[发明专利]后植入式后张预应力大管桩桩身轴力测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种后植入式后张预应力大管桩桩身轴力测试装置及测试方法，包括由数节混凝土管桩拼接而成的后张预应力大管桩；每节混凝土管桩的管桩壁中心位置预装有对称分布的两个金属管；数节混凝土管桩拼接后相邻的混凝土管桩的金属管拼接形成贯通的传感器安装通道，在传感器安装通道设有Bragg光纤光栅应变传感器；连接Bragg光纤光栅应变传感器的光纤导线由光纤导线引导口伸出连接光纤光栅解调仪；在传感器安装通道内密实填充有压浆剂；在靠近桩顶部位预埋有标定断面传感器。本发明提高了传感器的存活率和准确性；使应变测试效果达到最佳；孔道后压浆的工艺既保护了传感器，又提高了传感器的安装效率和效果，提升了轴力测试的正确性和精确度。

技术领域

本发明涉及港口工程、基桩工程技术领域，特别是涉及到一种后植入式后张预应力大管桩桩身轴力测试装置及测试方法。

背景技术

高桩码头静载试桩的主要目的是测试桩基总承载力和土体分层侧摩阻力、端阻力值，测试成果用于验证设计承载力和优化设计，重要性非常突出。其中，土体分层侧摩阻力、端阻力值主要靠测试桩身分段轴力来实现。

目前，大型港口工程高桩码头逐步开始推广使用后张法预应力混凝土大管桩，该类型桩具有造价低、桩身抗拉强度高、耐久性高等优点。后张法预应力混凝土大管桩，桩径一般为1.2m或1.4m，由多节桩体经过钢绞线张拉后连接成较长的桩体。单节长度不超过10m，单节桩体在制备过程中经过高速旋转成桩和高温蒸汽养护，形成C60强度以上级别的单节管节。多个单节桩体经过粘接剂粘接，张拉，压浆，放张等四个工艺后形成完整长桩，同时在桩尖部位安装钢桩靴形成最终后张法预应力大管桩成品。

现有的后张法预应力混凝土大管桩的桩身轴力测试方法主要包括两类。第一类，是在单节管节制桩过程中预先埋入混凝土应变计测试桩身应变，在将各管节传感器数据线相连形成测试体系。该类方法存在的较明显的缺陷：①传感器经过高速旋转成桩和高温蒸养存活率低，②多管节数据线串联工艺难，接线部位容易在施工中损坏，无法保证测试质量。第二类，是在大管桩成桩后在管体混凝土内壁粘贴传感器和数据导线并加以保护。该类方法的明显缺陷是：①旋转成桩工艺导致内壁混凝土松散浮浆多，弹模不正常，测试结果误差较大，②外露导线经过包覆保护容易在打桩过程中发生土体挤压损坏，无法保证测试质量。

为此申请人设计开发了解决上述问题的一种后植入式后张预应力大管桩桩身轴力测试装置及测试方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种后植入式后张预应力大管桩桩身轴力测试装置及测试方法。

本发明是这样实现的，一种后植入式后张预应力大管桩桩身轴力测试装置，包括由数节混凝土管桩拼接而成的后张预应力大管桩；其特征在于：每节混凝土管桩的管桩壁中心位置预装有两个直径小于混凝土管桩的壁厚的金属管，两个金属管相对于混凝土管桩的中心成对称分布；且两个金属管的长度等于混凝土管桩的长度；数节混凝土管桩拼接后相邻的混凝土管桩的金属管拼接形成贯通的传感器安装通道，在上述的传感器安装通道内对应试桩位置土层各分界处均设有用于测量桩身轴力的Bragg光纤光栅应变传感器；所述Bragg光纤光栅应变传感器连接光纤导线；在位于上部的混凝土管桩的内侧设有与金属管连通的光纤导线引导口；上述的连接Bragg光纤光栅应变传感器的光纤导线由光纤导线引导口伸出连接光纤光栅解调仪；在上述传感器安装通道内密实填充有压浆剂，压浆剂凝固后Bragg光纤光栅应变传感器、光纤导线、金属管以及混凝土管桩形成一体结构；在靠近桩顶部位预埋有计算截面综合弹性模量的标定断面传感器。

上述技术方案优选的，每通道布置6～8个的Bragg光纤光栅应变传感器；上述的Bragg光纤光栅应变传感器由铠装光纤串接。

上述技术方案优选的，所述Bragg光纤光栅应变传感器的两端均通过金属夹头连接铠装光纤。

上述技术方案优选的，金属管的外径不大于1/3的混凝土管桩管壁厚度。