专利名称：锚杆水平倾角测量仪及其使用方法
技术领域：
本发明涉及建筑深基坑施工工程设备的改进，具体讲是一种锚杆水平倾角测量仪及其使用方法，其指示深基坑锚杆支护工程中测量锚杆水平倾斜角度的装置，尤其是能精确显示不规则坡面上锚杆的水平倾斜角度。
背景技术：
目前，随着高层建筑和地下车库和人防工程的高速发展，深基坑支护工程规模和数量发展迅猛，锚杆支护和土钉墙是其中应用广泛、经济适用的支护方法，在工程中大量被采用。为确保深基坑支护工程质量及施工安全性，锚杆支护工程中锚杆的水平倾斜角度是设计和施工过程中需严格控制的要点之一。但由于深基坑支护为临时工程，以往工程实践中工程技术人员普遍对深基坑支护工程重视不足，由此造成很多工程事故，损失惨重。深基坑开挖过程中由于土质、开挖机械、爆破等条件所限，边坡很难实现垂直和平整，在锚杆施工和质量检验过程中，现有锚杆水平倾角测量的倾角计由传感器、倾斜板和读数仪三部分组成。传感器是采用两支闭环、力学衡式伺服加速度计，互成90度放置在铝外壳内，其结构复杂。传感器安装在安装架中，该安装架的底面和侧面均要经过机械加工，以确保与倾斜板能精确地定位。其底面用作与水平安装倾斜板相配，侧面与垂直安装倾斜板相配。倾斜板固定在被监测物表面，同时作为测量基准面。读数仪可用数字式指示仪，也可用数字式数据记录仪，指示仪由充电电池供电。该倾角计安装要求将待测结构物的侧面、岩石表面彻底清理干净后，再用砂浆或环氧树脂将倾斜板粘贴在待测表面上，把一组传感器定位销的方向调整到锚杆的待测方向。倾斜板固定后即测读倾角计的起始读数。将倾角计与读数仪相接。把倾角计放置在与安装时调整过方向的倾斜板的一组定位销上，测出倾角数值。将测得的数值与初值相比即求得倾角变化。该倾角计测量锚杆的水平倾角时需使基坑边坡锚杆端部为垂直基面以作为初始读数依据，量测前需进行倾斜板粘贴固定。测量极易受周围环境、施工条件等影响，很难满足基坑支护中简单、实用、方便操作的需求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有深基坑支护中锚杆水平倾斜角度难以方便测量的问题，提供一种锚杆水平倾角测量仪及其使用方法。该测量仪要结构简单，不仅能够测出垂直和平整坡面上的锚杆水平倾斜角度，而且能够方便地测量非垂直且不平整坡面上锚杆的水平倾斜角度；而且使用方法要不受外界自然条件和施工用电的影响，使用方便、快捷。
本发明的任务是由以下技术方案完成的，研制了一种锚杆水平倾角测量仪，其包括由与半圆量角器直角边和直尺连体组成的角度盘，在该角度盘的半圆量角器上双向设置两排0——180°的角度刻度。在该角度盘的半圆量角器圆心处通过阻尼铰链和自由铰链依次铰接有锚杆指示针和垂直指示针；锚杆指示针以该量角器的圆心为轴，在该角度盘的盘面上阻尼旋转指示角度；垂直指示针以该量角器的圆心为轴，在该角度盘的盘面上自由旋转指示角度。
所述的阻尼铰链和自由铰链，其由穿过半圆量角器圆心处的轴心螺栓通过角度盘固定螺母，垫片，锚杆指示针，弹簧垫片，限位螺母，垫片，垂直指示针，垫片和限位端头螺母依次铰接而构成。
所述的垂直指示针，其针身适当位置处设有重锤，其针身两端设有指示箭头。
一种所述锚杆水平倾角测量仪的使用方法该测量仪是用于对施工基坑外倾边坡处的锚杆进行水平倾角的测量，首先将角度盘的直尺边顺坡紧靠在施工基坑边坡面上，并使该角度盘的盘面置于铅垂面上，再将角度盘的半圆量角器圆心放在锚杆的轴线上，转动锚杆指示针使其与锚杆的轴线方向一致，此时锚杆指示针所指示的角度顺时针读数为θ1；垂直指示针依其重锤作用而自由下垂，其指示针所指示的角度顺时针读数为θ2；则锚杆的水平倾斜角度θ3＝90°-θ1+θ2；当θ3为正值时，表明锚杆向上倾斜，当θ3为负值时，表明锚杆向下倾斜。
该测量仪是用于对施工基坑内倾边坡处的锚杆进行水平倾角的测量，首先将角度盘的直尺边顺坡紧靠在施工基坑边坡面上，并使该角度盘的盘面置于铅垂面上，再将角度盘的半圆量角器圆心放在锚杆的轴线上，转动锚杆指示针使其与锚杆的轴线方向一致，此时锚杆指示针所指示的角度顺时针读数为θ1；垂直指示针依其重锤作用而自由下垂，其指示针所指示的角度顺时针读数为θ2；锚杆的水平倾斜角度θ3＝θ2-θ1-90°；当θ3为正值时，表明锚杆向上倾斜，当θ3为负值时，表明锚杆向下倾斜。
本发明的有益效果在于由于在该测量仪角度盘的半圆量角器上双向设置两排0——180°的角度刻度；在该角度盘的半圆量角器圆心处通过阻尼铰链和自由铰链依次铰接有锚杆指示针和垂直指示针；锚杆指示针以该量角器的圆心为轴，在该角度盘的盘面上阻尼旋转指示角度；垂直指示针以该量角器的圆心为轴，在该角度盘的盘面上自由旋转指示角度。因此，可以迅速有效地测试出锚杆的水平倾斜角度。该测量仪仅在常规的半圆量角器上增加有锚杆指示针和垂直指示针，结构简单；由于锚杆指示针以该量角器的圆心为轴，在该角度盘的盘面上通过阻尼铰链阻尼旋转指示角度；使用方便、测量精确；由于垂直指示针以该量角器的圆心为轴，在该角度盘的盘面上自由旋转指示角度，其受外界自然条件影响小，可对锚杆施工及其质量检验提供可靠的水平倾斜角度测量数据；同时也可作为深基坑土钉墙支护工程中土钉水平倾斜角度的测量装置。由于阻尼铰链由轴心螺栓通过垫片，弹簧垫片，锚杆指示针的依次阻尼铰接且阻尼旋转指示角度，使得锚杆指示针可以精确测量，其指示角度不受震动影响。垂直指示针由于其重锤作用而自由下垂，其指示的角度更精确。该测量仪不仅能够测出垂直和平整坡面上的锚杆水平倾斜角度，而且能够方便地测量非垂直且不平整坡面上锚杆的水平倾斜角度；而且使用方法要不受外界自然条件和施工用电的影响，使用方便、快捷。
图1为本测量仪在测量外倾边坡锚杆水平倾斜角度时的测试使用示意图。
图2为本测量仪在测量内倾边坡锚杆水平倾斜角度时的测试使用示意图。
图3为本测量仪的俯视结构装配爆炸图。
具体实施例方式
本发明的实施例结合附图进一步说明如下参见图1——3制成的一种锚杆水平倾角测量仪，其包括由与半圆量角器直角边和直尺连体组成的角度盘1，在该角度盘1的半圆量角器上双向设置两排0——180°的角度刻度。在该角度盘1的半圆量角器圆心处通过阻尼铰链和自由铰链依次铰接有锚杆指示针6和垂直指示针5；锚杆指示针6以该量角器1的圆心为轴，在该角度盘1的盘面上阻尼旋转指示角度；垂直指示针5以该量角器1的圆心为轴，在该角度盘1的盘面上自由旋转指示角度。
所述的阻尼铰链和自由铰链，其由穿过半圆量角器圆心处的轴心螺栓7通过角度盘固定螺母8，垫片9，锚杆指示针6，弹簧垫片10，限位螺母11，垫片12，垂直指示针5，垫片13和限位端头螺母14依次铰接而构成。
所述的垂直指示针5，其针身适当位置处设有重锤15，其针身两端设有指示箭头。
一种所述锚杆水平倾角测量仪的使用方法该测量仪是用于对施工基坑外倾边坡处2的锚杆3进行水平倾角的测量，首先将角度盘1的直尺边顺坡紧靠在施工基坑边坡2面上，并使该角度盘1的盘面置于基坑底平面4的铅垂面上，再将角度盘1的半圆量角器圆心放在锚杆3的轴线上，转动锚杆指示针6使其与锚杆3的轴线方向一致，此时锚杆指示针6所指示的角度顺时针读数为θ1；垂直指示针5依其重锤15作用而自由下垂，其指示针5所指示的角度顺时针读数为θ2；则锚杆3的水平倾斜角度θ3＝90°-θ1+θ2；当θ3为正值时，表明锚杆3向上倾斜，当θ3为负值时，表明锚杆3向下倾斜。
该测量仪是用于对施工基坑内倾边坡2处的锚杆3进行水平倾角的测量，首先将角度盘1的直尺边顺坡紧靠在施工基坑边2坡面上，并使该角度盘1的盘面置于基坑底平面4的铅垂面上，再将角度盘1的半圆量角器圆心放在锚杆3的轴线上，转动锚杆指示针6使其与锚杆3的轴线方向一致，此时锚杆指示针6所指示的角度顺时针读数为θ1；垂直指示针5依其重锤15作用而自由下垂，其指示针5所指示的角度顺时针读数为θ2；则锚杆3的水平倾斜角度θ3＝θ2-θ1-90°；当θ3为正值时，表明锚杆3向上倾斜，当θ3为负值时，表明锚杆3向下倾斜。
本发明的测量仪具体应用实例如下表1在某住宅小区工程深基坑支护工程中，采用本发明对锚杆水平倾斜角度进行10个测点的测量和计算，其数据如表1表1 锚杆水平倾斜角度测量实施例 单位度
注设计要求水平倾角为20°，允许偏差为3％。通过对锚杆水平倾斜角度10个测点的测量，证明本发明的测量仪完全符合深基坑工程中锚杆的水平测量要求。
本领域的普通技术人员都会理解，在本发明的保护范围内，对于上述实施例进行修改，添加和替换都是可能的，其都没有超出本发明的保护范围。
权利要求
1.一种锚杆水平倾角测量仪，其包括由与半圆量角器直角边和直尺连体组成的角度盘，在该角度盘的半圆量角器上双向设置两排0--180°的角度刻度，其特征在于在该角度盘的半圆量角器圆心处通过阻尼铰链和自由铰链依次铰接有锚杆指示针和垂直指示针；锚杆指示针以该量角器的圆心为轴，在该角度盘的盘面上阻尼旋转指示角度；垂直指示针以该量角器的圆心为轴，在该角度盘的盘面上自由旋转指示角度。
2.根据权利要求1所述锚杆水平倾角测量仪，其特征在于所述的阻尼铰链和自由铰链，其由穿过半圆量角器圆心处的轴心螺栓通过角度盘固定螺母，垫片，锚杆指示针，弹簧垫片，限位螺母，垫片，垂直指示针，垫片和限位端头螺母依次铰接而构成。
3.根据权利要求1所述锚杆水平倾角测量仪，其特征在于所述的垂直指示针，其针身适当位置处设有重锤，其针身两端设有指示箭头。
4.一种如权利要求1所述锚杆水平倾角测量仪的使用方法，其特征在于该测量仪是用于对施工基坑外倾边坡处的锚杆进行水平倾角的测量，首先将角度盘的直尺边顺坡紧靠在施工基坑边坡面上，并使该角度盘的盘面置于铅垂面上，再将角度盘的半圆量角器圆心放在锚杆的轴线上，转动锚杆指示针使其与锚杆的轴线方向一致，此时锚杆指示针所指示的角度顺时针读数为θ1；垂直指示针依其重锤作用而自由下垂，其指示针所指示的角度顺时针读数为θ2；则锚杆的水平倾斜角度θ3＝90°-θ1+θ2；当θ3为正值时，表明锚杆向上倾斜，当θ3为负值时，表明锚杆向下倾斜。
5.根据权利要求4所述锚杆水平倾角测量仪的使用方法，其特征在于该测量仪是用于对施工基坑内倾边坡处的锚杆进行水平倾角的测量，首先将角度盘的直尺边顺坡紧靠在施工基坑边坡面上，并使该角度盘的盘面置于铅垂面上，再将角度盘的半圆量角器圆心放在锚杆的轴线上，转动锚杆指示针使其与锚杆的轴线方向一致，此时锚杆指示针所指示的角度顺时针读数为θ1；垂直指示针依其重锤作用而自由下垂，其指示针所指示的角度顺时针读数为θ2；则锚杆的水平倾斜角度θ3＝θ2-θ1-90°；当θ3为正值时，表明锚杆向上倾斜，当θ3为负值时，表明锚杆向下倾斜。
全文摘要
本发明公开了一种锚杆水平倾角测量仪及其使用方法，其包括由与半圆量角器直角边和直尺连体组成的角度盘，在该角度盘的半圆量角器上双向设置两排0－－180°的角度刻度。在该角度盘的半圆量角器圆心处通过阻尼铰链和自由铰链依次铰接有锚杆指示针和垂直指示针；锚杆指示针以该量角器的圆心为轴，在该角度盘的盘面上阻尼旋转指示角度；垂直指示针在该角度盘的盘面上自由旋转指示角度。该测量仪结构简单，其用于对施工基坑内、外倾边坡处的锚杆进行水平倾角的测量，不仅能够测出垂直和平整坡面上的锚杆水平倾斜角度，而且能够方便地测量非垂直且不平整坡面上锚杆的水平倾斜角度；而且使用方法要不受外界自然条件和施工用电的影响，使用方便、快捷。
文档编号G01C9/00GK1818549SQ20061004332
公开日2006年8月16日 申请日期2006年3月10日 优先权日2006年3月10日
发明者许婷华, 李华军, 毕泗平 申请人:中国海洋大学