土壓力盒鉆孔埋設方法與裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及巖土工程測試領域，更具體涉及一種土壓力盒鉆孔式埋設方法，同時還涉及一種土壓力盒埋設裝置，它適用于中硬土層中土壓力盒的組裝固定、定位埋設及數據監測。
【背景技術】
[0002]土壓力盒適用于長期測量路基，邊坡，大壩，隧道，土堤等結構物內部土體的壓應力。在巖土工程施工與監測實踐中，通常采用在迎土面和土體中埋設土壓力傳感器，來進行結構表面及土體內部的土壓力監測，并通過相應的數據采集設備來獲取所需的數據。
[0003]常用的土壓力傳感器的埋設方法有:掛布法、頂出法、彈出法和鉆孔法。這幾種埋設技術均比較成熟，在工程中應用廣泛。圍護結構迎土面土壓力盒的埋設常用的掛布法，是將土壓力傳感器按布點的位置，先裝在一定寬度的尼龍布上，然后將帶有傳感器的尼龍布鋪掛在鋼筋籠的表面相應位置上，隨同鋼筋籠一起吊入溝槽中，定位后向溝槽內澆注混凝土，隨混凝土面的上升，借混凝土的側向推力，將鋪掛在鋼筋籠表面的尼龍布連同土壓力傳感器一起壓向溝槽的壁面。頂出法可通過氣動活塞將土壓力盒頂出，緊貼土體從而進行測試。鉆孔法常用于土體中土壓力傳感器埋設，即在土體中先進行泥漿護壁鉆孔，并將土壓力傳感器固定在定制的薄壁槽鋼或鋼筋籠上，然后將土壓力傳感器隨薄壁槽鋼或鋼筋籠一道埋入鉆孔中規定深度位置，再在鉆孔中回填細砂，待細砂固結后進行土壓力的測試。
[0004]這些常用埋設方法的缺點在于，部分方法如頂出法，其裝置復雜，埋設過程中設備與元器件易損壞，埋設裝置成本較高;掛布法難以控制土壓力盒的埋設位置和方向，造成測量誤差;鉆孔法薄壁槽鋼或鋼筋籠相對土體的剛度較大，埋入土體后存在與土體側向變形不協調的問題，因而對土壓力測試結果的精度有一定的影響；薄壁槽鋼或鋼筋籠的價格較高，因此埋設方法的經濟性不強;土壓力傳感器需在施工現場焊接，操作不易，安裝效率低下。
[0005]因此，為解決以上缺陷問題，亟需對現有的測試裝置與方法進行改造，提出一種土壓力盒鉆孔埋設方法與裝置，確保試驗可實施性強，成果準確可靠。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是在于提供了一種適用于中-硬土層的土壓力盒鉆孔埋設方法，方法易行可靠，優勢顯著，能有效的滿足各類中、硬土層中土壓力的定向定位測試，適用范圍廣。
[0007]本發明的另一個目的是在于提供了一種土壓力盒埋設裝置，結構簡單，組裝便捷，使用方便，能滿足各類中、硬土層中土壓力的定向定位測試，測試數據準確性高。
[0008]為了實現上述的目的，本發明采用以下技術措施:
一種土壓力盒鉆孔埋設方法，其步驟是:
步驟一:在預測試土層中進行鉆孔，達到測試深度(I?20m)，并采用泥漿護壁，鉆孔直徑稍大于土壓力盒埋設裝置寬度，使土壓力盒埋設裝置即能夠埋設于鉆孔中，方便的調整方位，也能夠最大限度節約注漿材料；
步驟二:選取尺寸與量程合適的土壓力盒，置于土壓力盒夾具中，數據線由B伴夾具鋼塊側方預留的線孔引出，通過二根螺栓將土壓力盒夾具的A伴夾具鋼塊與B伴夾具鋼塊緊密連接，土壓力盒固定于土壓力盒夾具中；
步驟三:將土壓力盒夾具和塑料連接條同時放置于第一槽型塑料條與第二槽型塑料條之間，自B伴夾具鋼塊引出的數據線繼續通過第二槽型塑料條側邊預留的線孔引出，通過螺釘把二條槽型塑料條、塑料連接條、土壓力盒夾具四者固定，形成一個整體，完成土壓力盒埋設裝置的組裝；
步驟四:將組裝完成的土壓力盒埋設裝置，利用綁在塑料連接條上的線繩緩慢向下，放入已經預成孔的鉆孔內，調整好土壓力盒的深度(I?20m)和方位(任意)，在地表固定線繩，土壓力盒數據線引出鉆孔至地面；
步驟五:在埋設有土壓力盒埋設裝置的鉆孔內，緩慢注入適量低強度微膨脹注漿材料(用量根據試驗所需孔徑和孔深而定)，直至注漿材料填滿鉆孔至地表；
步驟六:靜置，待低強度微膨脹注漿材料固結完成后，根據測試需求采用數據采集儀進行土壓力的測試。
[0009]一種土壓力盒埋設裝置，其組成包括:第一槽型塑料條，第二槽型塑料條，塑料連接條，土壓力盒夾具，土壓力盒。其特征在于:土壓力盒埋設裝置由第一槽型塑料條和第二槽型塑料條并排平行放置，槽口相對。土壓力盒夾具卡在兩槽口之間，并通過左右兩側各二個螺釘固定在第一槽型塑料條和第二槽型塑料條之間的中下部，塑料連接條卡在兩槽口之間，并通過二個螺釘將兩端固定在第一槽型塑料條和第二槽型塑料條之間的上部。
[0010]所述的第一槽型塑料條長度根據測試所需的土壓力盒尺寸(直徑5?15cm)而定，其一側為槽口狀，另一側在上部約1/4長度處開一個螺孔，在中下部開二個螺孔，螺孔均貫穿第一槽型塑料條。所述的第二槽型塑料條長度、樣式、開螺孔位置均與第一槽型塑料條一致，在其中下部二個螺孔中間開一個線孔。
[0011]所述的塑料連接條長度根據測試所需的土壓力盒尺寸(直徑5?15cm)而定，其長度與土壓力盒夾具寬度相同，在塑料連接條的兩端面均各開一個螺孔。
[0012]所述的土壓力盒夾具由A伴夾具鋼塊與B伴夾具鋼塊構成，組合在一起時，外廓為正方形，中間為圓形孔，圓形孔直徑與測試所需的土壓力盒直徑相同。所述的A伴夾具鋼塊上下兩端靠近邊緣處各預留一個貫穿式的螺孔，在貫穿式的螺孔之間對稱開有二個螺孔，此二個螺孔間距與第一槽型塑料條和第二槽型塑料條中下部二個螺孔的間距相同。所述的B伴夾具鋼塊與A伴夾具鋼塊完全相同，此外，在B伴夾具鋼塊二個非貫穿式的螺孔中間開有一個貫穿式線孔，B伴夾具鋼塊上線孔相對于二個非貫穿式的螺孔的位置與第一槽型塑料條和第二槽型塑料條中下部線孔相對于二個螺孔的位置相同。所述的A伴夾具鋼塊和B伴夾具鋼塊通過二根螺栓穿過各自兩端的貫穿式螺孔而固定在一起，形成土壓力盒夾具。
[0013]本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果:
1)與傳統掛布法相比，本方法與裝置中土壓力盒傳感器在鉆孔中定位更便捷、更準確，且土壓力盒與土層接觸更好；
2)與申請號200810041666.6專利相比，本方法與裝置中塑料條較PVC管剛度小，且采用線繩下放，裝置與土體接觸更好，變形更為協調，測試數據更準確；
3)采用低強度微膨脹性注漿材料代替回填砂進行鉆孔回填，更利于原始地應力場的恢復，保證測試結果的可靠性。
[0014]本裝置與方法克服了以往常規裝置與方法的缺陷，并可采用標準化方式生產和組裝，簡單高效，操作易行，具有可觀的工程實踐預期效果和顯著的經濟優勢，對巖土工程測試技術的提高與改進具有重要意義。
【附圖說明】
[0015]圖1為一種土壓力盒埋設裝置結構示意圖；
圖2為一種土壓力盒夾具結構示意圖；
圖3為一種A伴夾具鋼塊、B伴夾具鋼塊結構示意圖；
圖4為一種試驗設計土壓力測試數據。
[0016]圖中:I一第一槽型塑料條，2—第二槽型塑料條，3—塑料連接條，4一土壓力盒夾具，41 一 A伴夾具鋼塊，42—B伴夾具鋼塊，5—土壓力盒(符合量程200kPa以上的應變式靜土壓力傳感器)，6—螺釘，7—螺栓。
【具體實施方式】
[0017]實施例1:
下面根據附圖對本發明作進一步詳細描述:
根據圖1、2、3可知，一種土壓力盒鉆孔埋設方法，其步驟是:
步驟一:在預測試土層中進行鉆孔，達到測試深度(I?20m)，并采用普通泥漿護壁，鉆孔直徑稍大于土壓力盒埋設裝置寬度，使土壓力盒埋設裝置即能夠埋設于鉆孔中，方便的調整方位，也能夠最大限度節約注漿材料；
步驟二:選取尺寸與量程合適的土壓力盒5，置于土壓力盒夾具4中，數據線由B伴夾具鋼塊42側方預留的線孔