桩基沉降监测装置及桩基沉降监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种桩基沉降监测装置及桩基沉降监测方法。其中，桩基沉降监测装置包括：立置在桩基内的框架；光纤光栅传感器，光纤光栅传感器设置在框架上和/或与框架连接，以监测桩基的顶部的沉降情况；解调仪，光纤光栅传感器与解调仪连接。本发明专利技术解决了现有技术中的桥墩沉降监测不方便的问题。

Pile foundation settlement monitoring device and pile foundation settlement monitoring method

The invention provides a pile foundation settlement monitoring device and a pile foundation settlement monitoring method. Among them, the pile foundation settlement monitoring device includes: frame erected in the pile foundation; fiber grating sensor, fiber grating sensor set on the frame and/or connected with the frame to monitor the settlement of the top of the pile foundation; demodulator, fiber grating sensor and demodulator connection. The invention solves the problem of inconvenient settlement monitoring for bridge piers in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
桩基沉降监测装置及桩基沉降监测方法
本专利技术涉及工程建筑
，具体而言，涉及一种桩基沉降监测装置及桩基沉降监测方法。
技术介绍
现有的桩基沉降的监测方法，普遍采用全站仪监测和静力水准仪测量，监测仪器进度较低、环境适应能力差、自动化程度低、可操作性不强，全站仪监测时存在人工监测数据误差过大的问题不具有实时性，运用静力水准仪监测时，比较笨重且对静力水准仪加水、排气泡时操作复杂，费时费力。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种桩基沉降监测装置及桩基沉降监测方法，以解决现有技术中的桥墩沉降监测不方便的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种桩基沉降监测装置，包括：立置在桩基内的框架；光纤光栅传感器，光纤光栅传感器设置在框架上和/或与框架连接，以监测桩基的顶部的沉降情况；解调仪，光纤光栅传感器与解调仪连接。进一步地，光纤光栅传感器包括光纤光栅位移计，光纤光栅位移计通过连接线与框架连接，当桩基沉降时，框架随桩基沉降以拉动连接线使光纤光栅位移计监测桩基的顶部的沉降情况。进一步地，桩基沉降监测装置还包括保护管，连接线可滑动地设置在保护管内，且保护管的上端由桩基内伸出，以使连接线穿过保护管与光纤光栅位移计连接。进一步地，光纤光栅传感器包括光纤光栅应变计，光纤光栅应变计设置在框架上，当桩基被压缩时，框架因受挤压而变形，以使光纤光栅应变计通过监测桩基的压缩情况反映桩基的顶部的沉降情况。进一步地，框架呈筒状结构，光纤光栅应变计为多个，一部分光纤光栅应变计设置在在框架的不同高度上，另一部分光纤光栅应变计沿框架的周向设置。进一步地，呈筒状结构的框架由多个环状钢筋和多根纵向钢筋组合而成，多个环状钢筋沿高度方向间隔设置，多根纵向钢筋绕环状钢筋的周向间隔设置，且任一环状钢筋与任一纵向钢筋均连接。进一步地，光纤光栅应变计位于框架与桩基之间，桩基沉降监测装置还包括保护结构，保护结构设置在光纤光栅应变计的背离框架的中心的一侧。进一步地，保护结构为碳纤维结构。根据本专利技术的另一方面，提供了一种桩基沉降监测方法，采用上述的桩基沉降监测装置，桩基沉降监测方法包括：在桩基施工时，将桩基沉降监测装置的框架设置在桩基内，使得框架与桩基能够同时沉降和/或同时被压缩；通过桩基沉降监测装置的光纤光栅传感器对桩基的顶部的沉降情况进行监测；将桩基的沉降值与预设标准值进行比较，以确定桩基是否安全。进一步地，当框架设置在桩基内后，将从桩基沉降监测装置的保护管中引出的桩基沉降监测装置的连接线与桩基沉降监测装置的光纤光栅位移计连接。进一步地，当桩基的顶部的沉降值大于预设标准值时，桩基存在风险；或当桩基的顶部的沉降值小于或等于预设标准值时，桩基安全。应用本专利技术的技术方案，框架是设置在桩基内的，当桩基发生沉降或者被压缩时，桩基内的框架也能够沉降或者被压缩，进而设置在框架上的光纤光栅传感器能够感受到框架被压缩而产生压缩应变，与框架连接的光纤光栅传感器能够感受到框架的位置由于产将而产生变化，从而产生沉降应变，解调仪接收并解调光纤光栅传感器产生的各种应变，从而得到桩基的状态，实现对桩基的安全状态实时监测的目的。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术的桩基沉降监测装置的剖视图；以及图2示出了图1中的桩基沉降监测装置的俯视图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、桩基；20、框架；30、光纤光栅传感器；31、光纤光栅位移计；32、光纤光栅应变计；40、解调仪；50、保护管；60、保护结构；70、连接线。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本专利技术。为了解决现有技术中的桥墩沉降监测不方便的问题，本专利技术提供了一种桩基沉降监测装置及桩基沉降监测方法。如图1所示的一种桩基沉降监测装置，包括立置在桩基10内的框架20、光纤光栅传感器30和解调仪40，光纤光栅传感器30设置在框架20上和/或与框架20连接，以监测桩基10的顶部的沉降情况；光纤光栅传感器30与解调仪40连接。本实施例中的框架20是设置在桩基10内的，当桩基10发生沉降或者被压缩时，桩基10内的框架20也能够沉降或者被压缩，进而设置在框架20上的光纤光栅传感器30能够感受到框架20被压缩而产生压缩应变，与框架20连接的光纤光栅传感器30能够感受到框架20的位置由于产将而产生变化，从而产生沉降应变，解调仪40接收并解调光纤光栅传感器30产生的各种应变，从而得到桩基10的状态，实现对桩基10的安全状态实时监测的目的。本实施例中的桩基10是桥梁的桥墩，并且框架20是通过混凝土浇筑在桥墩内的，在实际使用时，桩基10也可以是铁路等其他建筑的支撑墩。理论上，桥墩的沉降有两种形式，其一为桥墩整体沉降，此时，桥墩的纵向长度不会发生变化，只是相对于初始安装的位置的高度发生变化；其二是桥墩的底部由于得到充分的支撑而无法发生沉降，桥墩顶部由于受到压力从而桥墩被整体压缩，此时，桥墩的纵向长度会发生变化，也就是桥墩被压缩了。在实际环境中，上述两种方式一般是同时存在的，因而需要对桥墩的沉降和压缩两种情况进行监测，以保证监测结果能够客观全面反映桥墩的顶部的安全情况。并且，桥墩在实际监测时，无论是整体沉降还是整体压缩，对于桥墩的顶部而言均是发生了沉降，因此无论是对桥墩的整体沉降还是整体压缩进行监测，其得到的最终结论均是通过桥墩的顶部的沉降值体现的。在本实施例中，桥墩的整体沉降是通过光纤光栅位移计31实现监测的。光纤光栅传感器30包括光纤光栅位移计31，光纤光栅位移计31通过连接线70与框架20连接，当桩基10沉降时，框架20随桩基10沉降以拉动连接线70使光纤光栅位移计31监测桩基10的沉降情况。具体地，连接线70为钢丝绳，光纤光栅位移计31固定在不发生沉降的基准平面上，钢丝绳的一端穿设在光纤光栅位移计31中，另一端与框架20的底部连接，当桥墩发生整体沉降时，框架20带动钢丝绳一同向下运动，从而使得钢丝绳相对于光纤光栅位移计31发生运动，光纤光栅位移计31就能够产生相应的波长变化，并将该应变传输给解调仪40，解调仪40对数据进行解调后再进行相应的计算即可得到桥墩的沉降值。可选地，桩基沉降监测装置还包括保护管50，连接线70可滑动地设置在保护管50内，且保护管50的上端由桩基10内伸出，以使连接线70穿过保护管50与光纤光栅位移计31连接。具体地，由于框架20是浇筑在桩基10内的，因而为了保护钢丝绳，在钢丝绳的外部套设有保护管50，保护管50与桩基10是固定连接的，也就是说，保护管50也是浇筑在桥墩内的，需要说明的是，仅保护管50的外部浇筑有混凝土，保护管50本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桩基沉降监测装置，其特征在于，包括：立置在桩基(10)内的框架(20)；光纤光栅传感器(30)，所述光纤光栅传感器(30)设置在所述框架(20)上和/或与所述框架(20)连接，以监测所述桩基(10)的顶部的沉降情况；解调仪(40)，所述光纤光栅传感器(30)与所述解调仪(40)连接。

【技术特征摘要】
1.一种桩基沉降监测装置，其特征在于，包括：立置在桩基(10)内的框架(20)；光纤光栅传感器(30)，所述光纤光栅传感器(30)设置在所述框架(20)上和/或与所述框架(20)连接，以监测所述桩基(10)的顶部的沉降情况；解调仪(40)，所述光纤光栅传感器(30)与所述解调仪(40)连接。2.根据权利要求1所述的桩基沉降监测装置，其特征在于，所述光纤光栅传感器(30)包括光纤光栅位移计(31)，所述光纤光栅位移计(31)通过连接线(70)与所述框架(20)连接，当所述桩基(10)沉降时，所述框架(20)随所述桩基(10)沉降以拉动所述连接线(70)使所述光纤光栅位移计(31)监测所述桩基(10)的顶部的沉降情况。3.根据权利要求2所述的桩基沉降监测装置，其特征在于，所述桩基沉降监测装置还包括保护管(50)，所述连接线(70)可滑动地设置在所述保护管(50)内，且所述保护管(50)的上端由所述桩基(10)内伸出，以使所述连接线(70)穿过所述保护管(50)与所述光纤光栅位移计(31)连接。4.根据权利要求1所述的桩基沉降监测装置，其特征在于，所述光纤光栅传感器(30)包括光纤光栅应变计(32)，所述光纤光栅应变计(32)设置在所述框架(20)上，当所述桩基(10)被压缩时，所述框架(20)因受挤压而变形，以使所述光纤光栅应变计(32)通过监测所述桩基(10)的压缩情况反映所述桩基(10)的顶部的沉降情况。5.根据权利要求4所述的桩基沉降监测装置，其特征在于，所述框架(20)呈筒状结构，所述光纤光栅应变计(32)为多个，一部分所述光纤光栅应变计(32)设置在在所述框架(20)的不同高度上，另一部分所述光纤光栅应变计(32)沿所述框架(20)的周向设置。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡仲春，任高峰，
申请(专利权)人：胡仲春，任高峰，
类型：发明
国别省市：山东,37