14伸入杯体11的一端设有喇叭口 18，此喇叭口 18的出水口处直径为20_，可减小进水管14的出水口的表面张力，防止水在出水口处堆积，影响测量精度。
[0032]进水管14、出水管15以及排气管16均为L形圆钢管，进水管14、出水管15以及排气管16另一端从杯体11与杯底支座13之间伸出。
[0033]连接管2为尼龙管，壁厚1mm，直径13mm ;外部设有保护管7。为保证连接管2的可靠性，尼龙管应采用整根管，中间不设接头。保护管7采用ABS或PVC管，每个路基沉降测点使用单独的一条保护管7，保护管7之间采用直径较大的伸缩管连接，伸缩管长不小于50cm，接口处采用土工布包裹密封并用钢丝扎紧，防止泥沙进入保护管。这样可使保护管适应路基内部水平位移及沉降。
[0034]使用过程:
[0035]在路基被测点位置沿横断面开挖沟槽，将沉降水杯1和连接管2放入沟槽内，将测量系统3固定设置于路基坡脚外侧的观测墩33上。此步骤中，先直接将观测墩33埋入路基坡脚的地基内，再将测量标尺31以及测量管32固定在观测墩33上。沟槽开挖应设置向坡脚方向的向下3%-5%的坡度，回填时应先覆盖一层5cm?10cm的砂土，压实后再填路基土，最后将沟槽压实，确保出水管15的连接管2能顺利排水。将连接管2的一端均分别与进水管14、出水管15以及排气管16密封连接，连接管2的另一端伸出沟槽外侧，分别通过阀门与测量管32、抽真空装置4以及外界空气连通。回填并压实沟槽，使沉降水杯1以及连接管2能够稳定的固定在路基中，保证测量的稳定性以及准确性。回填好后沉降水杯1完全没入路基中，而测量系统3中的观测墩33的上表面位于连接管2端口的下方。
[0036]打开进水管阀门51、测量管阀门52以及蓄水桶连接管阀门53，向测量管32中缓慢注水，从观测墩33处观察出水管15的出水情况，当进水管14开始出水后关闭进水管阀门51，继续向测量管32缓慢注水；当水充满蓄水桶连接管后将蓄水桶连接管另一端置于蓄水桶6中。
[0037]关闭测量管阀门，继续向测量管32中注水使其水位较高，待后续测量过程使用。
[0038]封闭与排气管16连接的连接管2端口处的阀门，使得杯体11处于密闭状态，随后使用抽真空装置4连续不间断地从出水管15抽气，直至杯体11及连接管2内形成真空后，打开进水管阀门51。在前述步骤中，由于水在进水管14以及连接管2中的流速不快，水流过后，在管壁上会附着很多气泡，经过一段时间的放置后，气泡又会破裂，其中的空气从水中溢出，改变了管中水的液位，不利于测量的准确性。此时，杯体11内已经形成的负压状态，且进水管，可以保持进水管14中的液体在管路中始终处于最高的液位，并且能够加速使水中存在空气的溢出，保证了测量结果的准确性。
[0039]从观测墩33处观察出水管15的出水情况，待出水管15开始出水后，减缓抽气速度直至停止，关闭蓄水桶连接管阀门53。由于有负压状态的存在，还可以加速水流在较为细长的管路中的流速，使水顺利流出，还能够降低管壁上附着气泡的概率，进一步减少水中存在的气泡。
[0040]打开与排气管16连接的连接管2上的阀门以及测量管阀门52，向测量管32中缓慢加水，当出水管15稳定出水后继续加水不少于50ml，液面稳定的时间不少于5min，之后停止加水，待测量管32液面稳定后，读取测量管中水位高度。
[0041]再次向测量管32中缓慢加水不少于50ml，液面稳定的时间不少于5min，待液面稳定后再次读数，直至相邻两次读数差不大于1mm，读取最后一次数值为该次测量读数。由于安装时测量标尺31的基准高程相对高于测量管32的底部，因此测量管32液面的读数与观测墩上观测标的高程相加即为该次测量测点高程。经过多次测量，能够得到更为准确的高程数值，有效地降低读数时产生的误差，使测量结构更准确。
[0042]测量完成后，停止向测量管32注水，直至出水管15的连接管2不再出水，断开进水管14与测量系统3的连接，将抽真空装置4、测量管32以及三向阀门结构5移除，待下次测量使用时再安装；保护好与排气管16、出水管15以及进水管14连接的连接管2的尼龙管头；观测墩33上方的沟槽结构则被盖起来进行保护。再次进行沉降观测时，重复步骤A-H，采用水准法测量液面高度时，利用水准法读出测量管32内液面高度，与用水准测量方法测出的测量尺基准高程相加可得到测量室内液面的高程，由连通器原理便可知另一端口(测点)的液面高程，前后两次测量得到高程之差，即为被测点的沉降量。
[0043]上述技术方案是利用连通器原理，在路基内或地面上埋设沉降水杯，以水为介质，通过测量系统3进行沉降观测，通过连接管2连接沉降水杯1和测量系统3。可实现施工期间的无施工干扰沉降观测，也可以进行使用期的长期观测，具有成本低，无污染，操作简单方便的优点。
【主权项】
1.一种路基沉降观测设备，其特征在于:包括封闭式的沉降水杯(1)、连接管(2)以及固定于路基一侧的测量系统(3);沉降水杯(1)底部固定设有进水管(14)、出水管(15)以及排气管(16)，排气管(16)与进水管(14)的一端均伸入沉降水杯(1)内腔，出水管(15)的一端与沉降水杯(1)内腔的底面平齐，进水管(14)、出水管(15)以及排气管(16)的另一端伸出沉降水杯(1)外部；测量系统(3)包括测量管(32);进水管(14)通过连接管(2)与测量管(32)连接，出水管(15)通过连接管(2)与抽真空装置(4)连接，排气管(16)通过安装有阀门的连接管(2)与外界空气连通；连接管(2)与测量系统(3)的连接处还通过蓄水桶连接管连接有开放式的蓄水桶(6 )，此连接处设有连通三个管路的三向阀门结构(5 );三向阀门结构(5)包括与连接管(2)连接的进水管阀门(51)、与测量管(32)连接的测量管阀门(52)、与蓄水桶连接管连接的蓄水桶连接管阀门(53)以及支架(54)，进水管阀门(51)、测量管阀门(52)、以及蓄水桶连接管阀门(53)均固定设于支架(54)上。2.根据权利要求1所述的一种路基沉降观测设备，其特征在于:所述测量系统(3)还包括测量标尺(31 )，测量管(32)固定设于测量标尺(31) —侧，测量管(32)与测量标尺(31)均固定设于观测墩(33)上端面。3.根据权利要求1所述的一种路基沉降观测设备，其特征在于:沉降水杯(1)包括杯体(11)、若干杯底撑(12)以及杯底支座(13)，杯底撑(12)均匀的分布于杯体(11)与杯底支座(13)之间，杯体(11)内的空间为所述内腔。4.根据权利要求3所述的一种路基沉降观测设备，其特征在于:所述杯体(11)、杯底撑(12 )以及杯底支座(13 )均为不锈钢材质，其内外表层均设有镀锌防腐层，杯体(11)内的底部设有沥青密封层(17)。5.根据权利要求3所述的一种路基沉降观测设备，其特征在于:所述进水管(14)、出水管(15)以及排气管(16)均为L形圆钢管，进水管(14)、出水管(15)以及排气管(16)另一端从杯体(11)与杯底支座(13)之间伸出。6.根据权利要求3所述的一种路基沉降观测设备，其特征在于:所述进水管(14)深入杯体(11)的一端设有喇叭口( 18)。7.根据权利要求1所述的一种路基沉降观测设备，其特征在于:所述连接管(2)为尼龙管，外部设有保护管(7)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种路基沉降观测设备，涉及道路施工测量设备技术领域。包括沉降水杯、连接管以及固定于路基一侧的测量系统；沉降水杯底部固定设有进水管、出水管以及排气管，排气管与进水管的一端均深入沉降水杯内腔，出水管的一端与沉降水杯内腔的底面平齐，三根管的另一端伸出沉降水杯外部；测量系统包括测量管；进水管与测量管连接，出水管与抽真空装置连接，排气管与外界空气连通；连接管与测量系统的连接处连接蓄水桶，此处设有三向阀门结构，其包括进水管阀门、测量管阀门、蓄水桶连接管阀门及支架，三个阀门均固定设于支架上。采用上述结构后，设备可实现施工期间无施工干扰沉降观测，也可以进行使用期的长期观测，成本低，操作简方。
【IPC分类】G01C5/04
【公开号】CN205066754
【申请号】CN201520842220
【发明人】杨广庆, 高博, 刘伟超, 熊保林, 王贺, 靳静, 张保俭, 庞巍, 汤劲松
【申请人】石家庄铁道大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月28日