[发明专利]一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法

说明书

技术领域

本发明属于桩基工程领域，涉及桩基水平承载力测试及基坑支护、边坡支挡、路基加固过程中水平受荷桩的监测问题，具体说是一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法。

背景技术

在各类工程建设中，包括基坑支护、边坡支挡、路基加固、海堤防护等，往往需要对水平受荷桩进行侧向受力与变形的时时监测，对于建筑桩基水平承载力检测，则需要测试单桩在加载过程中的桩身内力和桩侧土压力变化规律。近些年来，伴随高层建筑和超高层建筑的兴建以及大深度地下空间的开发，桩基工程的建设规模越来越大，桩基水平承载环境也越来越复杂，要求也越来越严格。对于水平受荷桩承载特性及其长期变形规律研究，采用桩身、桩侧分别埋设表面应变计、土压力盒等传感器的方法进行观测被认为是最有效的测试手段。但存在的问题是，灌注桩桩身传感器的布设方法已经较为成熟，而预制桩由于混凝土事先预制成型，传感器布设难度非常大。一方面，由于施工进度，测试人员很难确保在制桩过程中提前埋设好应变计和土压力盒，另一方面，若在预制桩做好后再在其表面直接粘贴固定应变计、土压力盒，由于预制桩要挤土沉入土中，凸显在桩表面的应变计、土压力盒及其导线很容易损坏。以往试验多采用桩身现场刻槽的方式进行传感器布设，但该方法施工难度大、耗时长、成本高，尤其是埋设的传感器成活率低，较难满足测试要求。因此，鉴于以上预制桩测试传感器布设方法的缺陷，及可参照的高效埋设技术仍然稀少，亟待需要提出一种新的预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法。

目前桩基检测中土压力盒的布设方法最常见的有挂布法、钻孔法和直接刻槽法，其中挂布法只适用于灌注桩水平承载力检测。而钻孔法、直接刻槽法应用于预制桩水平承载力检测存在施工复杂，成本较高等缺点，大量的工程实践也表明两种方法的测试精度较难保证。土压力盒的埋设要求其受力面能准确传递土压力，而与之相对的另外一面固定不动，且要充分确保传感器在整个沉桩过程中不发生损坏，这对试桩阶段土压力盒的布设及保护要求极高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种用于预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设的方法，防止现场施工环境对测试元件的损害，从而显著提高测试元件的成活率，确保桩基工程测试、监测工作的顺利进行。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法，桩型可以为预制管桩或预制方桩，包括以下步骤：步骤一：在桩身上设置好表面应变计和土压力盒的布设位置，沿着该布设位置钻孔，所述孔的数目一个以上，用于插入固定筋，一根固定筋对应一个孔设置；步骤二：选用一对走线钢筋在桩体表面形成凹槽，走线钢筋为凹槽的侧壁，桩体表面为凹槽的底面；所述走线钢筋通过与各个固定筋点焊，紧贴于桩体表面，所述表面应变计和土压力盒放置于凹槽内；除预设的表面应变计、土压力盒安放位置处走线钢筋有弧形弯曲外，其余位置的走线钢筋与桩长方向平行，并沿桩身水平受力方向对称分布；步骤三：将表面应变计、土压力盒放入凹槽内固定好后，再将表面应变计与土压力盒的导线逐根由测试点引至桩顶，导线夹在两根走线钢筋空隙之间，最后，在凹槽内填充环氧树脂材料，对表面应变计、土压力盒和导线进行密封。

现有的刻槽方法不仅费时费力，且常常受限于槽深问题，槽刻浅了无法放下表面应变计和土压力盒，槽刻深了容易破坏内部钢筋，本发明方法通过走线钢筋来形成凹槽，供表面应变计和土压力盒布设，不仅工艺简单，无需刻槽，也避免了刻槽时出现的问题，简化工艺，效果更好；此外，在放置表面应变计、土压力盒和导线后，采用环氧树脂材料填充凹槽，起到保护表面应变计、土压力盒的作用，防止现场施工环境对测试元件的损害。

进一步，所述步骤二中，表面应变计和土压力盒放置于凹槽内后，在表面应变计的底部、土压力盒的底部还分别设有一根加设筋，该加设筋的两端分别与两条走线钢筋焊接固定。设置加设筋，可以在桩身沉降的过程当中，起到挡土的作用，避免沉桩过程中土体进入保护腔体内对表面应变计、土压力盒造成挤压破坏。

进一步，还设有步骤四，还罩有一层薄铁皮，所述薄铁皮与走线钢筋和加设筋点焊连接，薄铁皮位于环氧树脂层的外侧，并罩住表面应变计和土压力盒，所述薄铁皮的厚度小于0.5mm。由于在环氧树脂保护层的外侧又设置一层薄铁皮，使得环氧树脂、薄铁皮在沉桩过程中一起发挥缓冲和保护传感器的作用，二次保护显著提高测试元件的成活率，确保桩基工程测试、监测工作的顺利进行。