[发明专利]一种混凝土灌注桩静载荷试验偏载监测方法

权利要求书

1.一种基于压电阻抗频移的混凝土灌注桩静载荷试验偏载监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在混凝土灌注桩浇注过程中，在桩顶预埋若干周向分布的压电陶瓷片传感器，其中多个压电陶瓷片传感器位于同一层；

步骤2、将压电陶瓷片传感器通过线缆引出桩身外与阻抗分析仪相连，将阻抗分析仪与计算机终端相连，浇注并养护混凝土灌注桩；

步骤3、待混凝土灌注桩养护结束后，搭建静载荷试验平台，进行静载荷试验；

步骤4、计算机终端通过阻抗分析仪产生扫频电压信号，扫频电压信号驱动所有压电陶瓷片传感器在混凝土灌注桩内产生机械振动，振动应力波信号在桩内相应区域内传播，之后应力波反馈信号又被所有压电陶瓷片传感器获取，转换为电阻抗信号，经阻抗分析仪转化为数字信号，然后传输给计算机终端，通过计算机进行数据分析；

步骤5、按照步骤4方法，将静载荷试验未加载时，所测得的压电陶瓷片传感器的电阻抗信号作为基准信号，构建识别特征参数基准值，之后监测加载各阶段所获取的电阻抗信号识别特征参数，将各阶段监测值与基准值对比分析，进而推出桩顶部位混凝土压应力的变化，判定静载荷试验的偏心状态和偏心方向；

所述步骤5中的具体方法如下：

通过计算机在电阻抗信号中提取混凝土桩身的特征频率，混凝土桩身的特征频率的变化定义如下：

公式（1）

公式（1）中为混凝土桩身的特征频率变化量，为与混凝土桩身相关的常数，为混凝土顶部桩身所受轴向压力的变化量，通过计算和对比每个压电陶瓷片传感器检测的特征频率偏移量，即可判断试验荷载所施加到桩顶截面的偏载方向；

所述压电陶瓷片传感器通过托板预埋在混凝土灌注桩内，所述托板包括环形骨架和若干均布于环形骨架上的卡座，所述卡座用于固定所述压电陶瓷片传感器。

2.如权利要求1所述一种基于压电阻抗频移的混凝土灌注桩静载荷试验偏载监测方法，其特征在于：所述压电陶瓷片传感器安装在卡座内后通过环氧树脂胶进行填充封装。

3.如权利要求1所述一种基于压电阻抗频移的混凝土灌注桩静载荷试验偏载监测方法，其特征在于：所述环形骨架外周上设有与混凝土灌注桩的桩身主筋配合的卡口；所述环形骨架通过卡口与桩身钢筋咬合定位后再焊接相连。

4.如权利要求1所述一种基于压电阻抗频移的混凝土灌注桩静载荷试验偏载监测方法，其特征在于：所述托板距设计桩顶标高不小于10cm。

5.如权利要求1所述一种基于压电阻抗频移的混凝土灌注桩静载荷试验偏载监测方法，其特征在于：所述环形骨架上的压电陶瓷片传感器有5-12个。

6.如权利要求1所述一种基于压电阻抗频移的混凝土灌注桩静载荷试验偏载监测方法，其特征在于：连接压电陶瓷片传感器和阻抗分析仪的线缆为BNC线缆，连接阻抗分析仪与计算机终端的线缆为LAN线缆。

7.如权利要求6所述一种基于压电阻抗频移的混凝土灌注桩静载荷试验偏载监测方法，其特征在于：所述BNC线缆通过保护套管保护后绑扎在混凝土灌注桩的钢筋笼上。