專利名稱：建筑物不均勻沉降的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量垂直位移的裝置，尤其是能快捷獲取建筑物不均勻沉降 數(shù)據(jù)的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
高層建筑及不穩(wěn)定地基上的建(構(gòu))筑物在施工及使用過程中會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降， 影響建構(gòu)筑物的安全，需要進(jìn)行建筑物沉降觀測(cè)?，F(xiàn)有的建筑物沉降觀測(cè)方法為傳統(tǒng)的精 密水準(zhǔn)測(cè)量，該方法在測(cè)量過程中要求將儀器架設(shè)在不受施工影響的穩(wěn)定位置，使儀器視 線不受施工防護(hù)網(wǎng)的阻擋，并且視線高度不能超過水準(zhǔn)尺的讀數(shù)范圍，前、后視距也應(yīng)保持 相等。在建筑物施工過程中要同時(shí)滿足上述測(cè)量要求較為困難，往往要進(jìn)行多次轉(zhuǎn)站，使作 業(yè)工作量增大，測(cè)量精度降低。在建筑物施工基坑回填之前，有的觀測(cè)點(diǎn)附近可能無法安置 水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，使精密水準(zhǔn)測(cè)量方法的應(yīng)用受到局限。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種測(cè)定建筑物不均勻沉降的裝置，它結(jié)構(gòu)簡單、使用 方便、能準(zhǔn)確地獲得高精度的建筑物不均勻沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種測(cè)定建筑物不均勻沉降的裝置，它包括測(cè)量 機(jī)構(gòu)、數(shù)碼攝像裝置，其特征是量測(cè)管通過連接軟管與主管垂直密封連通，主管一端通過 閥門與有色顯示液儲(chǔ)罐的出口連通，另一端通過閥門與有色顯示液回收罐連通。所述的量測(cè)管兩端套接有固定環(huán)，量測(cè)管上有帶液面讀數(shù)標(biāo)尺的透明顯示面，量 測(cè)管頂端有量測(cè)管蓋，量測(cè)管蓋上有通氣孔。所述的量測(cè)管端通過接頭與連接軟管一端連通，連接軟管另一端通過接頭與主管 連通。所述的有色顯示液儲(chǔ)罐內(nèi)有無毒、無味的帶色液體，或是自來水中加入有色墨水 形成的帶色液體以提高量測(cè)管中液面的清晰度。所述的主管上同時(shí)垂直連通多個(gè)相互平行的量測(cè)管。所述的液面讀數(shù)標(biāo)尺的零刻畫線在量測(cè)管的上部，最小分劃為1mm。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是它利用連通管液面高程相等原理與常規(guī)數(shù)碼攝像技術(shù)來測(cè) 定建筑物不均勻沉降的方法及裝置，以方便、準(zhǔn)確地獲得高精度的建筑物不均勻沉降觀測(cè) 數(shù)據(jù)。使用時(shí)連通管固定在建筑物士0標(biāo)高線附近，它包括主管、連接軟管和量測(cè)管。主 管沿建筑物四周墻體布設(shè)，量測(cè)管以鉛垂?fàn)顟B(tài)布設(shè)在建筑物沉降觀測(cè)的設(shè)計(jì)位置，并固定 在建筑物的承重立墻上，各個(gè)量測(cè)管的管頂高程保持基本相等。用連接軟管將量測(cè)管與主 管連接，使建筑物四周所有的量測(cè)管均與主管保持連通，形成連通管。有色液體從儲(chǔ)罐中輸 入主管后，各量測(cè)管中的液面高程將保持相等。在每個(gè)量測(cè)管上刻畫液面讀數(shù)標(biāo)尺。在建 筑物施工過程中，若不同位置的沉降量不等時(shí)，各量測(cè)管中的液面在標(biāo)尺上的讀數(shù)將產(chǎn)生
3變化，根據(jù)這種變化值可獲得建筑物的不均勻沉降量。
下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1是實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)施例量測(cè)管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是液面位置讀數(shù)示意圖；圖中1、主管；2、連接軟管；3、量測(cè)管；4、接頭；5、量測(cè)管蓋；6、通氣孔；7、固
定環(huán)；8、液面讀數(shù)標(biāo)尺；9、閥門；10、數(shù)碼攝像裝置；11、液面位置；12、承重立墻；13、儲(chǔ) 罐；14、回收罐。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 一種測(cè)定建筑物不均勻沉降的裝置，它包括測(cè)量機(jī)構(gòu)、數(shù)碼攝像裝置 10，其特征是量測(cè)管3通過連接軟管2與主管1垂直密封連通，主管1 一端通過閥門9與 有色顯示液儲(chǔ)罐出口連通，另一端通過閥門9與回收罐14連通。有色顯示液儲(chǔ)罐13內(nèi)有 無毒、無味的帶色液體。實(shí)施例2如圖1和圖2所示，它與實(shí)施例1基本相同，它的主管1通過根連接軟管 2分別同時(shí)垂直連通2個(gè)或多個(gè)相互平行的量測(cè)管3。它的量測(cè)管3兩端套接有固定環(huán)7，量測(cè)管上有帶液面讀數(shù)標(biāo)尺8的透明顯示面， 量測(cè)管3頂端有量測(cè)管蓋5，量測(cè)管蓋5上有通氣孔6。量測(cè)管3底端通過接頭4與連接軟 管2 —端連通，連接軟管2另一端通過接頭4與主管1連通。它的有色顯示液儲(chǔ)罐的顯示液是自來水中加入有色墨水形成的帶色液體以提高 量測(cè)管中液面的清晰度。它的主管是內(nèi)徑為15mm的普通PVC水管或熱熔水管。它的連接軟管是接口為15mm、長度為200mm的普通自來水軟管。它的量測(cè)管是白色透明的硬塑料管，其外徑為15mm、長度為200mm。量測(cè)管的下口 螺紋與連接軟管的上口套接，量測(cè)管的上口用塑料蓋封口，以防粉塵進(jìn)入管中。在塑料蓋中 央設(shè)置一直徑為2mm的通氣小孔，以保證在加入有色液體時(shí)連通管內(nèi)的空氣可順暢排出。它的量測(cè)管3液面讀數(shù)標(biāo)尺8是在加工量測(cè)管時(shí)刻畫在管外壁的長度標(biāo)尺，其零 端靠近量測(cè)管的頂部。標(biāo)尺的最小分劃為1mm，每IOmm標(biāo)注整數(shù)位置。它的數(shù)碼攝像裝置10可以將各量測(cè)管中的液面在液面讀數(shù)標(biāo)尺8上的位置拍攝 下來。在計(jì)算機(jī)中放大所拍攝的影像后，可保證液面位置讀數(shù)精確至0. Imm,比在現(xiàn)場(chǎng)用 人眼讀數(shù)的精度提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，相當(dāng)于二等精密水準(zhǔn)測(cè)量的讀數(shù)精度。由于各量測(cè)管中 的液面高程不存在誤差，則采用連通管與數(shù)碼攝像裝置獲取不均勻沉降量的精度不低于 士0. 1mm，完全可滿足建筑物沉降觀測(cè)的要求。使用時(shí)主管1沿建筑物四周布設(shè)，通過固定環(huán)7將主管固定在建筑物墻體上；量測(cè) 管3通過固定環(huán)7安置在建筑物的承重立墻12上，并使量測(cè)管處于鉛垂?fàn)顟B(tài)，液面讀數(shù)標(biāo) 尺面向墻外側(cè)；通過連接軟管2將量測(cè)管3與主管1連通，連接處為接頭4 ；量測(cè)管3的頂 端為量測(cè)管蓋5 ；量測(cè)管蓋5上設(shè)置通氣孔6 ；量測(cè)管3的外壁刻畫有液面讀數(shù)標(biāo)尺8。[0027]在首次沉降測(cè)量之前，在儲(chǔ)罐13中加滿有色液體，打開儲(chǔ)罐出口的閥門9，有色液 體從主管1輸入各個(gè)量測(cè)管3中，當(dāng)量測(cè)管3中液面高度大致處于液面讀數(shù)標(biāo)尺8的中間 位置時(shí)，關(guān)閉儲(chǔ)罐13的閥門9。若量測(cè)管3中的液面太高時(shí)，可打開回收罐14的閥門9，排 出部分有色液體，使量測(cè)管3的液面高度處于液面讀數(shù)標(biāo)尺8的中間位置附近。在量測(cè)管3中的液面穩(wěn)定后，采用普通數(shù)碼裝置10在近距離拍攝模式下，對(duì)每個(gè) 量測(cè)管進(jìn)行數(shù)碼拍照。在保證圖像清晰的條件下，盡可能靠近被拍攝的量測(cè)管，拍攝距離一 般在200—400mm。拍照時(shí)大致將鏡頭取景框中心正對(duì)準(zhǔn)量測(cè)管3中的液面位置11，以減小 照片變形誤差。如圖3所示，為了確定量測(cè)管中的液面位置11在液面讀數(shù)標(biāo)尺8中的精確讀數(shù)， 將所拍攝的數(shù)碼影像調(diào)入常規(guī)的繪圖軟件(如Auto-CAD或南方CASS等)中，在屏幕上放大 該影像，確定液面位置11與讀數(shù)標(biāo)尺的豎向刻畫線PQ的交點(diǎn)R，直接讀取液面位置的整毫 米數(shù)，毫米以下的讀數(shù)根據(jù)交點(diǎn)R到相鄰兩個(gè)毫米刻畫的屏幕距離按比例計(jì)算，并生成專 門的讀數(shù)文件。以圖3所示為例，液面位置讀數(shù)為51.60mm。在首次沉降觀測(cè)時(shí)，對(duì)每個(gè)量測(cè)管的初始液面位置進(jìn)行數(shù)碼拍照，生成原始液面 位置讀數(shù)文件，選擇一個(gè)量測(cè)管(如圖1中的Wl)作為基準(zhǔn)管，其原始液面讀數(shù)為T (1,1), 任一量測(cè)管Wn的原始液面讀數(shù)為T(l，n)，則量測(cè)管Wn相對(duì)于基準(zhǔn)管的原始液面讀數(shù)差為 D (l,n)= T (l,n)- T (Ll)0在建筑物沉降過程中，對(duì)同一時(shí)間各量測(cè)管的液面位置進(jìn) 行數(shù)碼拍照，獲得第t時(shí)間的量測(cè)管Wn相對(duì)于基準(zhǔn)管的液面讀數(shù)差D (t，η)= T (t，η)-T (t，l)。在整個(gè)沉降觀測(cè)期間，連通管中的液體可能會(huì)有所減少或增加，使液面高程及液 面讀數(shù)均發(fā)生變化，但只有在建筑物產(chǎn)生不均勻沉降并引起固定在墻體上的量測(cè)管發(fā)生相 對(duì)沉降的情況下，其液面讀數(shù)差D (t，n)才會(huì)發(fā)生變化。對(duì)于任一量測(cè)管Wn，將第t時(shí)間的 液面讀數(shù)差D (t，η)減去其原始液面讀數(shù)差D (1，η)，即為量測(cè)管Wn相對(duì)于基準(zhǔn)管Wl的 不均勻沉降量 h (t，n)3Ph (t，n)= D (t，n)_ D (l，n)。為了獲得建筑物的絕對(duì)沉降量，可在建筑物以外的穩(wěn)定地點(diǎn)設(shè)置高程基點(diǎn)BMjlJ 用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量高程基點(diǎn)BM與基準(zhǔn)量測(cè)管Wl之間的高差變化。在條件允許時(shí)，可直接 在建筑物外的高程基點(diǎn)處設(shè)置基準(zhǔn)量測(cè)管，這樣所獲得的不均勻沉降量即為各量測(cè)管的絕 對(duì)沉降量。該技術(shù)方法通過數(shù)碼拍照和圖像處理技術(shù)來提高量測(cè)管中液面位置的讀數(shù)精度， 也可采取重復(fù)拍照取平均讀數(shù)的方法來提高量測(cè)精度，特別適合建筑物不均勻沉降量的測(cè) 定。本實(shí)用新型專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，測(cè)量方法簡便實(shí)用，測(cè)定精度高且可靠，可在建 (構(gòu))筑物不均勻沉降觀測(cè)中推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求1.建筑物不均勻沉降的測(cè)量裝置，它包括測(cè)量機(jī)構(gòu)、數(shù)碼攝像裝置(10)，其特征是量 測(cè)管(3)通過連接軟管(2)與主管(1)垂直密封連通，主管(1) 一端通過閥門(9)與有色顯 示液儲(chǔ)罐出口連通，另一端通過閥門(9)與回收罐(14)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物不均勻沉降的測(cè)量裝置，其特征是所述的量測(cè)管(3)兩端套接有固定環(huán)(7)，量測(cè)管(3)上有帶液面讀數(shù)標(biāo)尺(8)的透明 顯示面，量測(cè)管(3)頂端有量測(cè)管蓋(5)，量測(cè)管蓋(5)上有通氣孔(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物不均勻沉降的測(cè)量裝置，其特征是所述的量測(cè)管(3) 底端通過接頭(4)與連接軟管(2) —端連通，連接軟管(2)另一端通過接頭(4)與主管(1) 連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物不均勻沉降的測(cè)量裝置，其特征是所述的有色顯示 液儲(chǔ)罐(13)內(nèi)有無毒、無味的帶色液體，或是自來水中加入有色墨水形成的帶色液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物不均勻沉降的測(cè)量裝置，其特征是所述的主管(1)通 過連接軟管(2 )分別同時(shí)垂直連通2個(gè)或多個(gè)相互平行的量測(cè)管(3 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑物不均勻沉降的測(cè)量裝置，其特征是所述的液面讀數(shù) 標(biāo)尺(8)的零刻畫線在量測(cè)管(3)的上部，最小分劃為1mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量垂直位移的裝置，尤其是能快捷獲取建筑物不均勻沉降數(shù)據(jù)的測(cè)量裝置，它包括測(cè)量機(jī)構(gòu)、數(shù)碼攝像裝置，其特征是量測(cè)管通過連接軟管與主管垂直密封連通，主管一端通過閥門與有色顯示液儲(chǔ)罐的出口連通，另一端通過閥門與有色顯示液回收罐連通；所述的量測(cè)管兩端套接有固定環(huán)，量測(cè)管上有帶液面讀數(shù)標(biāo)尺的透明顯示面，量測(cè)管頂端有量測(cè)管蓋，量測(cè)管蓋上有通氣孔；所述的量測(cè)管端通過接頭與連接軟管一端連通，連接軟管另一端通過接頭與主管連通。它提供了一種測(cè)定建筑物不均勻沉降的裝置，它結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、能準(zhǔn)確地獲得高精度的建筑物不均勻沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01C5/04GK201876258SQ201020641200
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者湯伏全 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)