一种用于组合桩的后装式监测方法技术

本发明专利技术公开了一种用于组合桩的后装式监测方法，将分布式光纤固定在PVC管的指定位置；将PVC管粘接组合成指定长度，然后将PVC管插入到第一个灌注桩的声测管内，然后将带分布式光纤的PVC管插入到下一个灌注桩的声测管内，通过PVC管的管口注浆将PVC管固定；将分布式光纤的连接至光纤解调仪，并对灌注桩内的应力变化进行实时测量。本方法采用分布式光纤灵敏度高、性能稳定，同时安装过程简单易行，无需额外布设新的测量管，而是充分利用灌注桩上现有的声测孔进行安装；本方法能够实现了多根组合式灌注桩变形自动与实时检测，具有测量方便、测量效率高、受测量环境影响小、可实时预警等优点，实现了智能测量的功能，使测量信息化。使测量信息化。使测量信息化。

【技术实现步骤摘要】
一种用于组合桩的后装式监测方法


[0001]本专利技术涉及建筑施工领域，具体涉及一种用于组合桩的后装式监测方法。

技术介绍

[0002]现有侧悬臂式桥主要用于地质条件变化较大的环境。设计时需要根据实际地质情况来规划灌注桩的长度，这样就形成了长短不一的两根灌注桩。由于地质环境复杂，在灌注桩浇注完成后，需要进行实时监测。
[0003]现有的分布式光纤通常为预先固定在钢筋上，等灌注混凝土后再拆除表面多余混凝土，这样导致分布式光纤非常容易在施工中损坏失效，仪器成活率低。现在也有后装式的分布式光纤，需要在灌注桩内为其预留额外的U型安装管，安装施工繁琐；安装后的分布式光纤无法进行温度校正，测量误差较大；在安装管灌浆时容易损坏分布式光纤，稳定性较差，同时分布式光纤缺少可靠支撑。为了能高效的布设监控设备并确保监控数据的准确性，市场上急需一种用于组合桩的后装式监测方法。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种安装方便、监测准确的用于组合桩的后装式监测方法及装置。
[0005]为实现该技术目的，本专利技术的方案是：一种用于组合桩的后装式监测方法，具体步骤如下：
[0006]S1、固定，将分布式光纤固定在PVC管的指定位置，
[0007]S2、安装，将PVC管粘接组合成指定长度，然后将PVC管插入到第一个灌注桩的声测管内，然后将带分布式光纤的PVC管插入到下一个灌注桩的声测管内，通过PVC管的管口注浆将PVC管固定；
[0008]S3、监测，将分布式光纤的连接至光纤解调仪，并对灌注桩内的应力变化进行实时测量。
[0009]作为优选，所述步骤S1固定过程，所述PVC管上分别设置有密封槽和开口槽，分布式光纤一段安装在开口槽内；
[0010]所述步骤S2安装过程，在注浆后该段分布式光纤、混凝土与声测管形成一个整体，形成测量光纤，该测量光纤用于测量灌注桩内的应力变化；
[0011]分布式光纤一段安装在密封槽内，在注浆后该段分布式光纤未与混凝土接触，形成校正光纤，该校正光纤用于测量温度变化对应力的影响；
[0012]所述声测管的直径为30
‑
100mm，所述PVC管的直径小于声测管的直径。
[0013]作为优选，所述步骤S3监测过程中，由于测量光纤是在声测管内的混凝土，其与声测管外侧混凝土的应变差异，故声测管内、外侧应变传递函数如下：
[0014]作用在声测管内侧混凝土无穷小单元上力的总和得到如下方程：
[0015][0016]对于声测管的无穷小单元，根据力的平衡方程，可得：
[0017][0018]式(1)和(2)中为声测管内侧混凝土垂直截面方向z的正应力和剪应力；
[0019]为声测管内侧混凝土垂直截面方向z的正应力和剪应力；
[0020]将式(1)和(2)表示转换成极坐标系下的平衡方程，并通过傅里叶变换求得声测管内与声测管外的混凝土应变传递函数H1(k)如下：
[0021][0022]同理，将声测管内的混凝土与声测管视为一个整体，得到应变传递函数H2(k)如下：
[0023][0024]上式中，
[0025]k为z的傅里叶变换；
[0026]v
s
、v
c
分别为声测管与混凝土的泊松比；
[0027]r1、r2、r3分别为声测管内径、声测管外径和声测管外所测混凝土直径；
[0028]E
s
、E
c
分别为声测管与混凝土的弹性模量；
[0029]混凝土在傅里叶状态下的应变表达式为：
[0030]ε
c
＝H2(k)ε
f
ꢀꢀꢀ
(5)
[0031]上式中，ε
c
为所求混凝土的应变值，ε
f
为测量光纤测量的应变值。
[0032]作为优选，对测量光纤测量的应变值进行温度校正，表达式如下：
[0033]ε
c校正
＝H2(k)(ε
f
‑
ε0)
ꢀꢀꢀ
(6)
[0034]上式中，ε
c校正
为校正后混凝土的应变值，ε0为校正光纤测量的应变值。
[0035]作为优选，所述步骤S2安装过程，所述测量光纤的圆心与声测管的圆心为同一点。
[0036]本专利技术的有益效果，本方法的安装结构简单，制造成本低，采用分布式光纤灵敏度高、性能稳定，同时安装过程简单易行，无需额外布设新的测量管，而是充分利用灌注桩上现有的声测孔进行安装；本方法能够实现了多根组合式灌注桩变形自动与实时检测，具有测量方便、测量效率高、受测量环境影响小、可实时预警等优点，实现了智能测量的功能，使测量信息化；本方法为后装法进行光纤传感器的安装，避免了在地下连续墙施工过程中对光纤传感器的破坏，大大提高了光纤传感器的存活率；本方法同时基于分布式光纤安装位置为声测管，采用声测管内、外侧应变传递函数进行推导获得公式能够准确计算出声测管外侧混凝土的变形情况。
附图说明
[0037]图1为本专利技术的局部剖视图结构示意图；
[0038]图2为本专利技术的灌注桩的横截面；
[0039]图3为本专利技术的等效结构示意图；
[0040]图4为本专利技术的PVC管的截面图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0043]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0044]实施例一
[0045]如图1所示，一种用于组合桩的后装式监测方法，具体步骤如下：
[0046]S1、固定，将分布式光纤1固定在PVC管2的指定位置，所述PVC管2上分别设置有密封槽201和开口槽202，分布式光纤1一段安装在开口槽202内，分布式光纤1另一段安装在密封槽201内；
[0047]S2、安装，将PVC管粘接组合成指定长度，然后将PVC管插入到第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于组合桩的后装式监测方法，其特征在于：具体步骤如下：S1、固定，将分布式光纤固定在PVC管的指定位置；S2、安装，将PVC管粘接组合成指定长度，然后将PVC管插入到第一个灌注桩的声测管内，然后将带分布式光纤的PVC管插入到下一个灌注桩的声测管内，通过PVC管的管口注浆将PVC管固定；S3、监测，将分布式光纤的连接至光纤解调仪，并对灌注桩内的应力变化进行实时测量。2.根据权利要求1所述的用于组合桩的后装式监测方法，其特征在于：所述步骤S1固定过程，所述PVC管上分别设置有密封槽和开口槽，分布式光纤一段安装在开口槽内；所述步骤S2安装过程，在注浆后该段分布式光纤、混凝土与声测管形成一个整体，形成测量光纤，该测量光纤用于测量灌注桩内的应力变化；分布式光纤一段安装在密封槽内，在注浆后该段分布式光纤未与混凝土接触，形成校正光纤，该校正光纤用于测量温度变化对应力的影响；所述声测管的直径为30
‑
100mm，所述PVC管的直径小于声测管的直径。3.根据权利要求2所述的用于组合桩的后装式监测方法，其特征在于：所述步骤S3监测过程中，由于测量光纤是在声测管内的混凝土，其与声测管外侧混凝土的应变差异，故声测管内、外侧应变传递函数如下：作用在声测管内侧混凝土无穷小单元上力的总和得到如下方程：对于声测管的无穷小单元，根据力的平衡方程，可得：式(1)和(2)中为声测管内侧混凝土垂直截面方向z的正应力和剪应力；为声测管内侧混凝土垂直截面方向z的正应力和剪...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓东，陈子龙，李会，侯甲海，李惠，王瑞强，吴红旗，刘喜才，
申请(专利权)人：中铁二十二局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：