CN105155598B - 一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法，所述方法依靠两根走线钢筋在预制桩桩身表面形成凹槽式的保护腔体，表面应变计与桩侧土压力盒放置在保护腔体内，然后使用环氧树脂材料填充保护腔体，从而实现对表面应变计、土压力盒及其导线进行密封和保护。本发明安装简单、成本低、经济高效，能显著提高测试元件成活率，适合在相关工程中推广使用。

Description

一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法

技术领域

本发明属于桩基工程领域，涉及桩基水平承载力测试及基坑支护、边坡支挡、路基加固过程中水平受荷桩的监测问题，具体说是一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法。

背景技术

在各类工程建设中，包括基坑支护、边坡支挡、路基加固、海堤防护等，往往需要对水平受荷桩进行侧向受力与变形的时时监测，对于建筑桩基水平承载力检测，则需要测试单桩在加载过程中的桩身内力和桩侧土压力变化规律。近些年来，伴随高层建筑和超高层建筑的兴建以及大深度地下空间的开发，桩基工程的建设规模越来越大，桩基水平承载环境也越来越复杂，要求也越来越严格。对于水平受荷桩承载特性及其长期变形规律研究，采用桩身、桩侧分别埋设表面应变计、土压力盒等传感器的方法进行观测被认为是最有效的测试手段。但存在的问题是，灌注桩桩身传感器的布设方法已经较为成熟，而预制桩由于混凝土事先预制成型，传感器布设难度非常大。一方面，由于施工进度，测试人员很难确保在制桩过程中提前埋设好应变计和土压力盒，另一方面，若在预制桩做好后再在其表面直接粘贴固定应变计、土压力盒，由于预制桩要挤土沉入土中，凸显在桩表面的应变计、土压力盒及其导线很容易损坏。以往试验多采用桩身现场刻槽的方式进行传感器布设，但该方法施工难度大、耗时长、成本高，尤其是埋设的传感器成活率低，较难满足测试要求。因此，鉴于以上预制桩测试传感器布设方法的缺陷，及可参照的高效埋设技术仍然稀少，亟待需要提出一种新的预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法。

目前桩基检测中土压力盒的布设方法最常见的有挂布法、钻孔法和直接刻槽法，其中挂布法只适用于灌注桩水平承载力检测。而钻孔法、直接刻槽法应用于预制桩水平承载力检测存在施工复杂，成本较高等缺点，大量的工程实践也表明两种方法的测试精度较难保证。土压力盒的埋设要求其受力面能准确传递土压力，而与之相对的另外一面固定不动，且要充分确保传感器在整个沉桩过程中不发生损坏，这对试桩阶段土压力盒的布设及保护要求极高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种用于预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设的方法，防止现场施工环境对测试元件的损害，从而显著提高测试元件的成活率，确保桩基工程测试、监测工作的顺利进行。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法，桩型可以为预制管桩或预制方桩，包括以下步骤：步骤一：在桩身上设置好表面应变计和土压力盒的布设位置，沿着该布设位置钻孔，所述孔的数目一个以上，用于插入固定筋，一根固定筋对应一个孔设置；步骤二：选用一对走线钢筋在桩体表面形成凹槽，走线钢筋为凹槽的侧壁，桩体表面为凹槽的底面；所述走线钢筋通过与各个固定筋点焊，紧贴于桩体表面，所述表面应变计和土压力盒放置于凹槽内；除预设的表面应变计、土压力盒安放位置处走线钢筋有弧形弯曲外，其余位置的走线钢筋与桩长方向平行，并沿桩身水平受力方向对称分布；步骤三：将表面应变计、土压力盒放入凹槽内固定好后，再将表面应变计与土压力盒的导线逐根由测试点引至桩顶，导线夹在两根走线钢筋空隙之间，最后，在凹槽内填充环氧树脂材料，对表面应变计、土压力盒和导线进行密封。

现有的刻槽方法不仅费时费力，且常常受限于槽深问题，槽刻浅了无法放下表面应变计和土压力盒，槽刻深了容易破坏内部钢筋，本发明方法通过走线钢筋来形成凹槽，供表面应变计和土压力盒布设，不仅工艺简单，无需刻槽，也避免了刻槽时出现的问题，简化工艺，效果更好；此外，在放置表面应变计、土压力盒和导线后，采用环氧树脂材料填充凹槽，起到保护表面应变计、土压力盒的作用，防止现场施工环境对测试元件的损害。

进一步，所述步骤二中，表面应变计和土压力盒放置于凹槽内后，在表面应变计的底部、土压力盒的底部还分别设有一根加设筋，该加设筋的两端分别与两条走线钢筋焊接固定。设置加设筋，可以在桩身沉降的过程当中，起到挡土的作用，避免沉桩过程中土体进入保护腔体内对表面应变计、土压力盒造成挤压破坏。

进一步，还设有步骤四，还罩有一层薄铁皮，所述薄铁皮与走线钢筋和加设筋点焊连接，薄铁皮位于环氧树脂层的外侧，并罩住表面应变计和土压力盒，所述薄铁皮的厚度小于0.5mm。由于在环氧树脂保护层的外侧又设置一层薄铁皮，使得环氧树脂、薄铁皮在沉桩过程中一起发挥缓冲和保护传感器的作用，二次保护显著提高测试元件的成活率，确保桩基工程测试、监测工作的顺利进行。

进一步，所述步骤二中，所述凹槽上，还设有一层以上的增高钢筋，增高钢筋叠放在走线钢筋上并与走线钢筋焊接成一体。依靠两层钢筋的叠加高度形成较深的凹槽，避免一根走线钢筋太粗或桩侧开槽过深导致的测试精度不高的问题。

进一步，所述导线处的环氧树脂密封层外侧还涂抹水泥浆体。水泥浆体不仅耐摩擦，且成本便宜，涂抹水泥的工艺也简单，能对导线起到二次保护的功效，确保导线能正常工作。

进一步，所述步骤三中，表面应变计的安装方式是，安装前在表面应变计背面涂抹胶水，将表面应变计粘贴在桩侧壁后再进行螺栓锚固；土压力盒的安装方式是，事先在桩侧壁开挖较浅深度的凹槽对土压力盒进行初步固定，再涂抹胶水对其进行最终固定。对于表面应变计的安装，表面应变计主要通过两边的螺孔固定在桩表面，为保证两者的充分接触，安装前在表面应变计背面涂抹胶水，将表面应变计粘贴在桩侧壁后再进行螺栓锚固；对于土压力盒的安装，事先在桩侧壁开挖较浅深度的凹槽对土压力盒进行初步固定，再涂抹胶水对其进行最终固定，这样既减少了走线钢筋所需的立面高度，又使得土压力盒牢固稳定。

本发明的优点是：解决了长期存在的预制桩传感器安装成活率低这一难题，与现有技术相比，本发明方法操作简便、高效快捷、节约成本，可在桩基水平承载力测试及重大工程水平受荷桩时时监测等项目中广泛应用。

附图说明

图1为本发明预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法的整体示意图；

图2为表面应变计及其导线布设、保护示意图；

图3为土压力盒及其导线布设、保护示意图。

图中：1-走线钢筋、2-保护腔体、3-固定筋、4-加设筋、5-环氧树脂材料、6-薄铁皮、7-水泥浆体、8-导线。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详细说明：

参见附图1-图3，本发明一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法的实施例，以预制管桩为例，所述方法依靠两根走线钢筋1形成凹槽式的保护腔体2，凹槽内填充环氧树脂材料5对表面应变计、土压力盒进行密封和保护。走线钢筋1选用粗号钢筋，通过固定筋3焊接在桩体表面，固定筋3插入桩身混凝土的预钻孔洞中。为避免沉桩过程中土体进入保护腔体2内，保护腔体2的下端还设有一根加设筋进行“挡土”。传感器布设过程中，表面应变计、土压力盒按照测试要求固定在各自的保护腔体2内，用环氧树脂材料5对表面应变计、土压力盒进行密封，并糊上一层薄铁皮6进行二次保护，薄铁皮6与走线钢筋1和加设筋4点焊连接。走线钢筋1间的空腔也为表面应变计和土压力盒的导线8引出提供了走线空间，导线8用环氧树脂5封闭在走线钢筋1间，导线8可于其上环氧树脂5外侧涂抹水泥浆体7进行双重保护。

本发明一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法的具体实施过程如下：

试验桩运到现场后，按照传感器的布设位置预先在桩身侧壁钻机打孔，孔的数量和位置分别由桩长和测试传感器的位置控制，在表面应变计、土压力盒布设位置处钻孔数量应适当增加。固定筋3插入钻孔后，将走线钢筋1与固定筋3点焊在一起，除表面应变计、土压力盒放置处走线钢筋1有弧形弯曲外，其余位置处走线钢筋1要求与桩轴线方向平行，并沿桩身受力方向对称分布。为避免沉桩过程中土体进入保护腔体2内对传感器造成挤压破坏，在走线钢筋1形成的保护腔体2下部添加一根加设筋4进行阻挡和封闭。

表面应变计通过两边的螺孔固定在桩侧表面，为保证二者的充分接触，安装前可在表面应变计背面涂抹胶水，将表面应变计粘贴在桩侧壁后再进行螺栓锚固。土压力盒体积由于较表面应变计体积大，可事先在桩侧壁开挖较浅深度的凹槽对土压力盒进行初步固定，然后再用胶水对其进行最终固定，这样一来既减少了所需走线钢筋1的立面高度，又使得土压力盒固定牢靠。布设在弧形走线钢筋1内侧的表面应变计、土压力盒均用环氧树脂材料5进行细致密封，环氧树脂5在桩基下沉过程中起到缓冲和保护表面应变计、土压力盒的作用。另外，由于在整个沉桩过程中，土体侧摩阻力会对表面应变计、土压力盒造成较大的磨损破坏，为克服上述问题，传感器布设过程中用一层薄铁皮6糊在传感器的表面，并将薄铁皮6与两根走线钢筋1及加设筋4点焊在一起，形成对表面应变计、土压力盒的全面保护。

现场试验过程中，选用的走线钢筋1直径应尽量使测试传感器处于两根钢筋形成的凹槽内，必要的时候可在凹槽处加设一层钢筋，依靠两层钢筋的叠加高度形成较深的保护腔体2。

传感器布设安装结束后，对表面应变计、土压力盒的导线8进行引出和保护，每个传感器的导线8逐根由测试点位置引至桩顶，确保导线8夹在两根走线钢筋1形成的空隙之间，当所有导线8安置妥当后，用环氧树脂5和水泥浆体7将所有导线8密封进走线钢筋1空隙内部。

Claims (6)

1.一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法，桩型可以为预制管桩或预制方桩，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：在桩身上设置好表面应变计和土压力盒的布设位置，沿着该布设位置钻孔，所述孔的数目一个以上，用于插入固定筋，一根固定筋对应一个孔设置；

步骤二：选用一对走线钢筋在桩体表面形成凹槽，走线钢筋为凹槽的侧壁，桩体表面为凹槽的底面；所述走线钢筋通过与各个固定筋点焊，紧贴于桩体表面，所述表面应变计和土压力盒放置于凹槽内；除预设的表面应变计、土压力盒安放位置处走线钢筋有弧形弯曲外，其余位置的走线钢筋与桩长方向平行，并沿桩身水平受力方向对称分布；

步骤三：将表面应变计、土压力盒放入凹槽内固定好后，再将表面应变计与土压力盒的导线逐根由测试点引至桩顶，导线夹在两根走线钢筋空隙之间，最后，在凹槽内填充环氧树脂材料，对表面应变计、土压力盒和导线进行密封。

2.根据权利要求1所述的一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法，其特征在于：所述步骤二中，表面应变计和土压力盒放置于凹槽内后，在表面应变计的底部、土压力盒的底部还分别设有一根加设筋，该加设筋的两端分别与两条走线钢筋焊接固定。

3.根据权利要求2所述的一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法，其特征在于：还设有步骤四，还罩有一层薄铁皮，所述薄铁皮与走线钢筋和加设筋点焊连接，薄铁皮位于环氧树脂层的外侧，并罩住表面应变计和土压力盒，所述薄铁皮的厚度小于0.5mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法，其特征在于：所述步骤二中，所述凹槽上，还设有一层以上的增高钢筋，增高钢筋叠放在走线钢筋上并与走线钢筋焊接成一体。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法，其特征在于：所述导线处的环氧树脂密封层外侧还涂抹水泥浆体。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种预制桩桩身表面应变计与桩侧土压力盒现场布设方法，其特征在于：所述步骤三中，表面应变计的安装方式是，安装前在表面应变计背面涂抹胶水，将表面应变计粘贴在桩侧壁后再进行螺栓锚固；土压力盒的安装方式是，事先在桩侧壁开挖较浅深度的凹槽对土压力盒进行初步固定，再涂抹胶水对其进行最终固定。