專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程中樁基質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的一種方法，具體涉及一種測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形的方法。
背景技術(shù)：
樁基礎(chǔ)作為目前工程建設(shè)大量采用的基礎(chǔ)形式，除了具有沉降小，承載力高等優(yōu)點(diǎn)，其還是涉及結(jié)構(gòu)安全的重要組成部分，因此對(duì)于樁基的檢測(cè)是至關(guān)重要的。目前對(duì)于樁身內(nèi)力測(cè)試的主要方法有鋼筋計(jì)法和滑動(dòng)測(cè)微計(jì)法。(I)鋼筋計(jì)法鋼筋計(jì)根據(jù)底層結(jié)構(gòu)埋設(shè)于樁身主筋上，檢測(cè)樁身某一截面和柱底的應(yīng)力應(yīng)變。這種測(cè)試方法原理簡(jiǎn)單，測(cè)試元件易于安裝，但是只能測(cè)定點(diǎn)的應(yīng)變，兩點(diǎn)之間的變形只能靠推斷，并 且由于鋼筋計(jì)是根據(jù)鋼筋上一點(diǎn)的應(yīng)變來(lái)推算出樁的平均內(nèi)力，這樣會(huì)存在不小的誤差。由于鋼筋計(jì)等傳感器需要預(yù)埋在樁身內(nèi)，容易在樁的制作和打樁過(guò)程中造成損壞，且影響傳感器的測(cè)試性能和標(biāo)定系數(shù)，從而會(huì)降低成活率并影響測(cè)試結(jié)果。此外，由于傳感器預(yù)埋后不能回收利用，屬于一次性耗材，增加的測(cè)試的成本。(2)滑動(dòng)測(cè)微計(jì)法相對(duì)于鋼筋計(jì)法，滑動(dòng)測(cè)微計(jì)法可以連續(xù)地測(cè)定整個(gè)樁身軸線上所有各點(diǎn)軸線方向各級(jí)荷載下的應(yīng)變，并且能有效地修正漂零。雖然其具有測(cè)點(diǎn)多，連續(xù)性好，精度高等優(yōu)點(diǎn)，但其成本高的缺點(diǎn)也是一個(gè)需要考慮的因素。專(zhuān)利200910056699. 2提供了一種方法，在樁身按縱向預(yù)埋套管或直接在樁身縱向鉆孔，在套管或鉆孔內(nèi)安裝測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)由錨頭、多點(diǎn)位移計(jì)、接長(zhǎng)桿及壓力管組成。根據(jù)樁頂豎向位移觀測(cè)結(jié)果和所有相鄰兩個(gè)錨頭位置之間的豎向變形，推算樁側(cè)各土層的分層摩阻力、樁端支承力及錨頭埋設(shè)斷面的豎向位移，從而實(shí)現(xiàn)樁身內(nèi)力及斷面豎向位移測(cè)量。以上所述傳統(tǒng)的方法均存在至少一個(gè)缺點(diǎn)。例如，前者精度不夠高，并且由于傳感器先安裝，容易產(chǎn)生損傷問(wèn)題；后者雖然精度能達(dá)到要求，但是成本過(guò)高，不夠經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形時(shí)精度差或者成本過(guò)高的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形的方法，其特征在于，包括以下步驟確定觀測(cè)點(diǎn)錨固頭數(shù)量和埋設(shè)斷面的位置；在所述預(yù)制樁的樁身縱向上預(yù)埋套管；在所述預(yù)制樁的樁頂安裝開(kāi)有孔的基準(zhǔn)錨固頭；在所述埋設(shè)斷面的位置處安裝所述觀測(cè)點(diǎn)錨固頭，且將所述觀測(cè)點(diǎn)錨固頭和所述套管固定相連，若遇到接樁的情況，則在前一段樁內(nèi)設(shè)置一臨時(shí)錨固點(diǎn)，用于固定穿過(guò)接樁段的傳力索，所述臨時(shí)錨固點(diǎn)上設(shè)置供所述傳力索通過(guò)的孔；進(jìn)行打樁工序，若需要接樁，則繼續(xù)進(jìn)行接樁工序；提供一傳感器，通過(guò)所述基準(zhǔn)錨固頭上的孔，安裝到所述傳力索上，且對(duì)所述傳感器進(jìn)行標(biāo)定；安裝和所述傳感器相連的樁基豎向靜載實(shí)驗(yàn)設(shè)備，施加下一級(jí)荷載以前，記錄某級(jí)荷載下的傳感器讀數(shù)，即該傳力索所連接觀測(cè)點(diǎn)處與基準(zhǔn)處的相對(duì)變形；將該相對(duì)變形除以該段樁長(zhǎng)，得到觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的相對(duì)應(yīng)變，用相鄰兩個(gè)觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的應(yīng)變，得到該兩個(gè)斷面之間的應(yīng)變值，根據(jù)樁身混凝土彈性模量標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算每個(gè)錨固頭斷面處的樁身軸力?？蛇x的，包括以下步驟第一步，依據(jù)試樁所在場(chǎng)地的巖土工程勘察報(bào)告、施工記錄、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)要求確定合適的觀測(cè)點(diǎn)錨固頭數(shù)量和其埋設(shè)斷面位置；第二步，套管軸線應(yīng)平行于樁身縱軸線，套管應(yīng)與選用的錨固頭匹配；埋設(shè)套管宜沿橫截面中心軸線方向?qū)ΨQ(chēng)布置，在樁頂處安裝的基準(zhǔn)錨固頭，當(dāng)中需要開(kāi)孔，方便最后將傳感器裝入，在所確定的斷面處安裝觀測(cè)點(diǎn)錨固頭，將錨固頭與套管牢牢固定，如果遇見(jiàn)有接樁的情況，則需要在前一段樁內(nèi)設(shè)置臨時(shí)錨固點(diǎn)，方便固定需要穿過(guò)接樁段的傳力索，臨時(shí)錨固點(diǎn)需要開(kāi)孔，以便于讓傳力索能通過(guò)；第三步，開(kāi)始打樁，按照正常的施工流程將樁打入，如果需要接樁，也按照要求進(jìn)行接樁；第四步，樁打入后，通過(guò)樁頂基準(zhǔn)錨固頭的孔，將傳感器裝到傳力索上，傳感器要求能徒手通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)錨固頭的開(kāi)孔裝入套管內(nèi)，并且卡在傳力索上；第五步，安裝常規(guī)的樁基豎向靜載實(shí)驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)開(kāi)始后按常規(guī)方法記錄荷載大小；第六步，在某級(jí)
荷載作用下位移穩(wěn)定，施加下一級(jí)荷載以前，記錄某級(jí)荷載下的傳感器讀數(shù)，即該傳力索所連接觀測(cè)點(diǎn)處與基準(zhǔn)處的相對(duì)變形，將該相對(duì)變形除以該段樁長(zhǎng)，得到觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的相對(duì)應(yīng)變，用相鄰兩個(gè)觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的應(yīng)變，得到該兩個(gè)斷面之間的應(yīng)變值，根據(jù)樁身混凝土彈性模量標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算每個(gè)錨固頭斷面處的樁身軸力。本發(fā)明測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形的方法的有益技術(shù)效果為本發(fā)明測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形的方法采取在完成打樁工序后安裝傳感器，避免了傳感器在打樁過(guò)程中受損，且測(cè)量精度聞，可有效的控制成本。


圖I為本發(fā)明測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形的方法的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖I對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖I中標(biāo)號(hào)1-觀測(cè)點(diǎn)錨固頭；
2-套管；3_基準(zhǔn)點(diǎn)錨固頭；4_傳感器；5_傳力索；6_傳力索臨時(shí)固定點(diǎn)；7_接樁頭；8-數(shù)據(jù)采集儀器。請(qǐng)參考圖1，圖I為本發(fā)明測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形的方法的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明方法的具體步驟為(I)依據(jù)試樁所在場(chǎng)地的巖土工程勘察報(bào)告、施工記錄、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)要求確定合適的觀測(cè)點(diǎn)錨固頭數(shù)量和其埋設(shè)斷面位置。觀測(cè)點(diǎn)錨固頭I一般可埋設(shè)在兩種不同性質(zhì)土層的界面處。(2)在制樁時(shí)埋設(shè)套管2。套管材質(zhì)不予限定，但是要求套管軸線應(yīng)平行于樁身縱軸線，套管2應(yīng)與選用的觀測(cè)點(diǎn)錨固頭I和基準(zhǔn)點(diǎn)錨固頭3匹配；埋設(shè)套管宜沿橫截面中心軸線方向?qū)ΨQ(chēng)布置。在樁頂處安裝基準(zhǔn)錨固頭3，基準(zhǔn)錨固頭3當(dāng)中需要開(kāi)孔，方便最后將傳感器4裝入。在所確定的斷面處安裝觀測(cè)點(diǎn)錨固頭1，將觀測(cè)點(diǎn)錨固頭1，基準(zhǔn)點(diǎn)錨固頭3與套管2牢牢固定。用傳力索5將每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)錨固頭I分別與基準(zhǔn)錨固頭3相連接，如果遇見(jiàn)有接樁的情況，則需要在前一段樁內(nèi)設(shè)置臨時(shí)錨固點(diǎn)6，方便固定需要穿過(guò)接樁段的傳力索5。臨時(shí)錨固點(diǎn)6需要開(kāi)孔，以便于讓傳力索能通過(guò)(3)開(kāi)始打樁，按照正常的施工流程將樁打入，如果需要接樁，也按照要求進(jìn)行接樁。(4)樁打入后，通過(guò)樁頂基準(zhǔn)錨固頭3的孔，將傳感器4放入樁中，并且安裝到傳力索5上。通過(guò)數(shù)據(jù)傳遞導(dǎo)線與外面的數(shù)據(jù)采集儀器8相連。安裝完畢后進(jìn)行傳感器的標(biāo)定，即標(biāo)準(zhǔn)量輸入給待定的傳感器4，同時(shí)得到傳感器4的輸出量，對(duì)所獲得的傳感器輸入輸出量進(jìn)行比較和處理，從而得到一系列表征兩者對(duì)應(yīng)關(guān)系的標(biāo)定曲線，進(jìn)行得到傳感器性能指標(biāo)的實(shí)測(cè)結(jié)果。(5)安裝常規(guī)的樁基豎向靜載實(shí)驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)開(kāi)始后按常規(guī)方法記錄荷載大小。(6)在某級(jí)荷載作用下位移穩(wěn)定，施加下一級(jí)荷載以前，記錄某級(jí)荷載下的數(shù)據(jù)采 集儀器8的讀數(shù)，即該傳力索所連接的觀測(cè)點(diǎn)處與基準(zhǔn)處的相對(duì)變形δ。將該相對(duì)變形δ除以該段樁長(zhǎng)L，則可以得到觀測(cè)斷面對(duì)于基準(zhǔn)面的相對(duì)應(yīng)變?chǔ)拧＆?= δ/1。用相鄰兩個(gè)觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的應(yīng)變，則可以得到該兩個(gè)斷面之間的應(yīng)變值。dei=ei+1-ei?！阨為第i個(gè)觀測(cè)點(diǎn)錨固頭處相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)處的應(yīng)變值。根據(jù)樁身混凝土彈性模量標(biāo)定結(jié)果E=f( ε )，樁身橫截面面積A，則可以計(jì)算每個(gè)錨固頭斷面處的樁身軸力Ni=EA d ε iD雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形的方法，其特征在于，包括以下步驟 確定觀測(cè)點(diǎn)錨固頭數(shù)量和埋設(shè)斷面的位置； 在所述預(yù)制樁的樁身縱向上預(yù)埋套管； 在所述預(yù)制樁的樁頂安裝開(kāi)有孔的基準(zhǔn)錨固頭； 在所述埋設(shè)斷面的位置處安裝所述觀測(cè)點(diǎn)錨固頭，且將所述觀測(cè)點(diǎn)錨固頭和所述套管固定相連，若遇到接樁的情況，則在前一段樁內(nèi)設(shè)置一臨時(shí)錨固點(diǎn)，用于固定穿過(guò)接樁段的傳力索，所述臨時(shí)錨固點(diǎn)上設(shè)置供所述傳力索通過(guò)的孔； 進(jìn)行打樁工序，若需要接樁，則繼續(xù)進(jìn)行接樁工序； 提供一傳感器，通過(guò)所述基準(zhǔn)錨固頭上的孔，安裝到所述傳力索上，且對(duì)所述傳感器進(jìn)行標(biāo)定； 安裝和所述傳感器相連的樁基豎向靜載實(shí)驗(yàn)設(shè)備，施加下一級(jí)荷載以前，記錄某級(jí)荷載下的傳感器讀數(shù)，即該傳力索所連接觀測(cè)點(diǎn)處與基準(zhǔn)處的相對(duì)變形； 將該相對(duì)變形除以該段樁長(zhǎng)，得到觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的相對(duì)應(yīng)變，用相鄰兩個(gè)觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的應(yīng)變，得到該兩個(gè)斷面之間的應(yīng)變值，根據(jù)樁身混凝土彈性模量標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算每個(gè)錨固頭斷面處的樁身軸力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的樁身內(nèi)力及變形測(cè)量裝置，其特征在于，包括以下步驟 第一步，依據(jù)試樁所在場(chǎng)地的巖土工程勘察報(bào)告、施工記錄、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)要求確定合適的觀測(cè)點(diǎn)錨固頭數(shù)量和其埋設(shè)斷面位置； 第二步，套管軸線應(yīng)平行于樁身縱軸線，套管應(yīng)與選用的錨固頭匹配；埋設(shè)套管宜沿橫截面中心軸線方向?qū)ΨQ(chēng)布置，在樁頂處安裝的基準(zhǔn)錨固頭，當(dāng)中需要開(kāi)孔，方便最后將傳感器裝入，在所確定的斷面處安裝觀測(cè)點(diǎn)錨固頭，將錨固頭與套管牢牢固定，如果遇見(jiàn)有接樁的情況，則需要在前一段樁內(nèi)設(shè)置臨時(shí)錨固點(diǎn)，方便固定需要穿過(guò)接樁段的傳力索，臨時(shí)錨固點(diǎn)需要開(kāi)孔，以便于讓傳力索能通過(guò)； 第三步，開(kāi)始打樁，按照正常的施工流程將樁打入，如果需要接樁，也按照要求進(jìn)行接樁； 第四步，樁打入后，通過(guò)樁頂基準(zhǔn)錨固頭的孔，將傳感器裝到傳力索上，傳感器要求能徒手通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)錨固頭的開(kāi)孔裝入套管內(nèi)，并且卡在傳力索上； 第五步，安裝常規(guī)的樁基豎向靜載實(shí)驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)開(kāi)始后按常規(guī)方法記錄荷載大小；第六步，在某級(jí)荷載作用下位移穩(wěn)定，施加下一級(jí)荷載以前，記錄某級(jí)荷載下的傳感器讀數(shù)，即該傳力索所連接觀測(cè)點(diǎn)處與基準(zhǔn)處的相對(duì)變形，將該相對(duì)變形除以該段樁長(zhǎng)，得到觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的相對(duì)應(yīng)變，用相鄰兩個(gè)觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的應(yīng)變，得到該兩個(gè)斷面之間的應(yīng)變值，根據(jù)樁身混凝土彈性模量標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算每個(gè)錨固頭斷面處的樁身軸力。
全文摘要
本發(fā)明提出一種測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形的方法，在完成打樁工序后，再安裝傳感器以及和所述傳感器相連的樁基豎向靜載實(shí)驗(yàn)設(shè)備，施加下一級(jí)荷載以前，記錄某級(jí)荷載下的傳感器讀數(shù)，即該傳力索所連接觀測(cè)點(diǎn)處與基準(zhǔn)處的相對(duì)變形；將該相對(duì)變形除以該段樁長(zhǎng)，得到觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的相對(duì)應(yīng)變，用相鄰兩個(gè)觀測(cè)斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的應(yīng)變，得到該兩個(gè)斷面之間的應(yīng)變差，根據(jù)樁身混凝土彈性模量標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算每個(gè)錨固頭斷面處的樁身軸力。本發(fā)明一種測(cè)量預(yù)制樁內(nèi)力及變形的方法采取在完成打樁工序后安裝傳感器，避免了傳感器在打樁過(guò)程中受損，且測(cè)量精度高，可有效的控制成本。
文檔編號(hào)E02D33/00GK102943493SQ201210514738
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者鄔俊杰, 陳錦劍, 王建華 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)