CN102425192A - 桩基倾斜实时监测预警*** - Google Patents

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葛彬杰
冯晓星
王新安
王金泊
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Abstract

本发明公开了一种实时监测桩基倾斜，并提供预警的***方案。在该方案中，测斜传感器和陀螺仪传感器(2)安装在桩基(1)上，和桩基一起打入地下，并通过导线(3)引出，连接到信号采集器(4)上。通过该***可实现对桩基倾斜的实时监测，并得到倾斜的确切角度和方向。该***具有两大功能，建筑建造过程中，可准确判断桩基的打桩质量；在建筑使用过程中，可实时监测桩基的安全，及时提供预警信号，并将监测结果通过有线和无线的方式发出。

Description

桩基倾斜实时监测预警***
技术领域
本发明涉及建筑安全，具体地说涉及桩基的打桩质量和实时安全监测。 
背景技术
桩基作为目前工程建设中大量采用的深基础形式，是涉及结构安全的重要组成部分，桩基础的质量直接关系到整个建筑物(构筑物)的安全，也关系到人民的生命、财产安全，因此加强桩基检测意义重大。当前的桩基质量的检测办法主要如下。 
1.静载荷试验：按桩的功能，分别在桩顶逐级施加轴向压力、轴向上拔力、在桩基承台底面标高一致处施加水平力，观测桩的相应检测点产生的沉降、上拔位移或水平位移，根据荷载与位移的关系判定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。这种方法显著的优点是受力条件比较接近实际，简单易用，试验结果直观而易于为人们理解和接受；但是试验规模及费用相对较大。 
2.钻芯检测法：用地质钻机在桩身上沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观察和测试确定桩的质量。但这种方法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量，而且设备庞大、费工费时、价格昂贵，不宜作为大面积检测方法，而只能用于抽样检查，一般抽检总桩量的3～5％，或作为无损检测结果的校核手段。 
3.低应变检测：在桩顶面施加低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动，并由此产生应力波纵向传播，同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价。该方法测试设备简单轻便，检测速度快、成本低，是基桩质量完整性普查的良好手段。但是低应变法从原理上不能直接得到承载力的推断，而是由实测动刚度和静动对比的修正进行推算，因此带有很大的地区经验和人为因素。 
4.高应变法：通过在桩顶实施重锤敲击，使桩身产生动位移，桩周岩土阻力充分发挥。高应变法物理意义明确，检测准确度相对较高； 但目前受检测人员水平和桩-土相互作用模型等问题的影响，该方法仍有较大的局限性，尚不能完全代替静载荷试验而作为确定单桩竖向抗压极限承载力的设计依据。 
上述方法分别存在监测设备庞大、过程复杂、周期过长、费用高昂，有损检测，检测结果受检测人员经验影响较大等缺点，且具有小比例抽检以及不能实时监测的致命缺点。目前的建筑行业迫切需要开发出具有实时监测、自动、全面、快速监测的电子监测***对桩基进行全面准确的安全监测。 
发明内容
桩基的倾斜是影响桩基质量的重要因素，尤其是对预制桩而言。建筑选用的预制桩其承受力一般大于建筑的要求，留有裕度。当桩基在打入时角度产生倾斜，将导致桩基受力偏离轴向，同时在建筑使用过程中，地下的局部水土移动也会逐渐使桩基偏移垂直方向。桩基倾斜将导致其受力不均，容易引起桩基损坏，因此需要对桩基的倾斜进行实时监测。 
本专利公开了一种实时监测桩基倾斜，并提供预警的***方案。在该方案(见图1)中，测斜传感器和陀螺仪传感器(2)安装在桩基(1)上，和桩基一起打入地下，并通过导线(3)引出，连接到信号采集器(4)上。通过该***可实现对桩基倾斜的实时监测，并得到倾斜的确切角度和方向。该***具有两大功能，建筑建造过程中，可准确判断桩基的打桩质量；在建筑过程中，可实时监测桩基的安全，及时提供预警信号，并将监测结果通过有线和无线的方式发出。 
附图说明
图1是本发明描述的桩基倾斜实时监测预警***； 
图2是桩基倾斜示意图； 
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。 
该方案描述如下：测斜传感器和陀螺仪传感器(2)安装在桩基(1)上，和桩基一起打入地下，并通过导线(3)引出，连接到信号采集器(4)上。传感器实时感测桩基的轨迹和方向，而信号采集器则将传感器的原始信号转换成桩基的倾斜角度和方向，并通过有线和无线的方式传送出来。 
在图2所示的桩基倾斜示意中，桩基偏离垂直的角度为θ，偏离的防线为东偏南ψ度。通过本***可将上述监测结果实时反映出来。 
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不 能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。 

Claims (8)

1.一种桩基倾斜实时监测预警***，其特征在于，在桩基(1)上安装测斜传感器和陀螺仪传感器(2)，并通过导线(3)引出，连接到信号采集器(4)上，达到实时监测桩基倾斜角度和方向的功能。
2.如权利要求1所述的桩基倾斜实时监测预警***，其特征在于，所述传感器为加速度传感器和陀螺仪传感器，但不限其他可进行倾斜测量和方向测量的传感器。
3.如权利要求1所述的桩基倾斜实时监测预警***，其特征在于，所述传感器为MEMS传感器，但不限其他可进行倾斜测量和方向测量的光纤、压电、振弦传感器。
4.如权利要求1所述的桩基倾斜实时监测预警***，其特征在于，所述桩基包括预制桩和现场灌制桩。
5.如权利要求1所述的桩基倾斜实时监测预警***，其特征在于，所述桩基包括房屋建筑桩基，也包括公路、铁路、桥梁等其他建筑工程基桩。
6.如权利要求1所述的桩基倾斜实时监测预警***，其特征在于，所述传感器安置在桩基上，包括埋在桩基混凝土中和固定在桩基内部钢筋两种方式，但不限其他将传感器和桩基固定的方式。
7.如权利要求1所述的桩基倾斜实时监测预警***，其特征在于，所述***可进行实时监测，也可按要求设置为定期检测。
8.如权利要求1所述的桩基倾斜实时监测预警***，其特征在于，所述***的监测结果可通过有线的方式传输到监控主机上，也可通过无线的方式发送到指定终端上。
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