一种管桩挤土效应监测装置的制作方法

本技术涉及土木施工，尤其是涉及一种管桩挤土效应监测装置。

背景技术：

1、管桩施工是工程施工中常用的一个筑底过程，为了保证上部结构的安全和稳定，需要在施工位置施工插设相应数量的管桩，从而具有较好的支承效果然后在管桩施工的过程中，由于管转的挤压，管桩附件的土体被扰动，土层在地层内发生不同程度的偏移。管桩附近的土体若出现较大的偏移，对于管桩的施工精度直接造成不利的影响，严重时甚至导致管桩出现倾斜的问题。及时快速的获取管桩附近土体的动态数据，是保证管桩施工安全高效的有效手段，传统施工采用斜测固监测，整体的监测精度较低，效果较差。中国专利文献cn 213014254 u记载了一种带有挤土效应监测功能的静压管桩，是在静压管桩内设置监测单元，且需要采用静压的方式进行管桩的施工，使用存在缺陷，需要改进。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种管桩挤土效应监测装置，解决了管桩施工过程中，挤土效应下土体位移监测不准确，监测效率较低，使用不方便的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种管桩挤土效应监测装置，包括设置在钻孔内的保护包覆层，保护包覆层上设有多个型腔，型腔内设有监测球，监测球的外侧包覆有土压力膜，土压力膜通过型腔贴合在钻孔的内侧壁，监测球内可拆卸的设有全向位移传感器和信号转接放大器，全向位移传感器和信号转接放大器分别和无线模块电气连接，无线模块上还连接有控制终端。

3、优选的方案中，还设有支撑架，保护包覆层可拆卸的固定在支撑架的上，支撑架插设在钻孔内。

4、优选的方案中，支撑架包括沿轴向设置的多个挂载单元，挂载单元包括安装环和第一套筒，安装环和第一套筒之间通过固定肋板连接，方槽贯穿设置在安装环和第一套筒内，滑杆和方槽滑动连接，第一套筒的上部通过盖板连接有驱动杆，驱动杆的下部设有圆锥头，滑杆的一端设有接触块，滑杆上套设有弹簧，弹簧位于第一套筒和接触块之间，接触块贴合在圆锥头上，滑杆的另一端和保护包覆层连接。

5、优选的方案中，圆锥头的下部设有第一连接杆，驱动杆上部设有第一沉孔，第一沉孔内贯穿设有第一通孔，第一连接杆上贯穿设有第二通孔，第一连接杆的外径和第一沉孔内径相匹配，相连的两个驱动杆通过销钉连接，销钉穿设在第一通孔和第二通孔内。

6、优选的方案中，监测球内还设有用于给全向位移传感器和信号转接放大器供电的电源，全向位移传感器和信号转接放大器分别通过线路和存储芯片连接，存储芯片上连接有信号发射器。

7、优选的方案中，盖板中部设有第一约束孔，第一约束孔下侧固定链接有螺纹套，驱动杆和螺纹套螺纹连接，接触块一侧设有接触斜面，接触斜面和圆锥头的斜率相匹配，盖板一侧贯穿设有通槽，第一套筒外侧壁设有第二螺纹孔，盖板通过螺钉和第一套筒连接。

8、优选的方案中，第一套筒侧壁设有第三对位槽，盖板上设有第二对位槽和箭头，驱动杆侧壁设有第一对位槽。

9、优选的方案中，第一套筒底部设有密封套，密封套外径和第一套筒内径相匹配，密封套套设在第一连接杆上，密封套侧壁设有第一安装孔和第一螺纹孔，螺钉穿设在第一安装孔和第二通孔上，第一套筒外侧设有和第一安装孔相匹配的第二安装孔，第一连接杆下部还设有密封塞，密封塞嵌设在密封套中部。

10、优选的方案中，密封套中部设有第二约束孔，密封塞和第一连接杆螺纹连接，密封塞的外径和第二约束孔内径相等。

11、优选的方案中，保护包覆层包括相互连接的多个圆环层和竖直层，圆环层和竖直层沿挂载单元的轴向设置，圆环层上设有隔断，竖直层设置在隔断一侧，圆环层贴合在安装环外侧。

12、本实用新型的有益效果为：通过采用较好弹性的保护包覆层，最大限度避免了材料本身对监测数据的影响，提高了监测数据获取的准确性，在保护包覆层内设置监测球，同时在监测球的外部设置土压力膜，能灵敏的捕捉挤土效应下土体位移接触产生的压力，同时全向位移传感器获取土体的位移量，通过无线模块进行稳定传输，控制终端根据数据进行图表的绘制，便于施工人员进行监测，从而在动态中调整管桩的施工的位置，保证管桩施工的安全、精准和高效。

技术特征：

1.一种管桩挤土效应监测装置，其特征是：包括设置在钻孔（2）内的保护包覆层（3），保护包覆层（3）上设有多个型腔（303），型腔（303）内设有监测球（4），监测球（4）的外侧包覆有土压力膜（6），土压力膜（6）通过型腔（303）贴合在钻孔（2）的内侧壁，监测球（4）内可拆卸的设有全向位移传感器（7）和信号转接放大器（17），全向位移传感器（7）和信号转接放大器（17）分别和无线模块（8）电气连接，无线模块（8）上还连接有控制终端（9）。

2.根据权利要求1所述一种管桩挤土效应监测装置，其特征是：还设有支撑架（10），保护包覆层（3）可拆卸的固定在支撑架（10）的上，支撑架（10）插设在钻孔（2）内。

3.根据权利要求2所述一种管桩挤土效应监测装置，其特征是：支撑架（10）包括沿轴向设置的多个挂载单元（11），挂载单元（11）包括安装环（1101）和第一套筒（1102），安装环（1101）和第一套筒（1102）之间通过固定肋板（1103）连接，方槽（1121）贯穿设置在安装环（1101）和第一套筒（1102）内，滑杆（1104）和方槽（1121）滑动连接，第一套筒（1102）的上部通过盖板（1107）连接有驱动杆（1105），驱动杆（1105）的下部设有圆锥头（1112），滑杆（1104）的一端设有接触块（1116），滑杆（1104）上套设有弹簧（14），弹簧（14）位于第一套筒（1102）和接触块（1116）之间，接触块（1116）贴合在圆锥头（1112）上，滑杆（1104）的另一端和保护包覆层（3）连接。

4.根据权利要求3所述一种管桩挤土效应监测装置，其特征是：圆锥头（1112）的下部设有第一连接杆（1113），驱动杆（1105）上部设有第一沉孔（1117），第一沉孔（1117）内贯穿设有第一通孔（1118），第一连接杆（1113）上贯穿设有第二通孔（1119），第一连接杆（1113）的外径和第一沉孔（1117）内径相匹配，相连的两个驱动杆（1105）通过销钉（16）连接，销钉（16）穿设在第一通孔（1118）和第二通孔（1119）内。

5.根据权利要求1所述一种管桩挤土效应监测装置，其特征是：监测球（4）内还设有用于给全向位移传感器（7）和信号转接放大器（17）供电的电源，全向位移传感器（7）和信号转接放大器（17）分别通过线路和存储芯片连接，存储芯片上连接有信号发射器。

6.根据权利要求3所述一种管桩挤土效应监测装置，其特征是：盖板（1107）中部设有第一约束孔（1125），第一约束孔（1125）下侧固定链接有螺纹套（1122），驱动杆（1105）和螺纹套（1122）螺纹连接，接触块（1116）一侧设有接触斜面（1127），接触斜面（1127）和圆锥头（1112）的斜率相匹配，盖板（1107）一侧贯穿设有通槽（1124），第一套筒（1102）外侧壁设有第二螺纹孔（1123），盖板（1107）通过螺钉（13）和第一套筒（1102）连接。

7.根据权利要求6所述一种管桩挤土效应监测装置，其特征是：第一套筒（1102）侧壁设有第三对位槽（1111），盖板（1107）上设有第二对位槽（1109）和箭头（1110），驱动杆（1105）侧壁设有第一对位槽（1108）。

8.根据权利要求4所述一种管桩挤土效应监测装置，其特征是：第一套筒（1102）底部设有密封套（1106），密封套（1106）外径和第一套筒（1102）内径相匹配，密封套（1106）套设在第一连接杆（1113）上，密封套（1106）侧壁设有第一安装孔（1114）和第一螺纹孔（1115），螺钉（13）穿设在第一安装孔（1114）和第二通孔（1119）上，第一套筒（1102）外侧设有和第一安装孔（1114）相匹配的第二安装孔（1120），第一连接杆（1113）下部还设有密封塞（12），密封塞（12）嵌设在密封套（1106）中部。

9.根据权利要求8所述一种管桩挤土效应监测装置，其特征是：密封套（1106）中部设有第二约束孔（1126），密封塞（12）和第一连接杆（1113）螺纹连接，密封塞（12）的外径和第二约束孔（1126）内径相等。

10.根据权利要求3所述一种管桩挤土效应监测装置，其特征是：保护包覆层（3）包括相互连接的多个圆环层（301）和竖直层（302），圆环层（301）和竖直层（302）沿挂载单元（11）的轴向设置，圆环层（301）上设有隔断（18），竖直层（302）设置在隔断（18）一侧，圆环层（301）贴合在安装环（1101）外侧。

技术总结
本技术提供一种管桩挤土效应监测装置，包括设置在钻孔内的保护包覆层，保护包覆层上设有多个型腔，型腔内设有监测球，监测球的外侧包覆有土压力膜，土压力膜通过型腔贴合在钻孔的内侧壁，监测球内可拆卸的设有全向位移传感器和信号转接放大器，全向位移传感器和信号转接放大器分别和无线模块电气连接，无线模块上还连接有控制终端。本技术结构紧凑，在管桩施工的过程中能保证对挤土效应下的土体位移进行准确检测，操作便捷，使用效果好。

技术研发人员：李孝斌,张瑞元,冯兆胜,黄威,李振,张亮,陈俊,王纪标,左怡林,王志敏,赵紫辰,马锦川,范角,吴玙辰
受保护的技术使用者：中交二航局第一工程有限公司
技术研发日：20231107
技术公布日：2024/5/12