专利名称：建筑物不均匀沉降的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量垂直位移的装置，尤其是能快捷获取建筑物不均勻沉降 数据的测量装置。
背景技术：
高层建筑及不稳定地基上的建(构)筑物在施工及使用过程中会产生不均勻沉降， 影响建构筑物的安全，需要进行建筑物沉降观测。现有的建筑物沉降观测方法为传统的精 密水准测量，该方法在测量过程中要求将仪器架设在不受施工影响的稳定位置，使仪器视 线不受施工防护网的阻挡，并且视线高度不能超过水准尺的读数范围，前、后视距也应保持 相等。在建筑物施工过程中要同时满足上述测量要求较为困难，往往要进行多次转站，使作 业工作量增大，测量精度降低。在建筑物施工基坑回填之前，有的观测点附近可能无法安置 水准仪进行测量，使精密水准测量方法的应用受到局限。
发明内容本实用新型的目的是提供一种测定建筑物不均勻沉降的装置，它结构简单、使用 方便、能准确地获得高精度的建筑物不均勻沉降观测数据。本实用新型的技术方案是设计一种测定建筑物不均勻沉降的装置，它包括测量 机构、数码摄像装置，其特征是量测管通过连接软管与主管垂直密封连通，主管一端通过 阀门与有色显示液储罐的出口连通，另一端通过阀门与有色显示液回收罐连通。所述的量测管两端套接有固定环，量测管上有带液面读数标尺的透明显示面，量 测管顶端有量测管盖，量测管盖上有通气孔。所述的量测管端通过接头与连接软管一端连通，连接软管另一端通过接头与主管 连通。所述的有色显示液储罐内有无毒、无味的带色液体，或是自来水中加入有色墨水 形成的带色液体以提高量测管中液面的清晰度。所述的主管上同时垂直连通多个相互平行的量测管。所述的液面读数标尺的零刻画线在量测管的上部，最小分划为1mm。本实用新型的特点是它利用连通管液面高程相等原理与常规数码摄像技术来测 定建筑物不均勻沉降的方法及装置，以方便、准确地获得高精度的建筑物不均勻沉降观测 数据。使用时连通管固定在建筑物士0标高线附近，它包括主管、连接软管和量测管。主 管沿建筑物四周墙体布设，量测管以铅垂状态布设在建筑物沉降观测的设计位置，并固定 在建筑物的承重立墙上，各个量测管的管顶高程保持基本相等。用连接软管将量测管与主 管连接，使建筑物四周所有的量测管均与主管保持连通，形成连通管。有色液体从储罐中输 入主管后，各量测管中的液面高程将保持相等。在每个量测管上刻画液面读数标尺。在建 筑物施工过程中，若不同位置的沉降量不等时，各量测管中的液面在标尺上的读数将产生
3变化，根据这种变化值可获得建筑物的不均勻沉降量。

下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明。图1是实施例结构示意图；图2是实施例量测管结构示意图；图3是液面位置读数示意图；图中1、主管；2、连接软管；3、量测管；4、接头；5、量测管盖；6、通气孔；7、固
定环；8、液面读数标尺；9、阀门；10、数码摄像装置；11、液面位置；12、承重立墙；13、储 罐；14、回收罐。
具体实施方式
实施例1 一种测定建筑物不均勻沉降的装置，它包括测量机构、数码摄像装置 10，其特征是量测管3通过连接软管2与主管1垂直密封连通，主管1 一端通过阀门9与 有色显示液储罐出口连通，另一端通过阀门9与回收罐14连通。有色显示液储罐13内有 无毒、无味的带色液体。实施例2如图1和图2所示，它与实施例1基本相同，它的主管1通过根连接软管 2分别同时垂直连通2个或多个相互平行的量测管3。它的量测管3两端套接有固定环7，量测管上有带液面读数标尺8的透明显示面， 量测管3顶端有量测管盖5，量测管盖5上有通气孔6。量测管3底端通过接头4与连接软 管2 —端连通，连接软管2另一端通过接头4与主管1连通。它的有色显示液储罐的显示液是自来水中加入有色墨水形成的带色液体以提高 量测管中液面的清晰度。它的主管是内径为15mm的普通PVC水管或热熔水管。它的连接软管是接口为15mm、长度为200mm的普通自来水软管。它的量测管是白色透明的硬塑料管，其外径为15mm、长度为200mm。量测管的下口 螺纹与连接软管的上口套接，量测管的上口用塑料盖封口，以防粉尘进入管中。在塑料盖中 央设置一直径为2mm的通气小孔，以保证在加入有色液体时连通管内的空气可顺畅排出。它的量测管3液面读数标尺8是在加工量测管时刻画在管外壁的长度标尺，其零 端靠近量测管的顶部。标尺的最小分划为1mm，每IOmm标注整数位置。它的数码摄像装置10可以将各量测管中的液面在液面读数标尺8上的位置拍摄 下来。在计算机中放大所拍摄的影像后，可保证液面位置读数精确至0. Imm,比在现场用 人眼读数的精度提高一个数量级，相当于二等精密水准测量的读数精度。由于各量测管中 的液面高程不存在误差，则采用连通管与数码摄像装置获取不均勻沉降量的精度不低于 士0. 1mm，完全可满足建筑物沉降观测的要求。使用时主管1沿建筑物四周布设，通过固定环7将主管固定在建筑物墙体上；量测 管3通过固定环7安置在建筑物的承重立墙12上，并使量测管处于铅垂状态，液面读数标 尺面向墙外侧；通过连接软管2将量测管3与主管1连通，连接处为接头4 ；量测管3的顶 端为量测管盖5 ；量测管盖5上设置通气孔6 ；量测管3的外壁刻画有液面读数标尺8。[0027]在首次沉降测量之前，在储罐13中加满有色液体，打开储罐出口的阀门9，有色液 体从主管1输入各个量测管3中，当量测管3中液面高度大致处于液面读数标尺8的中间 位置时，关闭储罐13的阀门9。若量测管3中的液面太高时，可打开回收罐14的阀门9，排 出部分有色液体，使量测管3的液面高度处于液面读数标尺8的中间位置附近。在量测管3中的液面稳定后，采用普通数码装置10在近距离拍摄模式下，对每个 量测管进行数码拍照。在保证图像清晰的条件下，尽可能靠近被拍摄的量测管，拍摄距离一 般在200—400mm。拍照时大致将镜头取景框中心正对准量测管3中的液面位置11，以减小 照片变形误差。如图3所示，为了确定量测管中的液面位置11在液面读数标尺8中的精确读数， 将所拍摄的数码影像调入常规的绘图软件(如Auto-CAD或南方CASS等)中，在屏幕上放大 该影像，确定液面位置11与读数标尺的竖向刻画线PQ的交点R，直接读取液面位置的整毫 米数，毫米以下的读数根据交点R到相邻两个毫米刻画的屏幕距离按比例计算，并生成专 门的读数文件。以图3所示为例，液面位置读数为51.60mm。在首次沉降观测时，对每个量测管的初始液面位置进行数码拍照，生成原始液面 位置读数文件，选择一个量测管(如图1中的Wl)作为基准管，其原始液面读数为T (1,1), 任一量测管Wn的原始液面读数为T(l，n)，则量测管Wn相对于基准管的原始液面读数差为 D (l,n)= T (l,n)- T (Ll)0在建筑物沉降过程中，对同一时间各量测管的液面位置进 行数码拍照，获得第t时间的量测管Wn相对于基准管的液面读数差D (t，η)= T (t，η)-T (t，l)。在整个沉降观测期间，连通管中的液体可能会有所减少或增加，使液面高程及液 面读数均发生变化，但只有在建筑物产生不均勻沉降并引起固定在墙体上的量测管发生相 对沉降的情况下，其液面读数差D (t，n)才会发生变化。对于任一量测管Wn，将第t时间的 液面读数差D (t，η)减去其原始液面读数差D (1，η)，即为量测管Wn相对于基准管Wl的 不均勻沉降量 h (t，n)3Ph (t，n)= D (t，n)_ D (l，n)。为了获得建筑物的绝对沉降量，可在建筑物以外的稳定地点设置高程基点BMjlJ 用精密水准仪测量高程基点BM与基准量测管Wl之间的高差变化。在条件允许时，可直接 在建筑物外的高程基点处设置基准量测管，这样所获得的不均勻沉降量即为各量测管的绝 对沉降量。该技术方法通过数码拍照和图像处理技术来提高量测管中液面位置的读数精度， 也可采取重复拍照取平均读数的方法来提高量测精度，特别适合建筑物不均勻沉降量的测 定。本实用新型专利技术与现有技术相比，测量方法简便实用，测定精度高且可靠，可在建 (构)筑物不均勻沉降观测中推广应用。
权利要求1.建筑物不均勻沉降的测量装置，它包括测量机构、数码摄像装置(10)，其特征是量 测管(3)通过连接软管(2)与主管(1)垂直密封连通，主管(1) 一端通过阀门(9)与有色显 示液储罐出口连通，另一端通过阀门(9)与回收罐(14)连通。
2.根据权利要求1所述的建筑物不均勻沉降的测量装置，其特征是所述的量测管(3)两端套接有固定环(7)，量测管(3)上有带液面读数标尺(8)的透明 显示面，量测管(3)顶端有量测管盖(5)，量测管盖(5)上有通气孔(6)。
3.根据权利要求1所述的建筑物不均勻沉降的测量装置，其特征是所述的量测管(3) 底端通过接头(4)与连接软管(2) —端连通，连接软管(2)另一端通过接头(4)与主管(1) 连通。
4.根据权利要求1所述的建筑物不均勻沉降的测量装置，其特征是所述的有色显示 液储罐(13)内有无毒、无味的带色液体，或是自来水中加入有色墨水形成的带色液体。
5.根据权利要求1所述的建筑物不均勻沉降的测量装置，其特征是所述的主管(1)通 过连接软管(2 )分别同时垂直连通2个或多个相互平行的量测管(3 )。
6.根据权利要求2所述的建筑物不均勻沉降的测量装置，其特征是所述的液面读数 标尺(8)的零刻画线在量测管(3)的上部，最小分划为1mm。
专利摘要本实用新型涉及一种测量垂直位移的装置，尤其是能快捷获取建筑物不均匀沉降数据的测量装置，它包括测量机构、数码摄像装置，其特征是量测管通过连接软管与主管垂直密封连通，主管一端通过阀门与有色显示液储罐的出口连通，另一端通过阀门与有色显示液回收罐连通；所述的量测管两端套接有固定环，量测管上有带液面读数标尺的透明显示面，量测管顶端有量测管盖，量测管盖上有通气孔；所述的量测管端通过接头与连接软管一端连通，连接软管另一端通过接头与主管连通。它提供了一种测定建筑物不均匀沉降的装置，它结构简单、使用方便、能准确地获得高精度的建筑物不均匀沉降观测数据。
文档编号G01C5/04GK201876258SQ201020641200
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者汤伏全 申请人:西安科技大学