一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置及埋设方法.pdf

本发明提供了一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置及埋设方法，该装置包括钢套筒、止水垫、阻隔塞、土压力盒、螺旋顶进器和钢底座；使用时利用螺旋顶进器使土压力盒与阻隔塞一起向前移动，随着顶管或沉井继续移动，阻隔塞会由于摩擦力自动脱离土压力盒表面，利用螺旋顶进器上标注的刻度控制土压力盒位置，使土压力盒受力面刚好与顶管或沉井外表面在同一平面，即可测读数据；在测读数据完成后螺旋顶进器后退带回土压力盒，打开钢底座，取出螺旋顶进器和土压力盒，及时密封钢套筒，防止水流渗透。本发明广泛用于混凝土顶管和沉井等施工风险评估和土压力监控量测时的埋设；埋设位置不受限制，定位准确，安装成本低，可反复使用。

权利要求书
1.  一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，其特征在于，包括：钢套筒、止水垫、阻隔塞、土压力盒、螺旋顶进器和钢底座，其中：
所述钢套筒焊接在顶管或沉井管片的钢筋笼上，并在浇筑混凝土时与顶管或沉井浇筑为一体；
所述止水垫安装于钢套筒的内壁；
所述钢底座安装固定于钢套筒的一端；
所述螺旋顶进器固定于钢底座上并置于钢套筒内；
所述土压力盒和阻隔塞依次放置于螺旋顶进器前方，土压力盒在螺旋顶进器的作用下在一定范围内前后移动。

2.  根据权利要求1所述的一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，其特征在于，所述钢套筒为一与土压力盒适配的、没有上下盖的圆形钢筒；钢套筒的内径比土压力盒直径大2-3mm，钢套筒的长度与混凝土顶管或沉井厚度相等，以便于制作混凝土顶管或沉井时搭设模板，并在制作混凝土顶管或沉井时在钢套筒中预先填充易清除的材料，以防止混凝土进入钢套筒。

3.  根据权利要求1所述的一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，其特征在于，所述止水垫均匀粘结于钢套筒内壁阻隔塞和土力盒能够接触的范围内。

4.  根据权利要求1所述的一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，其特征在于，所述钢底座上还预留有引线管槽，便于导线通过。

5.  根据权利要求1所述的一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，其特征在于，所述螺旋顶进器尾部标注有刻度，用于精确控制土压力盒的位置。

6.  根据权利要求1-5任一项所述的一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，其特征在于，所述土压力盒受力面朝向外侧，并在其非受力面和螺旋顶进器的活塞接触表面通过金属粘接胶水粘接。

7.  根据权利要求1-5任一项所述的一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，其特征在于，所述阻隔塞放置于土压力盒受力面与外侧土层之间，以保护土压力盒受力面。

8.  根据权利要求7所述的一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，其特征在于，在所述阻隔塞与土压力盒的接触面上涂有润滑材料，使阻隔塞在需要时易于脱离土压力盒的接触面。

9.  根据权利要求1-5任一项所述的一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，其特征在于，所述止水垫是一种富有弹性的止水材料；所述阻隔塞为柔软、耐磨、密封、防水的材料。

10.  一种根据权利要求1-9任一项所述的基于外侧壁土压力盒旋进式埋设装置的埋设方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、安装钢套筒
钢套筒在钢筋笼制作时焊接在钢筋笼上，并在浇筑混凝土时与顶管或沉井浇筑成一体；为防止混凝土进入钢套筒，预先在钢套筒中填充一些易清除的材料；
第二歩、粘贴止水垫
顶管或沉井成型以后，运到施工现场，均匀地在钢套筒内壁阻隔塞和土力盒能够接触到的范围内粘贴止水垫；
第三歩、螺旋顶进器与钢底座固定
将尾部标注有刻度的螺旋顶进器固定在钢底座的一侧并置于钢套筒内部；
第四步、螺旋顶进器与土压力盒固定
将土压力盒受力面朝向外侧，并在其非受力面和螺旋顶进器接触的表面用金属粘接胶水粘接；
第五步、安装阻隔塞与钢底座
阻隔塞放置在土压力盒与外侧土层之间，用于保护土压力盒的受力面，并且在其与土压力盒接触面上涂上润滑材料，使其易于脱离土压力盒表面；将固定有螺旋顶进器和土压力盒的钢底座螺旋安装在钢套筒内；在钢底座上预留引线管槽用于导线通过；
第六步、当顶管或沉井将到达需要测量的位置时，旋进螺旋顶进器，利用螺旋顶进器的顶进使土压力盒与阻隔塞一起向前移动；随着顶管或沉井继续往前移动，阻隔塞会由于摩擦力自动脱离土压力盒表面；利用螺旋顶进器尾部刻有的刻度，精确控制土压力盒的位置，使土压力盒受力面刚好与顶管或沉井外表面在同一平面，即可测读数据；
第七步，在测读完成以后，螺旋顶进器后退带回土压力盒，打开钢底座，取出螺旋顶进器和土压力盒，并及时密封钢套筒以防止水流渗透；对土压力盒和螺旋顶进器进行清理以备下次使用。

说明书一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置及埋设方法
技术领域
本发明涉及混凝土浇筑技术领域，具体地，涉及一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置及埋设方法。
背景技术
目前，顶管和沉井侧壁土压力主要的测试方法如下：在钢筋笼制作好之后，将土压力盒预埋进顶管或沉井侧壁之内，将土压力盒与即将浇筑好的侧壁外侧面平齐，将导线引至顶管或沉井内侧保护好以便日后测读。这种方法较为简单，工程界采用的比较多。
但是该种方法有以下缺点：
(1)在混凝土浇筑过程中很有可能出现土压力盒埋在结构之内，无法与结构外侧土体接触，不能得到准确的土压力值。
(2)土压力盒无任何保护措施，有可能被土层中较硬的砂石摩擦所损坏，测点存活率低。
(3)土压力盒使用为一次性，无法重复利用，造成浪费。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置及埋设方法，所述装置和方法克服了以往测试方法可靠性差、精确度低、成活率不高、无法重复利用等缺点，具有全面、监测精度高、监测位置任意选取、监测装置不易损坏、可重复使用等优点。
根据本发明的一个方面，提供一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，包括：钢套筒、止水垫、阻隔塞、土压力盒、螺旋顶进器和钢底座，其中：
所述钢套筒焊接在顶管或沉井管片的钢筋笼上，并在浇筑混凝土时与顶管或沉井浇筑为一体；
所述止水垫安装于钢套筒的内壁；
所述钢底座安装固定于钢套筒的一端；
所述螺旋顶进器固定于钢底座上并置于钢套筒内；
所述土压力盒和阻隔塞依次放置于螺旋顶进器前方，土压力盒在螺旋顶进器的作用下在一定范围内前后移动。
优选地，所述钢套筒为一与土压力盒适配的没有上下盖的圆形钢筒；钢套筒的内径比土压力盒直径大2-3mm，钢套筒的长度与混凝土顶管或沉井厚度相等，以便于制作混凝土顶管或沉井时搭设模板。在制作混凝土顶管或沉井时在钢套筒中预先填充易清除的材料，以防止混凝土进入钢套筒。
更优选地，在制作混凝土顶管或沉井时，在所述钢套筒中预先填充易清除的材料，以防止混凝土进入钢套筒。
优选地，所述止水垫均匀粘结于钢套筒内壁阻隔塞和土力盒能够接触的范围内。
更优选地，所述止水垫是一种富有弹性的止水材料。
优选地，所述钢底座上还预留有引线管槽，便于导线通过。
优选地，所述螺旋顶进器尾部标注有刻度，用于精确控制土压力盒的位置。
优选地，所述土压力盒受力面朝向外侧，并在其非受力面和螺旋顶进器活塞接触的表面通过金属粘接胶水粘接。
优选地，所述阻隔塞放置于土压力盒受力面与外侧土层之间，以保护土压力盒受力面。
更优选地，在所述阻隔塞与土压力盒接触面上涂有润滑材料，使阻隔塞在需要时易于脱离土压力盒的接触面。
更优选地，所述阻隔塞为柔软、耐磨、密封、防水的材料。
根据本发明的另一个方面，提供一种外侧壁土压力盒旋进式埋设方法，包括如下步骤：
第一步、安装钢套筒
钢套筒在钢筋笼制作时焊接在钢筋笼上，并在浇筑混凝土时与顶管或沉井浇筑成一体；为防止混凝土进入钢套筒，预先在钢套筒中填充一些易清除的材料；
第二歩、粘贴止水垫
顶管或沉井成型以后，运到施工现场，均匀地在钢套筒内壁阻隔塞和土力盒能够接触到的范围内粘贴止水垫；
第三歩、螺旋顶进器与钢底座固定
将尾部标注有刻度的螺旋顶进器固定在钢底座的一侧并置于钢套筒内部；
第四步、螺旋顶进器与土压力盒固定
将土压力盒受力面朝向外侧，并在其非受力面和螺旋顶进器接触的表面用金属粘接胶水粘接；
第五步、安装阻隔塞与钢底座
阻隔塞放置在土压力盒与外侧土层之间，用于保护土压力盒的受力面，并且在其与土压力盒接触面上涂上润滑材料，使其在需要时易于脱离土压力盒表面；将固定有螺旋顶进器和土压力盒的钢底座螺旋安装在钢套筒内，既不影响装置正常使用又便于以后拆卸；在钢底座上预留引线管槽，便于导线通过；
第六步、当顶管或沉井将到达需要测量的位置时，旋进螺旋顶进器，利用螺旋顶进器的顶进使土压力盒与阻隔塞一起向前移动；随着顶管或沉井继续往前移动，阻隔塞会由于摩擦力自动脱离土压力盒表面；利用螺旋顶进器尾部刻有的刻度，精确控制土压力盒的位置，使土压力盒受力面刚好与顶管或沉井外表面在同一平面，此时即可测读数据；
第七步，在测读完成以后，螺旋顶进器后退带回土压力盒，打开钢底座，取出螺旋顶进器和土压力盒，并及时密封钢套筒以防止水流渗透；对土压力盒和螺旋顶进器进行清理以备下次使用。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明克服了以往测试方法可靠性差、精确度低、成活率不高、无法重复利用等缺点，尤其是在侧壁摩擦力较大、坚硬颗粒物较多的砂土层中，暴露在外的土压力盒受力面容易破坏，此装置可对土压力盒进行有效的保护。本发明具有全面、监测精度高、监测位置任意选取、土压力盒不易损坏、可重复使用等优点，具有较强的实用性和较高的经济性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例埋设装置剖面图，
图中：2-1—顶管或沉井；2-2—钢套筒；2-3—止水垫；2-4—阻隔塞；2-5—土压力盒；2-6—螺旋顶进器；2-7—钢底座；2-8—引线管槽；2-9—导线；
图2为本发明一实施例埋设方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例提供一种外侧壁土压力盒旋进式埋设装置，包括：钢套筒2-2、止水垫2-3、阻隔塞2-4、土压力盒2-5、螺旋顶进器2-6、钢底座2-7，其中：钢套筒2-2焊接在顶管或沉井2-1管片的钢筋笼上，并在浇筑混凝土时与顶管或沉井2-1浇筑为一体；在钢套筒2-2中安装止水垫2-3；钢底座2-7安装固定在钢套筒2-2上，钢底座2-7上预留引线管槽2-8，螺旋顶进器2-6固定在钢底座2-7上；在螺旋顶进器2-6前方依次放置土压力盒2-5和阻隔塞2-4，其中，土压力盒2-5可以在螺旋顶进器2-6的推进作用下在一定范围内前后移动。
如图1、2所示，本实施例提供一种应用于顶管或沉井2-1上的外侧壁土压力盒旋进式埋设方法，包括如下步骤：
第一步、安装钢套筒2-2
钢套筒2-2在钢筋笼制作时焊接在钢筋笼上，并在浇筑混凝土时与顶管或沉井2-1浇筑成一体；为防止混凝土进入钢套筒2-2，预先在钢套筒2-2中填充一些易清除的材料；
第二歩、顶管或沉井2-1成型以后，运到施工现场，均匀地在钢套筒2-2内壁阻隔塞2-4和土力盒2-5能够接触到的范围内粘贴止水垫2-3；
第三歩、将尾部标注有刻度的螺旋顶进器2-6固定在钢底座2-7上；
第四步、将土压力盒2-5与螺旋顶进器2-6粘接固定
土压力盒2-5受力面朝向外侧，并在其非受力面和螺旋顶进器2-6接触的表面用金属粘接胶水粘接；
第五步、安装阻隔塞2-4与钢底座2-7
阻隔塞2-4为较柔软、耐磨、密封、防水的材料，放置在土压力盒2-5与外侧土层之间，利用其保护土压力盒2-5的受力面，并且在其与土压力盒2-5接触面上涂上润滑材料，使其在需要时易于脱离土压力盒2-5表面；将固定有螺旋顶进器2-6和土压力盒2-5的钢底座2-7螺旋安装在钢套筒2-2上，既不影响装置正常使用又便于以后拆卸；在钢底座2-7上预留引线管槽2-8，便于导线2-9通过；
第六步、当顶管或沉井2-1将到达需要测量的位置时，旋进螺旋顶进器2-6，利用螺旋顶进器2-6的顶进使土压力盒2-5与阻隔塞2-4一起向前移动；随着顶管或沉井2-1继续往前移动，阻隔塞2-4会由于摩擦力自动脱离土压力盒2-5表面；利用螺旋顶进器2-6尾部刻有的刻度，精确控制土压力盒2-5的位置，使土压力盒2-5受力面刚好与顶管或沉井2-1外表面在同一平面，此时即可测读数据；
第七步，在测读完成以后，螺旋顶进器2-6后退带回土压力盒2-5，打开钢底座2-7，取出螺旋顶进器2-6和土压力盒2-5，及时密封钢套筒2-2，防止水流渗透；对土压力盒2-5和螺旋顶进器2-6进行清理以备下次使用。
本发明所述装置和方法，克服了以往测试方法可靠性差、精确度低、成活率不高、无法重复利用等缺点，尤其是在侧壁摩擦力较大、坚硬颗粒物较多的砂土层中，暴露在外的土压力盒受力面容易破坏，此装置可对土压力盒进行有效的保护。本发明具有全面、监测精度高、监测位置任意选取、土压力盒不易损坏、可重复使用等优点，具有较强的实用性和较高的经济性。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。