[发明专利]基于分布式光纤传感技术的基桩挠度量测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于分布式光纤传感技术的基桩挠度量测方法，主要适用于钢管桩、钢筋混凝土预制桩及钢筋混凝土钻孔灌注桩等基桩的桩身挠度量测。

背景技术

基桩是工程建设中常用的地基处理方法，它不仅仅承担竖向荷载，且往往承担水平荷载，如基坑工程的支护桩、挡墙下的基桩、高耸结构下的基桩、港口码头工程的基桩、风力发电塔下的基桩、海洋平台下的基桩等等。在工程设计时，一般需通过水平静载荷试验量测桩顶水平位移，确定基桩水平承载力，计算岩土体水平弹性抗力系数；有时也埋设一些点式传感器（如钢筋应力计）量测桩身的应力变化，了解基桩受力情况。但在工程运行期，很少对基桩的挠度等性状进行监测，因此，基桩的实际受力状况是一个未知数。

随着光纤传感解调技术（布里渊解调技术BOTDA/BODTR）的不断发展，一根传感光缆既能感应应变又能传输信号，形成分布式应变传感器。基于布里渊散射的分布式光纤传感技术，具有耐久性好、无零点漂移、不带电工作、抗电磁干扰、传输带宽大等突出优点，可以实现对待测参数的连续分布式，目前在土木、水利、电力、交通、石化、海洋等领域推广运用，但基于分布式光纤传感技术量测基桩挠度的方法与系统尚未见到。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种基于分布式光纤传感技术的基桩挠度量测方法，实时获取基桩的桩身挠度，监测基桩稳定性。

本发明所采用的技术方案是：基于分布式光纤传感技术的基桩挠度量测方法，其特征在于步骤如下：

a、在基桩的边缘处设置一组与其轴线平行、并以该轴线为中心线对称布置的传感光缆；

b、采用布里渊解调技术实时量测基桩在水平荷载作用下各截面的压缩应变和拉伸应变；

c、利用以下公式计算出基桩各截面的挠度，

fi=Σi=1N[(Δxi)2R(ΔϵDi)]]]>

式中，Δx_i为沿基桩长度上下两测量截面的间距，R为某截面上对称两应变测点距离的一半，△ε_Di为某一截面上对称两点的应变差。

对于打入桩，传感光缆的埋设步骤如下，

a1、在基桩上设置一组与其轴线平行、并以该轴线为中心线对称布置的预埋钢管，各预埋钢管的两端均伸出每节基桩两端；

a2、进行基桩打入施工，施工过程中，在位于最底端的预埋钢管底部，以及位于最顶端的预埋钢管顶部分别设置底盖和顶盖；

a3、将传感光缆从中部折弯180度，并将该折弯部固定于金属支架上使其平滑过渡；

a4、待打桩休止期过后，将传感光缆及一根注浆软管一同放入预埋钢管内，直到传感光缆的折弯部伸至预埋钢管底部；

a5、通过注浆软管向预埋钢管内注浆，直至管口出浆，待管内浆液凝固后即完成传感光缆的埋设。

基桩打入施工过程中需要接桩时，将两节基桩上的各预埋钢管一一对齐，然后将对应的两根预埋钢管端部密封连接。

所述基桩为钢管桩，所述预埋钢管通过焊接的方式固定于该钢管桩的外壁或内壁上。

所述基桩为钢筋混凝土预制桩，在制作钢筋混凝土预制桩的钢筋笼时，将预埋钢管绑扎在钢筋笼上，然后进行预制桩的施工，将预埋钢管预先埋设于钢筋混凝土预制桩内。

对于灌注桩，传感光缆的埋设步骤如下，

a11、在制作灌注桩的钢筋笼时，将预埋钢管绑扎在钢筋笼上，各预埋钢管的两端均伸出每节钢筋笼的两端；

a12、进行灌注桩的混凝土浇筑施工，控制各预埋钢管与该灌注桩轴线平行、并以该轴线为中心线对称布置；施工过程中保证无异物进入预埋钢管内；