应用分布式光纤测温技术检测桩基后压浆质量的方法技术

应用分布式光纤测温技术检测桩基后压浆质量的新方法，包括：(1)、安装传感测温光纤：将带液压缸或气压缸的传感测温光纤固定在钢筋笼的主筋上，所述的传感测温光纤呈U形结构布置，并且从钢筋笼的底部开始向上通长布置；(2)、安装钢筋笼；(3)、传感测温光纤的顶出：利用液压缸或气压缸将传感测温光纤顶出，顶出后的传感测温光纤与灌注桩的孔壁相接触；(4)往灌注桩的桩孔内浇筑混凝土；(5)、待混凝土达到设计强度的70％或以上后，利用采集仪读取注浆前全深度的土体温度值；(6)、注浆；(7)、注浆结束，经过养护加固后，再利用采集仪读取注浆后全深度的土体温度值；通过注浆前后温度值的对比可以得到浆液在桩侧土体中的分布状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用分布式光纤测温技术检测桩基后压浆质量的新方法，属于桥梁桩基检测领域，具体来说是涉及桩基工程在实施桩基后压浆技术后，采用分布式光纤测温技术对其压浆效果进行评价的一种方法。
技术介绍
桩基后压浆技术通过向桩端和桩侧的土体注入能够起到胶结固化作用的浆液，加强、固化桩端和桩侧的土体，可有效减少桩长，提高灌注桩承载力，减少桩身沉降量，缩短工期、降低灌注桩的工程造价等优点，桩基后压浆技术优势明显，应用前景好，近些年在交通、建筑、水利等领域得到了广泛应用。然而由于桩基属于隐蔽工程，桩基后压浆施工质量好坏难以判断，地质条件多变复杂，注浆过程中预先设定的浆液配方、注浆压力、压浆量在压浆工序实施后，其具体压浆效果的评定难度很大，到目前主要是通过测量单桩极限承载力来评定桩是否满足设计要求，该方法只能随机抽取一部分进行代表性检测，无法适用于大批量桩基注浆效果的评定，且无法直接对压浆效果进行评价，只能间接的反映压浆效果。在现有检测手段中，针对桩身底部和桩周土体中浆液的加固效果，目前尚未有较好的质量检测方法。本专利技术针对此问题，提出采用分布式光纤测温技术，利用液压或者气压顶出装置的设计方法，可以对桩基后压浆技术的压浆效果、浆
液在土体中的分布情况进行检测，从而为评价桩基后压浆的效果提供检测数据。另外针对桩基的施工特点，利用液压或气压的顶出装置设计方法，大大提高分布式光纤与孔壁的接触效果，从而提高测量精度和准确性。
技术实现思路
为了解决现有桩基后压浆施工质量好坏难以判断的缺陷，本专利技术提供一种通过分布式光纤测温技术实现对压浆前后桩周温度变化的实时检测与精确定位，对桩基压浆效果进行检测的应用分布式光纤测温技术检测桩基后压浆质量的新方法。本专利技术采用的技术方案是：应用分布式光纤测温技术检测桩基后压浆质量的新方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)、安装传感测温光纤：将带液压缸或气压缸的传感测温光纤固定在钢筋笼的主筋上，所述的传感测温光纤与液压缸或气压缸的活塞杆固定连接，外部的采集仪的采集信号输入端连接传感测温光纤的输出端；所述的传感测温光纤呈U形结构布置，并且从钢筋笼的底部开始向上通长布置；测量缆线、液压管或气压管通过钢丝绑定在主筋旁；(2)、安装钢筋笼：在预先挖好的灌注桩的桩孔内固定安装钢筋笼，所述的钢筋笼包括由多根垂直设置并呈环形排列的主筋和水平间隔焊接在所述主筋上的多个环向箍筋；(3)、传感测温光纤的顶出：钢筋笼放置到位后，利用液压缸或
气压缸将传感测温光纤顶出，顶出后的传感测温光纤与灌注桩的孔壁相接触；(4)往灌注桩的桩孔内浇筑混凝土；(5)、待混凝土达到设计强度的70％或以上后，利用采集仪读取注浆前全深度的土体温度值；(6)、注浆；(7)、注浆结束，经过养护加固后，再利用采集仪读取注浆后全深度的土体温度值；通过注浆前后温度值的对比可以得到浆液在桩侧土体中的分布状态。所述的传感测温光纤是温度传感器。所述的液压缸或气压缸通过固定支架固定在主筋上。桩基后压浆技术是指在灌注桩成桩并达到一定强度后，通过预先埋置在桩周或桩身内的压浆管，使用高压注浆泵将能够起到胶结固化作用的浆液压入桩端土层和桩周土体中，从而桩端沉渣、桩端持力层和桩周泥皮利用浆液的渗透、填充、压密、劈裂和固结等作用，改变原土体的物理性质和力学状态，使桩端土和桩侧土的强度得到提高，在不同程度上提高桩端阻力和桩侧摩擦力，进而减小桩的沉降量，提高桩的承载力。本专利技术通过人为提高后压浆液温度，之后检测位于桩身与原状土结合面处分布式传感测温光纤的温度在注浆前后的变化，利用分布式传感测温光纤将散射回来的光波经波分复用、检测解调后，送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来，并且由光纤中光波的传输速
度和背向光回波的时间可对这些信息定位，从而精确测试出反浆所达到的高度，从而反映出水泥浆的压浆效果。在桩基后压浆过程中，桩端以上一定高度内的泥皮土和泥皮土外围的土体在一定宽度范围注入了水泥浆，进而影响其对桩身的压力，提高了桩侧阻力，同时也使得其温度随水泥浆的注入而提升，采用分布式光纤测温技术可以检测上述温度在光纤(缆)布设方向的变化，从而推出浆液在桩周的分布范围和反浆高度，以此评价注浆对桩侧摩阻力的改善效果。本专利技术的有益效果体现在：1、与现有检测方法相比，传感测温光纤(缆)本身直接作为敏感元件，既感知温度信息又传输温度信息，可以根据需要获取任意测温层面任意位置的温度信息，不受具体的测温点的制约，通过感知温度变化可以对桩基后压浆空间分布状态进行准确测量和实时监控，检测效率大大提高。2、安装方便，采用液压式顶出法或气缸顶出装置设计方法，装置简单且牢固，便于现场的施工。附图说明图1a是本专利技术顶出前传感测温光纤装置结构示意图。图1b是本专利技术顶出后传感测温光纤装置结构示意图。图2是本专利技术钢筋笼横断面图。图3是图2A-A截面图。图4是图2B-B截面图。图5是本专利技术传感测温光纤装置顶出前示意图。图6是本专利技术传感测温光纤装置顶出后示意图。图7是本专利技术技术实施示意图。具体实施方式参照图1a至图7，应用分布式光纤测温技术检测桩基后压浆质量的新方法，包括如下步骤：(1)、安装传感测温光纤：将带液压缸或气压缸2的传感测温光纤1固定在钢筋笼5的主筋51上，所述的传感测温光纤1与液压缸或气压缸2的活塞杆21固定连接，外部的采集仪7的采集信号输入端连接传感测温光纤1的输出端；所述的传感测温光纤1呈U形结构布置，并且从钢筋笼5的底部开始向上通长布置；测量缆线、液压管或气压管4通过钢丝绑定在主筋51旁；(2)、安装钢筋笼：在预先挖好的灌注桩的桩孔内固定安装钢筋笼5，所述的钢筋笼5包括由多根垂直设置并呈环形排列的主筋51和水平间隔焊接在所述主筋上的多个环向箍筋52；(3)、传感测温光纤的顶出：钢筋笼5放置到位后，利用液压缸或气压缸2将传感测温光纤1顶出，顶出后的传感测温光纤1与灌注桩的孔壁6相接触；(4)往灌注桩的桩孔内浇筑混凝土；(5)、待混凝土达到设计强度的70％或以上后，利用采集仪7读取注浆前全深度的土体温度值；(6)、注浆；(7)、注浆结束，经过养护加固后，再利用采集仪读取注浆后全深度的土体温度值；通过注浆前后温度值的对比可以得到浆液在桩侧土体中的分布状态。所述的传感测温光纤1是温度传感器。所述的液压缸或气压缸2通过固定支架3固定在主筋51上。桩基后压浆技术是指在灌注桩成桩并达到一定强度后，通过预先埋置在桩周或桩身内的压浆管，使用高压注浆泵将能够起到胶结固化作用的浆液压入桩端土层和桩周土体中，从而桩端沉渣、桩端持力层和桩周泥皮利用浆液的渗透、填充、压密、劈裂和固结等作用，改变原土体的物理性质和力学状态，使桩端土和桩侧土的强度得到提高，在不同程度上提高桩端阻力和桩侧摩擦力，进而减小桩的沉降量，提高桩的承载力。本专利技术通过人为提高后压浆液温度，之后检测位于桩身与原状土结合面处分布式传感测温光纤的温度在注浆前后的变化，利用分布式传感测温光纤将散射回来的光波经波分复用、检测解调后，送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来，并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间可对这些信息定位，从而精确测试出反浆所达到的高度，从而反映出水泥浆的压浆效果。在桩基后压浆过程中，桩端以上一定高本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用分布式光纤测温技术检测桩基后压浆质量的新方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)、安装传感测温光纤：将带液压缸或气压缸的传感测温光纤固定在钢筋笼的主筋上，所述的传感测温光纤与液压缸或气压缸的活塞杆固定连接，外部的采集仪的采集信号输入端连接传感测温光纤的输出端；所述的传感测温光纤呈U形结构布置，并且从钢筋笼的底部开始向上通长布置；测量缆线、液压管或气压管通过钢丝绑定在主筋旁；(2)、安装钢筋笼：在预先挖好的灌注桩的桩孔内固定安装钢筋笼，所述的钢筋笼包括由多根垂直设置并呈环形排列的主筋和水平间隔焊接在所述主筋上的多个环向箍筋；(3)、传感测温光纤的顶出：钢筋笼放置到位后，利用液压缸或气压缸将传感测温光纤顶出，顶出后的传感测温光纤与灌注桩的孔壁相接触；(4)往灌注桩的桩孔内浇筑混凝土；(5)、待混凝土达到设计强度的70％或以上后，利用采集仪读取注浆前全深度的土体温度值；(6)、注浆；(7)、注浆结束，经过养护加固后，再利用采集仪读取注浆后全深度的土体温度值；通过注浆前后温度值的对比可以得到浆液在桩侧土体中的分布状态。

【技术特征摘要】
1.应用分布式光纤测温技术检测桩基后压浆质量的新方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)、安装传感测温光纤：将带液压缸或气压缸的传感测温光纤固定在钢筋笼的主筋上，所述的传感测温光纤与液压缸或气压缸的活塞杆固定连接，外部的采集仪的采集信号输入端连接传感测温光纤的输出端；所述的传感测温光纤呈U形结构布置，并且从钢筋笼的底部开始向上通长布置；测量缆线、液压管或气压管通过钢丝绑定在主筋旁；(2)、安装钢筋笼：在预先挖好的灌注桩的桩孔内固定安装钢筋笼，所述的钢筋笼包括由多根垂直设置并呈环形排列的主筋和水平间隔焊接在所述主筋上的多个环向箍筋；(3)、传感测温光纤的顶出：钢筋笼放置到位后，利用液压缸或气...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢彭真，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33