一种伸缩式土压力盒安装装置的制作方法

1.本实用新型岩土工程土压力检测技术领域，具体地说是一种伸缩式土压力盒安装装置。


背景技术：

2.近年来，随着地下现浇结构工程向大型化、综合化发展，侧向土压力对地下建筑结构产生较大影响。对于揭露土压力分布情况，侧向土压力量测仍然以土压力盒为主。但是，土压力盒埋藏于地下结构与土体之间，安装以及操作空间狭窄、昏暗，导致土压力盒固定、调节、定位困难，从而容易使土压力盒受力不均匀，造成测试结果不准确；浇筑过程易对土压力盒造成损坏，致使土压力盒无法使用。
3.目前侧向土压力盒的埋设装置主要有：1挂布装置：将率定好的土压力盒固定在挂布上，上下槽壁处借助混凝土压力将土压力盒固定在墙体外壁上；在地连墙混凝土浇筑过程中，混凝土中水泥浆很容易渗入用挂布安装的土压力盒和墙后土之间，使土压力盒被水泥浆包裹而报废。2气压件：将率定好的土压力盒固定在气压件上再将其安置到钢架上，在混凝土浇灌前下入槽内并且分别在每一仪器件上施加气压，使土压力盒固定在墙体外壁处。该装置操作复杂且所能提供的顶推力有限。3捆绑或焊接装置，将土压力盒直接箍在钢筋笼的外侧或者是焊接在横梁上，能够很好的将土压力盒固定在现浇结构上，但是不能保证土压力盒与岩土体接触，甚至当实施浇筑过程中由于在混凝土等填充物挤压情况下，还会与实际定位有很大偏差，从而不能保证测量结果的准确度和精度。
4.中国专利cn110984113a公开了一种桩体土压力盒安装系统，该系统包括气泵、桩体、钢筋笼、支架杆和动力传动转向装置，钢筋笼的内侧连接有底座，底座顶端连接有气缸，气缸与气泵之间通过进气管和出气管连接，底座下部的内侧连接有导向套，支架杆右端连接有土压力盒，动力转向装置设置在气缸的伸缩杆与支架杆之间，气泵对气缸加压，伸缩杆收缩，动力转向装置因受伸缩杆的作用力致使支架杆将土压力盒推出，本发明通过设置动力转向装置、气缸、支架杆和导向套实现位移的转向，通过设置压缩弹簧能够使支架杆自动恢复初始状态，且在保护壳和支架杆之间设置伸缩囊，但是该装置较为复杂，且安装方法费时费力，且所能提供的顶推力有限。
5.综上所述，传统的土压力盒安装装置存在以下问题和缺点：一方面安装方法繁琐，费时费力；另一方面在浇筑过程中容易造成测量装置受损和仪器准确度偏低。这些问题都会直接或间接地影响到地下现浇结构中土压力的监测工作。
6.因此，如何提供一种土压力盒安装装置，以解决传统土压力盒安装装置的步骤繁琐、费时费力、仪器准确度偏低等技术问题，对其应用具有重要意义。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型的目的是提供一种伸缩式土压力盒安装装置，以解决传统土压力盒安装装置中存在的各种问题，提高土压力盒测量数据的准
确性与真实性，提高埋设效率，减少人力物力的消耗。
8.为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案。
9.一种伸缩式土压力盒安装装置，包括套筒，所述套筒的一端固定有底座，所述套筒的内部设置有弹簧，所述弹簧上设置有控制阀，所述套筒远离底座的一端连接有土压力盒，所述套筒和土压力盒之间通过定位装置连接，所述土压力盒上端设置有电缆线，所述电缆线与测量设备连接。
10.优选地，所述套筒为金属带材卷制而成的空心圆柱体杆，所述套筒上设置有所述控制阀通过的孔道；所述套筒包括外层套筒、设置在外层套筒内部的内层套筒，设置在内层套筒与外层套筒中间的中层套筒。
11.优选地，所述中层套筒的数量为n，n为自然数。
12.优选地，所述内层套筒在靠近底座的一端设置有第一限位块，所述中层套筒在远离底座的一端设置有固定卡块。
13.优选地，所述中层套筒在靠近底座的一端设置有第二限位块，所述外层套筒在远离底座的一端设置有限位挡板。
14.优选地，所述第一限位块与固定卡块的高度相同，所述第二限位块与限位挡板的高度相同。
15.优选地，所述定位装置包括定位螺丝和与其相对应的定位螺帽。
16.优选地，所述控制阀上连接有拉线，所述拉线另一端与拉环相连。
17.优选地，所述弹簧的刚度系数为40～60kn/m。
18.优选地，所述底座、第一限位块、固定卡块、第二限位块与限位挡板均为不锈钢，所述底座外侧涂有防锈、防腐材料。
19.本实用新型的有益效果是：
20.1)本实用新型解决了传统土压力盒安装装置中存在顶推力不足的问题，在地面上就可以完成安装，地面控制拉线间接操纵控制阀来实现土压力盒与岩土体的接触，同时通过电缆线所反馈的数据来判断安装程序是否完成，减少人力物力的消耗，简化操作过程，使操作更加简单快捷，提高埋设效率提高。
21.2)本实用新型比较经济实用，由套筒加上弹簧系统组成，成本相对较低，携带更加方便。
22.3)本实用新型可以提供足够的顶推力，可以通过选择弹簧的劲度系数k来调整控制顶推力，不同弹簧的刚度系数劲度系数/弹性系数提供的顶推力也不相同，根据实际施工工况，可以得到现浇结构的尺寸与开挖面的距离，通过f＝kx胡克定律来计算出顶推力。
23.4)本实用新型能够保证所传输数据的准确性以及真实性，通过实时测定安装过程以及浇筑过程土压力盒所反馈的数据做进一步判断，提高土压力盒测量数据的准确性与真实性；同时，该装置不受埋设深度的限制，可以随着满足结构的埋深要求。
24.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
25.根据下文结合附图对本技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本技术的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
27.图1是本公开一种实施例中地下现浇结构中土压力盒顶出装置的结构示意图；
28.图2是本公开一种实施例中地下现浇结构中土压力盒顶出装置初次伸长后的结构示意图；
29.图3是本公开一种实施例中地下现浇结构中土压力盒顶出装置极限伸长后的结构示意图。
30.其中：100、外层套筒；110、限位挡板；200、内层套筒；210、第一限位块；220、定位螺丝；300、中层套筒；310、固定卡块；320、第二限位块；400、弹簧；500、土压力盒；510、电缆线；520、定位螺帽；600、底座；700、控制阀；710、拉线。
具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本技术的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本技术的范围和精神。另外，为了清除和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。
32.应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
33.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
34.实施例1
35.如附图1
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3中的任一图所示，一种伸缩式土压力盒安装装置，包括套筒，所述套筒的一端固定有底座600，所述套筒的内部设置有弹簧400，所述弹簧400上设置有控制阀700，所述套筒远离底座600的一端连接有土压力盒500，所述套筒和土压力盒500之间通过定位装置连接，所述土压力盒500上端设置有电缆线510，所述电缆线510与测量设备连接。
36.进一步的，所述套筒为金属带材卷制而成的空心圆柱体杆，所述套筒上设置有所述控制阀700通过的孔道；所述套筒包括外层套筒100、设置在外层套筒100内部的内层套筒200，设置在内层套筒200与外层套筒100中间的中层套筒300。
37.进一步的，所述中层套筒300的数量为1。
38.进一步的，所述内层套筒200在靠近底座600的一端设置有第一限位块210，所述中层套筒300在远离底座600的一端设置有固定卡块310。
39.进一步的，所述中层套筒300在靠近底座600的一端设置有第二限位块320，所述外层套筒100在远离底座600的一端设置有限位挡板110。
40.进一步的，所述第一限位块210与固定卡块310的高度相同，所述第二限位块320与限位挡板110的高度相同。
41.进一步的，所述定位装置包括定位螺丝200和与其相对应的定位螺帽520。
42.进一步的，所述控制阀700上连接有拉线710，所述拉线710另一端与拉环相连。
43.进一步的，所述弹簧400的刚度系数为40～60kn/m。
44.进一步的，所述底座600、第一限位块210、固定卡块310、第二限位块320与限位挡板110均为不锈钢，所述底座600外侧涂有防锈、防腐材料。
45.进一步的，所述外层套筒100、中层套筒300、内层套筒200的长度均为300～400mm，所述外层套筒100的直径为80～100mm。
46.进一步的，所述外层套筒100、中层套筒300、内层套筒200的厚度均为1～2mm，且内层套筒200的厚度小于中层套筒300的厚度，中层套筒300的厚度小于外层套筒100的厚度。
47.进一步的，所述弹簧400的刚度系数为40～60kn/m，可以根据岩土体的软硬程度选取。
48.进一步的，所述弹簧400符合胡克定律，该定律指出：在弹性限度内，物体的形变跟引起形变的外力成正比，胡克定律的表达式为f＝kx，其中k是常数，是物体的弹性系数。
49.附图2和附图3是通过拉线710拉开控制阀700后整个装置的伸展过程图，其中，附图2是内层套筒200达到最大值时该装置所处的状态，附图3为整个装置达到最大值所处的状态，在此过程中，内层套筒200和中层套筒300的伸长是通过储存在弹簧400上的弹力提供，内层套筒200和中层套筒300所达到的具体位置则根据现场浇筑环境而来，当其遇到岩土体时将停止伸长。
50.1)本实施例在地面上就可以完成安装，地面控制拉线间接操纵控制阀来实现土压力盒与岩土体的接触，同时通过电缆线所反馈的数据来判断安装程序是否完成，减少人力物力的消耗，简化操作过程，使操作更加简单快捷，提高埋设效率提高。
51.2)本实用新型比较经济实用，由套筒加上弹簧系统组成，成本相对较低，携带更加方便。
52.3)本实用新型可以提供足够的顶推力，可以通过选择弹簧的劲度系数k来调整控制顶推力。
53.4)本实用新型能够保证所传输数据的准确性以及真实性，通过实时测定安装过程以及浇筑过程土压力盒所反馈的数据做进一步判断，提高土压力盒测量数据的准确性与真实性；同时，该装置不受埋设深度的限制，可以随着满足结构的埋深要求。
54.实施例2
55.本实施例是在上述实施例1的基础上进行的，与实施例1相同之处不予赘述。
56.本实施例中所述中层套筒300的数量为0。
57.一种伸缩式土压力盒安装装置，包括外层套筒100、设置在外层套筒100内部的内层套筒200，所述外层套筒100一端固定有底座600，所述内层套筒200内部设置有弹簧400，
所述内层套筒200远离底座600一端固定连接有土压力盒500；所述弹簧400一端固定在底座600上，另一端固定在内层套筒200远离底座600的一端。
58.进一步的，该装置还包括控制阀700，所述控制阀700连接有起控制开关作用的拉线710，所述控制阀700连接弹簧400和内层套筒200。
59.进一步的，所述内层套筒200远离底座600一端设置有定位螺丝220，所述土压力盒500一端设置有与定位螺丝220相对应的定位螺帽520，所述内层套筒200与土压力盒500通过定位螺丝220与定位螺帽520固定连接。
60.进一步的，所述土压力盒500连接有用于连接测量设备的电缆线510。
61.进一步的，所述内层套筒200在靠近底座600的一端设置有第一限位块210，所述外层套筒100在远离底座600的一端设置有限位挡板110。
62.进一步的，所述第一限位块210与限位挡板110高度一致。
63.本实施例减少了中层套筒，装置更为简洁，更为经济实用，成本更低，在地面上就可以完成安装，地面控制拉线间接操纵控制阀来实现土压力盒与岩土体的接触，同时通过电缆线所反馈的数据来判断安装程序是否完成，减少人力物力的消耗，简化操作过程，使操作更加简单快捷，提高埋设效率提高。
64.实施例3
65.基于上述实施例1，本实施例主要介绍一种地下现浇结构中土压力盒顶出装置的安装方法，包括以下步骤：
66.101、先将事先率定好的土压力盒500固定在内层套筒200上，再将底座600通过捆绑或者电焊方式固定在钢筋笼上。
67.具体地，将土压力盒500通过定位螺帽520和定位螺丝220和内层套筒200固定连接，为防止浇筑过程中整个装置的移位，在土压力盒500和内层套筒200固定连接的一端再采用采用捆绑或者电焊方式进行加固。
68.102、固定完后将拉线710和电缆线510松开，沿着钢筋笼拉到浇筑口位置。
69.103、通过拉线710打开控制阀700，使得内层套筒200在弹簧400弹力作用下伸长，当土压力盒500底部触碰到岩土体后，受到岩土体的作用力内层套筒200和/或中层套筒300的伸长速度下降，同时土压力盒500继续挤压岩土体，直到两端受力达到平衡。
70.104、将电缆线510连接到测量设备上，当测得土压力数据趋于稳定后开始浇筑混凝土，考虑到测量设备的存在，浇筑过程应该合理的控制速度，同时记录所测得的土压力数据。
71.需要说明的是，所述钢筋笼为本技术的应用部分，对本领域技术人员来说，属于现有技术。
72.对所有公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。