一种勘察用地面沉降测量装置及使用方法与流程

1.本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种勘察用地面沉降测量装置及使用方法。


背景技术：

2.地面沉降又称为地面下沉或地陷，它是在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动（或工程地质现象）。地面沉降会对地表或地下构筑物造成危害，不利于建设事业和资源开发，地面沉降一旦出现很难治理，因此地面沉降主要在于防治，在进行城市建设和资源开发时，需要勘察地面沉降情况并进行测量，完成这项工作的就是勘察用地面沉降测量装置。
3.中国实用新型专利，申请号202220703147.7，公开了一种工程设计勘察用地面沉降测量装置，通过工作板、螺纹杆、升降块、限位杆和滚轮的配合使用，能够进行调平处理；通过立杆、顶板、升降板、连接杆、安装块、检测轮、弹簧、套筒和检测杆的配合使用，能够将检测结果直观的呈现处理；中国实用新型专利，申请号202122270413.x，公开了一种土木工程设计勘察用地面沉降测量装置，通过设置有双重沉降测量结构，能够使得测量准确性更高，还能够使得使用者可以快捷方便的读取出地面沉降角度，通过旋钮一、齿环、锥形齿杆一以及支腿之间的齿轮传动，能够在各种复杂的地形使用；但是该上述两件申请在使用的过程中还会出现以下问题：该两件申请各有自身的设计优点，但也存在共同的缺陷，使用过程中在检测地点选定调平（找到测量基准）后，只能在一个找准的位置完成沉降测量，一旦需要更换测量位置就需要重新调平，重新找测量基准，费时费力，另外测量的位置无法标记，一旦拿开测量装置就会出现难以辨认前次测量位置或者测量位置辨认不清的尴尬，为了改善上述情况我们提出一种改进，以克服上述技术方案中的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种勘察用地面沉降测量装置及使用方法。
5.本发明的技术方案是：一种勘察用地面沉降测量装置包括底板、标杆、多个测量单元和多个标记单元，标杆是棱柱结构，且多个棱面均设有刻度，标杆设置在底板中间，标杆底部设置有多个气泡水平仪；多个测量单元均设置在底板上，且用于按同一测量基准从多个不同方位、不同距离的测量位置完成沉降测量，测量单元包括旋转臂和激光灯，旋转臂的一端可伸缩且可转动的安装在底板上，激光灯可转动的设置在旋转臂的另一端上；多个标记单元对应铰接在多个测量单元上，且用于在找准测量位置后通过挤压出
色达成自主标记，标记单元包括支腿和色囊，色囊设置在支腿底端，支腿顶端铰接在旋转臂的另一端，色囊中填装或吸附有液态颜料。
6.优选的，旋转臂包括基板、末板和多个中间板，多个中间板互相叠加，且相邻两个中间板首尾可转动连接，基板的一端可转动设置在底板上，基板的另一端铰接底层的中间板，且位于底层的中间板下方，末板一端铰接顶层的中间板，且位于顶层的中间板上方，末板是弹性板，激光灯可转动设置在末板另一端；旋转臂可伸缩、可转动，保证了激光灯在其带动下可以在旋转臂最大延展范围内任意调整位置，能够实现从多个不同方位、不同距离的测量位置完成沉降测量。
7.优选的，支腿包括转杆、护套、塞盖、两个支座和多个弹簧，两个支座间隔设置在末板另一端的端面上，转杆是变径的u形结构，且下端直径大，u形结构的开口两端分别铰接在两个支座中，u形结构底部设置有通孔，色囊塞装在通孔下部，且色囊底端露出通孔外，塞盖塞装在通孔上部，护套通过多个弹簧吊装在u形结构下部外围，在弹簧呈原始状态时，护套的底端超过u形结构的底端和色囊的底端；在支撑过程中色囊自然被挤压出颜料，不用额外操作，只利用激光灯和末板的自身重量，实现自主标记，省时省力。
8.优选的，底板的周围环圈铰接有多组支柱，支柱是栅栏结构，且底端尖锐能够插入土地中，底板上设置有多个气泡水平仪；通过多组支柱可以调整底端尖锐插入地面的深度，针对不同的测量土地，扩大了适用范围。
9.优选的，底板上侧面设置有多个下陷的储物格，储物格上设置有可开合的盖板；能够将测量所需的辅助小工具和记录所用的纸笔放置在储物格中，便于收纳，不易丢失，方便好用。
10.优选的，测量单元和标记单元的数量对应相等，且数量为3～6个；测量单元对应标记单元，测量的同时完成标记，不需要额外费工夫。
11.优选的，标杆顶部设置有提手，提手外围包裹有吸汗泡棉；勘察区地形可能复杂不利于车辆通行，此时可以通过提手人工手提测量装置去到勘察区现场，方便提取。
12.一种勘察用地面沉降测量装置的使用方法包括以下几个步骤：（1）在勘察区找到待测量沉降的地点；（2）将测量装置放置到该地点的地面上：a）若地面平整则直接放置，放置后观察气泡水平仪，微量挪动测量装置，待气泡水平仪的气泡居中时，停止挪动，该位置即为调平位置，也就是确定了测量基准位置，此时多个支柱朝上；b）若地面不平则转动支柱朝下，通过其底端尖锐轻微插入土地中，然后观察气泡水平仪，调整底端尖锐插入地面的深度，待气泡水平仪的气泡居中时，停止调整，该位置即为调平位置，也就是确定了测量基准位置；（3）转动多个激光灯使其均正对标杆，开启多个激光灯，激光灯的光线水平照射到标杆上，然后记录下照射位置的刻度，记录所用的纸和笔可从储物格中拿取；（4）转动旋转臂，可以先转动其中一个，也可以同时转动多个；（5）转动基板，可以将其伸直，也可以将其转动到任意角度；（6）在（5）的基础上，转动并打开多个中间板，中间板可以调整到任意位置；
（7）在（6）的基础上，转动并打开末板，末板可以调整到任意位置，待调整到合适位置后，末板安装有激光灯的一端自然下垂，此时支腿的位置朝上或朝前；（8）将支腿转动朝下用于支撑住下垂的末板一端和激光灯，在末板自身重量和激光灯重量的作用下，色囊被挤压，色囊内的颜料被挤出涂抹到下方地面上完成了测量位置的标记；（9）若该测量位置有沉降，则通过支腿支撑后末板弯曲，转动激光灯，使其光线照射到标杆上，观察光线照射的位置，该次照射的位置较初次水平位置偏上，记录下该照射位置的刻度，和初次记录做比较得出该测量位置的沉降数值；（10）调整多个旋转臂，重复上述（1）-（9）步骤，进行多次测量，得出该片区的多个沉降数值。
13.本发明采用上述结构，具有以下的优点：1.设置底板、标杆、多个测量单元和多个标记单元，底板是基础件，用于承载标杆、多个测量单元和多个标记单元，标杆设有刻度，相当于度量尺，多个测量单元用于按同一测量基准从多个不同方位、不同距离的测量位置完成沉降测量，多个标记单元用于在找准测量位置后通过挤压出色达成自主标记，几个部件配合完成区域内多处沉降测量和标记，整体结构简单，高效便捷；2.测量单元通过旋转臂实现可伸缩、可转动，保证了激光灯在旋转臂带动下可以在旋转臂最大延展范围内任意调整位置，在多个旋转臂共同划定的区域内能够实现从不同旋转臂所在的不同方位以及不同旋转臂能够到达的不同距离完成区域内多个测量位置的沉降测量，测量覆盖了调平位置的附近区域，轻松实现一次调平达成区域内多次测量；3.标记单元包括支腿和色囊，在支腿的支撑过程中色囊自然被挤压出颜料，不用额外操作，只利用激光灯和末板的自身重量，实现自主标记，省时省力；4.测量结果直观得出，沉降数值直接通过激光灯的光线照射到标杆上得出，光线偏移的数值就是该测量位置沉降的数值，直观、方便，不易出错；5.整体重量轻，便于携带，能够带着去到不同的勘察现场进行测量，经济实用。
附图说明
14.图1为本发明的主视结构示意图；图2为本发明的左视结构示意图；图3为本发明的俯视结构示意图（初始状态）；图4为本发明的主视结构示意图（支撑收拢）；图5为旋转臂放大结构示意图；图6为支腿的左视结构示意图；图7为图6的a-a剖切结构示意图；图8为本发明的俯视结构示意图（状态一）；图9为本发明的俯视结构示意图（状态二）；图10为本发明的俯视结构示意图（实施例二）。
15.图中，1、提手；2、标杆；3、气泡水平仪；4、激光灯；5、旋转臂；6、支柱；7、底板；8、盖板；9、支腿；51、基板；52、中间板；53、末板；91、支座；92、转杆；93、弹簧；94、护套；95、塞盖；
96、海绵。
具体实施方式
16.为了使本发明实现的技术手段、技术特征、发明目的与技术效果易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
17.实施例一：如图1和图2所示，一种勘察用地面沉降测量装置包括底板7、标杆2、四个测量单元和四个标记单元，标杆2是四棱柱结构，且四个棱面均设有刻度，标杆2位于底板7中间，标杆2底部安装有四个气泡水平仪3，标杆2顶部一体设有提手1，提手1外围包裹有吸汗泡棉；底板7的四周侧面对应铰接有四组支柱6，如图1、图2和图4所示，支柱6是栅栏结构，且底端尖锐能够插入土地中，底板7上四个侧面安装有四个气泡水平仪3；如图3所示，底板7是四方形，底板7上侧面挖设有四个下陷的储物格，储物格上通过合页安装有盖板8，测量单元包括旋转臂5和激光灯4，如图5所示，旋转臂5包括基板51、末板53和一个中间板52，基板51、中间板52和末板53依次层层摞高，基板51的一端铰接在底板7的边角处，基板51的另一端铰接中间板52的一端，末板53一端铰接中间板52的另一端，激光灯4可转动安装在末板53另一端，末板53是弹性板，如图1、图2和图3所示，在旋转臂5完全收拢时，末板53通过下层中间板52支撑，保持水平，此时支腿9朝上或朝前，不用于支撑，在旋转臂5展开进行测量时，转动支腿9朝下，末板53通过支腿9支撑，此时若地面有沉降则支腿9支撑在沉降处，末板53在支腿9的支撑下顺着沉降的程度弯曲，带动激光灯4下移，此时若地面无沉降则末板53在支腿9的支撑下继续保持水平；四个标记单元对应铰接在四个测量单元上，且用于在找准测量位置后通过挤压出色达成自主标记，标记单元包括支腿9和色囊，如图6和图7所示，支腿9包括转杆92、护套94、塞盖95、两个支座91和多个弹簧93，两个支座91间隔安装在末板53另一端的端面上，转杆92是变径的u形结构，且下端直径大，上端直径小便于铰接，下端直径大，可以方便的开设通孔塞装色囊，u形结构的开口两端分别铰接在两个支座91中，u形结构底部加工有通孔，色囊塞装在通孔下部，且色囊底端露出通孔外，塞盖95塞装在通孔上部，通孔内可填装液体颜料，上部有塞盖95防止液态颜料洒出，下部有色囊吸附液态颜料，每次测量后及时查看液态颜料的用量，其不足时拔下塞盖95补充液态颜料，护套94通过多个间隔均匀的弹簧93吊装在u形结构下部外围，色囊选用海绵96，海绵96中吸附有液态颜料；在弹簧93呈原始状态时，护套94的底端超过u形结构的底端和海绵96的底端，在测量时，转动支腿9朝下，支腿9支撑末板53和激光灯4，护套94底端首先接触地面，弹簧93被末板53和激光灯4两者的重量压缩，护套94上移，接着海绵96被挤压，其中吸附的液态颜料被挤出涂抹到地面上，再接着海绵96被挤压收缩到转杆92的底端位置，接着通过转杆92支撑住地面，完成本次支撑和标记的过程；如图8所示，是本实施例一右下边角的旋转臂5完全伸直展开的状态，此时可以测量的是该激光灯4下方一处位置的沉降情况；如图9所示，是本实施例一右下边角和左上边角的旋转臂5旋转展开的状态，此时可以测量的是该两个激光灯4下方两处位置的沉降情况；另外四个激光灯4可选用不同颜色的激光灯4，这样在同时利用四个旋转臂5测量
不同方位的沉降时，照射在标杆2上的灯光颜色不同便于区分。
18.实施例二：如图10所示，一种勘察用地面沉降测量装置包括底板7、标杆2、三个测量单元和三个标记单元，标杆2是三棱柱结构，且三个棱面均设有刻度，标杆2位于底板7中间，标杆2底部安装有三个气泡水平仪3，标杆2顶部一体设有提手1，提手1外围包裹有吸汗泡棉；底板7是圆形，底板7上以圆心为基准按120
°
划分，在每块划分的区域侧面对应铰接有三组支柱6，支柱6是栅栏结构，且底端尖锐能够插入土地中，底板7上安装有多个气泡水平仪3；底板7上侧面挖设有四个下陷的储物格，储物格上通过合页安装有盖板8，测量单元包括旋转臂5和激光灯4，如图10所示，旋转臂5安装在区域的划分线上，旋转臂5包括基板51、末板53和一个中间板52，基板51、中间板52和末板53依次层层摞高，基板51的一端铰接在底板7的边角处，基板51的另一端铰接中间板52的一端，末板53一端铰接中间板52的另一端，激光灯4可转动安装在末板53另一端，末板53是弹性板，在旋转臂5完全收拢时，末板53通过下层中间板52支撑，保持水平，此时支腿9朝上或朝前，不用于支撑，在旋转臂5展开进行测量时，转动支腿9朝下，末板53通过支腿9支撑，此时若地面有沉降则支腿9支撑在沉降处，末板53在支腿9的支撑下顺着沉降的程度弯曲，带动激光灯4下移，此时若地面无沉降则末板53在支腿9的支撑下继续保持水平；三个标记单元对应铰接在三个测量单元上，且用于在找准测量位置后通过挤压出色达成自主标记，标记单元包括支腿9和色囊，如图6和图7所示，支腿9包括转杆92、护套94、塞盖95、两个支座91和多个弹簧93，两个支座91间隔安装在末板53另一端的端面上，转杆92是变径的u形结构，且下端直径大，上端直径小便于铰接，下端直径大，可以方便的开设通孔塞装色囊，u形结构的开口两端分别铰接在两个支座91中，u形结构底部加工有通孔，色囊塞装在通孔下部，且色囊底端露出通孔外，塞盖95塞装在通孔上部，通孔内可填装液体颜料，上部有塞盖95防止液态颜料洒出，下部有色囊吸附液态颜料，每次测量后及时查看液态颜料的用量，其不足时拔下塞盖95补充液态颜料，护套94通过多个间隔均匀的弹簧93吊装在u形结构下部外围，色囊选用海绵96，海绵96中吸附有液态颜料；在弹簧93呈原始状态时，护套94的底端超过u形结构的底端和海绵96的底端，在测量时，转动支腿9朝下，支腿9支撑末板53和激光灯4，护套94底端首先接触地面，弹簧93被末板53和激光灯4两者的重量压缩，护套94上移，接着海绵96被挤压，其中吸附的液态颜料被挤出涂抹到地面上，再接着海绵96被挤压收缩到转杆92的底端位置，接着通过转杆92支撑住地面，完成本次支撑和标记的过程；另外三个激光灯4可选用不同颜色的激光灯4，这样在同时利用三个旋转臂5测量不同方位的沉降时，照射在标杆2上的灯光颜色不同便于区分。
19.实施例一和实施例二提及的勘察用地面沉降测量装置的使用方法相同，均包括以下几个步骤：（1）在勘察区找到待测量沉降的地点；（2）将测量装置放置到该地点的地面上：a）若地面平整则直接放置，放置后观察气泡水平仪3，微量挪动测量装置，待气泡水平仪3的气泡居中时，停止挪动，该位置即为调平位置，也就是确定了测量基准位置，此时多个支柱6朝上（如图4所示）；b）若地面不平则转动
支柱6朝下（如图1和图2所示），通过其底端尖锐轻微插入土地中，然后观察气泡水平仪3，调整底端尖锐插入地面的深度，待气泡水平仪3的气泡居中时，停止调整，该位置即为调平位置，也就是确定了测量基准位置；（3）转动多个激光灯4使其均正对标杆2，开启多个激光灯4，激光灯4的光线水平照射到标杆2上，然后记录下照射位置的刻度，记录所用的纸和笔可从储物格中拿取；（4）转动旋转臂5，可以先转动其中一个，也可以同时转动多个；（5）转动基板51，可以将其伸直，也可以将其转动到任意角度；（6）在（5）的基础上，转动并打开中间板52，中间板52可以调整到任意位置；（7）在（6）的基础上，转动并打开末板53，末板53可以调整到任意位置，待调整到合适位置后，末板53安装有激光灯4的一端自然下垂，此时支腿9的位置朝上或朝前；（8）将支腿9转动朝下用于支撑住下垂的末板53一端和激光灯4，在末板53自身重量和激光灯4重量的作用下，色囊被挤压，色囊内的颜料被挤出涂抹到下方地面上完成了测量位置的标记；（9）若该测量位置有沉降，则通过支腿9支撑后末板53弯曲，转动激光灯4，使其光线照射到标杆2上，观察光线照射的位置，该次照射的位置较初次水平位置偏上，记录下该照射位置的刻度，和初次记录做比较得出该测量位置的沉降数值；（10）调整多个旋转臂5，重复上述（1）-（9）步骤，进行多次测量，得出该片区的多个沉降数值。
20.上述使用方法能够使得在确定好调平位置，也就是确定了测量基准位置后，不用移动也不用再次调平，就能够通过多个旋转臂5从多个不同方位、不同距离的测量位置完成沉降测量，其中实施例一能够从四个方位、多个距离完成沉降测量，实施例二能够从三个方位、多个距离完成沉降测量，测量覆盖了调平位置的附近区域，也就是一次调平达成区域内多次测量；测量结果直观得出，测量位置一旦有沉降，该沉降数值直接通过激光灯4的光线照射到标杆2上得出，在支腿9的长度确定的情况下，沉降的越厉害，测量时末板53就弯曲的越厉害，也就带动激光灯4越下移，激光灯4发出的光线照射到标杆2上就会越向上偏，对比初次记录，光线偏移的数值就是该测量位置沉降的数值。
21.需要说明的是上述气泡水平仪3、激光灯4、弹簧93、海绵96和液态颜料均为现有技术的应用。
22.综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。