CN102943493A - 测量预制桩内力及变形的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种测量预制桩内力及变形的方法，在完成打桩工序后，再安装传感器以及和所述传感器相连的桩基竖向静载实验设备，施加下一级荷载以前，记录某级荷载下的传感器读数，即该传力索所连接观测点处与基准处的相对变形；将该相对变形除以该段桩长，得到观测断面相对于基准面的相对应变，用相邻两个观测断面相对于基准面的应变，得到该两个断面之间的应变差，根据桩身混凝土弹性模量标定结果，计算每个锚固头断面处的桩身轴力。本发明一种测量预制桩内力及变形的方法采取在完成打桩工序后安装传感器，避免了传感器在打桩过程中受损，且测量精度高，可有效的控制成本。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程中桩基质量检测技术领域的一种方法，具体涉及一种测量预制桩内力及变形的方法。
背景技术
桩基础作为目前工程建设大量采用的基础形式，除了具有沉降小，承载力高等优点，其还是涉及结构安全的重要组成部分，因此对于桩基的检测是至关重要的。
目前对于桩身内力测试的主要方法有钢筋计法和滑动测微计法。（1）钢筋计法：钢筋计根据底层结构埋设于桩身主筋上，检测桩身某一截面和柱底的应力应变。这种测试方法原理简单，测试元件易于安装，但是只能测定点的应变，两点之间的变形只能靠推断，并且由于钢筋计是根据钢筋上一点的应变来推算出桩的平均内力，这样会存在不小的误差。由于钢筋计等传感器需要预埋在桩身内，容易在桩的制作和打桩过程中造成损坏，且影响传感器的测试性能和标定系数，从而会降低成活率并影响测试结果。此外，由于传感器预埋后不能回收利用，属于一次性耗材，增加的测试的成本。（2）滑动测微计法：相对于钢筋计法，滑动测微计法可以连续地测定整个桩身轴线上所有各点轴线方向各级荷载下的应变，并且能有效地修正漂零。虽然其具有测点多，连续性好，精度高等优点，但其成本高的缺点也是一个需要考虑的因素。
专利200910056699.2提供了一种方法，在桩身按纵向预埋套管或直接在桩身纵向钻孔，在套管或钻孔内安装测量***，该测量***由锚头、多点位移计、接长杆及压力管组成。根据桩顶竖向位移观测结果和所有相邻两个锚头位置之间的竖向变形，推算桩侧各土层的分层摩阻力、桩端支承力及锚头埋设断面的竖向位移，从而实现桩身内力及断面竖向位移测量。
以上所述传统的方法均存在至少一个缺点。例如，前者精度不够高，并且由于传感器先安装，容易产生损伤问题；后者虽然精度能达到要求，但是成本过高，不够经济。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中测量预制桩内力及变形时精度差或者成本过高的问题。
为了实现上述目的，本发明提出一种测量预制桩内力及变形的方法，其特征在于，包括以下步骤：确定观测点锚固头数量和埋设断面的位置；在所述预制桩的桩身纵向上预埋套管；在所述预制桩的桩顶安装开有孔的基准锚固头；在所述埋设断面的位置处安装所述观测点锚固头，且将所述观测点锚固头和所述套管固定相连，若遇到接桩的情况，则在前一段桩内设置一临时锚固点，用于固定穿过接桩段的传力索，所述临时锚固点上设置供所述传力索通过的孔；进行打桩工序，若需要接桩，则继续进行接桩工序；提供一传感器，通过所述基准锚固头上的孔，安装到所述传力索上，且对所述传感器进行标定；安装和所述传感器相连的桩基竖向静载实验设备，施加下一级荷载以前，记录某级荷载下的传感器读数，即该传力索所连接观测点处与基准处的相对变形；将该相对变形除以该段桩长，得到观测断面相对于基准面的相对应变，用相邻两个观测断面相对于基准面的应变，得到该两个断面之间的应变值，根据桩身混凝土弹性模量标定结果，计算每个锚固头断面处的桩身轴力。
可选的，包括以下步骤：第一步，依据试桩所在场地的岩土工程勘察报告、施工记录、地区经验以及设计要求确定合适的观测点锚固头数量和其埋设断面位置；第二步，套管轴线应平行于桩身纵轴线，套管应与选用的锚固头匹配；埋设套管宜沿横截面中心轴线方向对称布置，在桩顶处安装的基准锚固头，当中需要开孔，方便最后将传感器装入，在所确定的断面处安装观测点锚固头，将锚固头与套管牢牢固定，如果遇见有接桩的情况，则需要在前一段桩内设置临时锚固点，方便固定需要穿过接桩段的传力索，临时锚固点需要开孔，以便于让传力索能通过；第三步，开始打桩，按照正常的施工流程将桩打入，如果需要接桩，也按照要求进行接桩；第四步，桩打入后，通过桩顶基准锚固头的孔，将传感器装到传力索上，传感器要求能徒手通过基准点锚固头的开孔装入套管内，并且卡在传力索上；第五步，安装常规的桩基竖向静载实验设备，试验开始后按常规方法记录荷载大小；第六步，在某级荷载作用下位移稳定，施加下一级荷载以前，记录某级荷载下的传感器读数，即该传力索所连接观测点处与基准处的相对变形，将该相对变形除以该段桩长，得到观测断面相对于基准面的相对应变，用相邻两个观测断面相对于基准面的应变，得到该两个断面之间的应变值，根据桩身混凝土弹性模量标定结果，计算每个锚固头断面处的桩身轴力。
本发明测量预制桩内力及变形的方法的有益技术效果为：本发明测量预制桩内力及变形的方法采取在完成打桩工序后安装传感器，避免了传感器在打桩过程中受损，且测量精度高，可有效的控制成本。
附图说明
图1为本发明测量预制桩内力及变形的方法的装置结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图1对本发明作进一步的详细说明。图1中标号：1-观测点锚固头；2-套管；3-基准点锚固头；4-传感器；5-传力索；6-传力索临时固定点；7-接桩头；8-数据采集仪器。
请参考图1，图1为本发明测量预制桩内力及变形的方法的装置结构示意图，本发明方法的具体步骤为：
（1）依据试桩所在场地的岩土工程勘察报告、施工记录、地区经验以及设计要求确定合适的观测点锚固头数量和其埋设断面位置。观测点锚固头1一般可埋设在两种不同性质土层的界面处。
（2）在制桩时埋设套管2。套管材质不予限定，但是要求套管轴线应平行于桩身纵轴线，套管2应与选用的观测点锚固头1和基准点锚固头3匹配；埋设套管宜沿横截面中心轴线方向对称布置。在桩顶处安装基准锚固头3，基准锚固头3当中需要开孔，方便最后将传感器4装入。在所确定的断面处安装观测点锚固头1，将观测点锚固头1，基准点锚固头3与套管2牢牢固定。用传力索5将每个观测点锚固头1分别与基准锚固头3相连接，如果遇见有接桩的情况，则需要在前一段桩内设置临时锚固点6，方便固定需要穿过接桩段的传力索5。临时锚固点6需要开孔，以便于让传力索能通过
（3）开始打桩，按照正常的施工流程将桩打入，如果需要接桩，也按照要求进行接桩。
（4）桩打入后，通过桩顶基准锚固头3的孔，将传感器4放入桩中，并且安装到传力索5上。通过数据传递导线与外面的数据采集仪器8相连。安装完毕后进行传感器的标定，即标准量输入给待定的传感器4，同时得到传感器4的输出量，对所获得的传感器输入输出量进行比较和处理，从而得到一系列表征两者对应关系的标定曲线，进行得到传感器性能指标的实测结果。
（5）安装常规的桩基竖向静载实验设备，试验开始后按常规方法记录荷载大小。
（6）在某级荷载作用下位移稳定，施加下一级荷载以前，记录某级荷载下的数据采集仪器8的读数，即该传力索所连接的观测点处与基准处的相对变形δ。将该相对变形δ除以该段桩长L，则可以得到观测断面对于基准面的相对应变ε。ε=δ/L。用相邻两个观测断面相对于基准面的应变，则可以得到该两个断面之间的应变值。dεi=εi+1-εi。εi为第i个观测点锚固头处相对于基准点处的应变值。根据桩身混凝土弹性模量标定结果E=f(ε)，桩身横截面面积A，则可以计算每个锚固头断面处的桩身轴力Ni=EA dεi。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所述技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (2)
1.一种测量预制桩内力及变形的方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定观测点锚固头数量和埋设断面的位置；
在所述预制桩的桩身纵向上预埋套管；
在所述预制桩的桩顶安装开有孔的基准锚固头；
在所述埋设断面的位置处安装所述观测点锚固头，且将所述观测点锚固头和所述套管固定相连，若遇到接桩的情况，则在前一段桩内设置一临时锚固点，用于固定穿过接桩段的传力索，所述临时锚固点上设置供所述传力索通过的孔；
进行打桩工序，若需要接桩，则继续进行接桩工序；
提供一传感器，通过所述基准锚固头上的孔，安装到所述传力索上，且对所述传感器进行标定；
安装和所述传感器相连的桩基竖向静载实验设备，施加下一级荷载以前，记录某级荷载下的传感器读数，即该传力索所连接观测点处与基准处的相对变形；
将该相对变形除以该段桩长，得到观测断面相对于基准面的相对应变，用相邻两个观测断面相对于基准面的应变，得到该两个断面之间的应变值，根据桩身混凝土弹性模量标定结果，计算每个锚固头断面处的桩身轴力。
2.根据权利要求1所述的桩身内力及变形测量装置，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，依据试桩所在场地的岩土工程勘察报告、施工记录、地区经验以及设计要求确定合适的观测点锚固头数量和其埋设断面位置；
第二步，套管轴线应平行于桩身纵轴线，套管应与选用的锚固头匹配；埋设套管宜沿横截面中心轴线方向对称布置，在桩顶处安装的基准锚固头，当中需要开孔，方便最后将传感器装入，在所确定的断面处安装观测点锚固头，将锚固头与套管牢牢固定，如果遇见有接桩的情况，则需要在前一段桩内设置临时锚固点，方便固定需要穿过接桩段的传力索，临时锚固点需要开孔，以便于让传力索能通过；
第三步，开始打桩，按照正常的施工流程将桩打入，如果需要接桩，也按照要求进行接桩；
第四步，桩打入后，通过桩顶基准锚固头的孔，将传感器装到传力索上，传感器要求能徒手通过基准点锚固头的开孔装入套管内，并且卡在传力索上；
第五步，安装常规的桩基竖向静载实验设备，试验开始后按常规方法记录荷载大小；
第六步，在某级荷载作用下位移稳定，施加下一级荷载以前，记录某级荷载下的传感器读数，即该传力索所连接观测点处与基准处的相对变形，将该相对变形除以该段桩长，得到观测断面相对于基准面的相对应变，用相邻两个观测断面相对于基准面的应变，得到该两个断面之间的应变值，根据桩身混凝土弹性模量标定结果，计算每个锚固头断面处的桩身轴力。
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