;7-活塞上盖;8-活塞套筒;9-活塞杆;10-气动活塞;11,12-密封圈;13-进气咀;14-活塞底座;15-气室。
图2是埋设方法总体布置图,其中:
21-气源装置;22-调压阀;23-监测仪器;24-软管;26-墙槽;27-槽壁;28-气动土压力传感器埋设装置。1-土压力传感器
下面结合图1及图2介绍一个实施例:在北京市城建三公司负责之北京王府井穆斯林食品贸易大楼工程地下连续墙施工中曾采用本发明提供的装置和方法安放25套传感器〔1〕及气动土压力传感器埋设装置〔28〕(见图2)该工程地下连续墙最大深度为15.5米,传感器〔1〕最大埋深14米,调压阀〔22〕(见图2)最大使用压力为4.5kg/cm2,气动土压力传感器埋设装置(见图1)中的气动活塞〔10〕使用行程0~40厘米,活塞杆〔9〕、活塞上盖〔7〕和气动活塞〔10〕上的密封圈〔6〕、〔11〕及〔12〕为橡胶圈。本实施例经由1987年5月至11月的观测数据分析,其变化具有良好的规律性与相关性,说明土压力传感器工作正常,对埋深9米处的传感器进行开挖检查,传感器与土体接触平整、紧密,传感器受压面上无水泥网膜,说明本发明的各项性能均已达到预期效果。
利用本发明解决了土木工程施工中土压力传感器的埋设装置和埋设技术,因而可实现对地下连续墙实际承受土压力的监测,保证工程地基部分的安全施工与预报施工环境因土压力变化而可能出现的工程问题,以便及时采取措施防止发生危害,其经济效益与社会效益是很明显的。