适用于多年冻土区的变形监测基准点装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种适用于多年冻土区的变形监测基准点装置，包括基准杆和桶形的套管，基准杆非基准点的一端固接有基准杆底座，套管底部设有直径与基准杆直径相适配的通孔，使用时，将套管套装在基准杆上，套管顶部位置低于基准杆顶端位置，基准杆与套管之间灌注冻土区寒季不易冻结的润滑材料。本变形监测基准点装置在季节冻融过程中只有套管的位置可能变动，而作为不动点的基准杆不发生位置改变，有效规避了多年冻土区季节冻融作用对基准点的干扰，确保了变形监测的准确性。现场安装速度快、施工简便、可靠性高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于多年冻土区监测
，涉及一种适用于多年冻土区的变形监测基准点装置，可广泛应用于多年冻土区工程领域中的变形监测。
技术介绍
全球陆地总面积约为14950万km2，而整个地球陆地面积的1/5是多年冻土，约3000万km2。我国多年冻土面积约为215万km2，占国土面积的22. 3%，主要分布在东北高纬度地区的大、小兴安岭和松嫩平原北部及西部高山和青藏高原。这些地区大多属于内陆偏远地区，经济欠发达，资源丰富，经济开发前景广阔。为了发展该地区的经济、民生，国家逐年加大对该区域的工程建设力度，但是由于多年冻土地基的特殊工程性能，给工程的建设和其后的养护维修带来极大的难题。变形监测作为评价和预测工程可靠性的一种手段，被广泛应用在工程建设及其后的养护维修中，但是要有一个可靠的变形监测结果必须先有一个稳定可靠的基准点作为支撑。多年冻土区气候严寒，地基土主要由季节融化层和永冻层组成。季节融化层在季节周期循环过程中反复冻融，对埋设于地基土中的构筑物或杆件产生冻拔作用，轻者使其产生向上挪动，重则拔起。对基准点的稳定带来严重的威胁，这样就造成变形监测数据的不确定性，给工程变形监测工作带来较大的问题。而对于永冻层，则会由于全球气候变暖、人为活动及其他导致永冻层升温的因素而产生融化，导致工程构筑物或杆件下沉，这些都影响基准点的可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种适用于多年冻土区的变形监测基准点装置，不受冻土区冻胀作用的影响，可靠性好，解决了多年冻土区由于季节冻胀作用而引起的基准点变形问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是一种适用于多年冻土区的变形监测基准点装置，包括基准杆和桶形的套管，基准杆非基准点的一端固接有基准杆底座，套管底部设有直径与基准杆直径相适配的通孔，使用时，将套管套装在基准杆上，套管顶部位置低于基准杆顶端位置，基准杆与套管之间灌注冻土区寒季不易冻结的润滑材料。本技术变形监测基准点装置具有如下优点I)采用的材料及构件均为标准型号，易于标准化生产加工；2)装卸运输方便，组件安装简单实用；3)施工工艺简单易操作；4)基准杆加底座置于多年冻土钻孔中，并灌入粘土浆，通过低温条件可以将基准桩冻结固定在多年冻土中，增加基准杆的抗冻拔性；5)在季节融化层中，基准杆外侧有一套管，基准杆和套管之间填充凡士林或者其他润滑材料，这样在季节冻结融化过程中只有套管可能发生位移，而作为不动点的基准杆则不发生位移，进而保证了基准点的稳定。附图说明图1是本技术变形监测基准点装置的结构示意图。图2是本技术变形监测基准点装置的安装流程示意图。图3是本技术变形监测基准点装置的安装状态图。图中1.基准杆，2.套管，3.腔室，4.基准杆底座，5.套管座，6.安装孔。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。变形监测作为评价和预测工程可靠性的一种手段，广泛应用于工程建设及其后的养护维修中，可靠的变形监测结果必须先有一个稳定可靠的基准点作为支撑。多年冻土区气候严寒，季节融化层在季节周期循环过程中反复冻融，对埋设于地基土中的构筑物或杆件产生冻拔作用，使其产生向上挪动或拔起。而对于永冻层，在多种因素的影响下产生融化，导致工程构筑物或杆件下沉，这些都影响基准点的可靠性。为了解决多年冻土区变形监测基准点不可靠的问题，本技术提供了一种结构如图1所示的适用于多年冻土区的变形监测基准点装置，包括基准杆I和桶形的套管2 ;基准杆I的一端为尖端，该尖端的顶点即为基准点，基准杆I的另一端固接有基准杆底座4,基准杆底座4的底面与基准杆I的端面相平齐，基准杆底座4还通过加强筋与基准杆固接；套管2底部为套管座5，套管座5上设有直径与基准杆I直径相适配的通孔，基准杆I的直径小于套管2的内径。使用时，将套管2套装在基准杆I上，使套管座5朝向基准杆I固接有基准杆底座4的一端，套管2与基准杆I之间形成腔室3，在腔室3内灌注冻土区寒季不易冻结的润滑材料，优选凡士林。基准杆1、基准杆底座4及套管2均采用钢或者其他抗冻抗变形防开裂性能较好的材料制成。基准杆I由多根空心或实心表面光滑杆件依次连接而成，相邻的杆件通过管箍相连接。使用本技术变形监测基准点装置时，需要按图2所示的安装流程将其稳固地安装在监测地点在预先选定的多年冻土地段钻孔，并清空，得到安装孔6，如图3所示；将基准杆I放入安装孔6内，使基准杆底座4放置于安装孔6底面上，基准杆I的埋置深度至少为选定的多年冻土地段冻土上限深度的2倍，保持基准杆I直立，将搅拌好的粘土砂浆灌入安装孔6充分回填，以使粘土砂浆和周围土体完全冻结，增加基准杆I的抗拔强度；灌入安装孔6的粘土砂浆的高度等于基准杆I的长度减去套管2的长度再减去5 20cm后的差值；因为冻土区在冻融过程中，有可能上拔套管2。套管2上拔一定量之后极有可能因为套管2的存在影响到基准杆I的使用。安装时，若基准杆I顶端的基准点与套管2顶面之间的距离小于5cm，在冻融作用下套管2稍加拔起就会影响基准桩的正常使用；若基准杆I顶端的基准点与套管2顶面之间的距离超过20cm，在冻融作用下也将影响基准桩的施工和使用。因此，本技术变形监测基准点装置安装过程中基准杆I顶部基准点要高出套管2顶面5 20cm。将套管2套装在基准杆I上，使套管座5朝下，套管2顶部位置低于基准杆I顶部位置，再用粗沙或碎石继续填充安装孔6，将套管2外侧与安装孔6之间的空隙回填密实，以减小切向冻胀力。在基准杆I与套管2之间的腔室3内灌入冻土区寒季不易冻结的润滑材料，完成变形监测基准点装置的安装。使用冻土区寒季不易冻结的润滑材料，不仅能防止水进入基准杆I和套管2之间的腔室3，避免基准杆I和套管2相互冻结，而且在套管2有上拔现象时，也影响不到基准杆1，保证了基准杆I的稳定性。安装过程中需严格控制安装孔6的孔径、孔深及填土厚度，避免形成套管2顶部高于基准杆I顶部的现象。在寒区，影响基准点稳定的因素主要有两个，一个是多年冻土的融沉，一个就是季节冻融产生的冻胀和融沉。本变形监测基准点装置使用时，将基准杆I置入深层多年冻土中，利用地基多年冻土的低温条件将基准杆I冻结稳定，可以有效避免发生沉降变形；在基准杆I位于季节融化层位置处的部分设置套管2，并加入防冻润滑剂，这样在季节冻融过程中可以保证地基土产生的冻胀主要作用在套管2上，而套管2与基准杆I之间灌注的润滑剂不会将作用在套管2上的的冻胀施加于基准杆I上，从而避免了季节冻融对基准杆I的冻胀。因此，该装置可有效规避寒区条件对变形基准点准确性的干扰，保证基准点的稳定，最终确保变形监测的可靠。本变形监测基准点装置在季节冻融过程中只有套管2的位置可能变动，而作为不动点的基准杆I不发生位置改变，采用防冻拔措施来消除多年冻土区冻胀对基准点的干扰，确保基准点成为稳定的“不动点”。有效规避了多年冻土区季节冻融作用对基准点的干扰，确保了变形监测的准确性。现场安装速度快、施工简便、可靠性高。在青藏铁路建设期间，本申请的申请人在试验路段采用本技术变形监测基准点装置作为工程建设及其后养护维修的基准点，水准基点的埋设过程经现场调查完全附合施工技术要求，经过至少一个冻融循环后，对试验路段的桥墩基准点和所埋设的水准基点进行复测。假本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于多年冻土区的变形监测基准点装置，其特征是：包括基准杆（1）和桶形的套管（2），基准杆（1）非基准点的一端固接有基准杆底座（4），套管（2）底部设有直径与基准杆（1）直径相适配的通孔，使用时，将套管（2）套装在基准杆（1）上，套管（2）顶部位置低于基准杆（1）顶端位置，基准杆（1）与套管（2）之间灌注冻土区寒季不易冻结的润滑材料。

【技术特征摘要】
1.一种适用于多年冻土区的变形监测基准点装置，其特征是包括基准杆(I)和桶形的套管(2)，基准杆(I)非基准点的一端固接有基准杆底座(4)，套管(2)底部设有直径与基准杆(I)直径相适配的通孔，使用时，将套管(2 )套装在基准杆(I)上，套管(2 )顶部位置低于基准杆(I)顶端位置，基准杆(I)与套...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永鹏，黄小铭，李勇，熊治文，韩龙武，蒋富强，程佳，赵相卿，蔡汉成，李奋，朱兆荣，
申请(专利权)人：中铁西北科学研究院有限公司，
类型：实用新型
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