CN105421501B - 淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法，包括以下步骤：S1、制作自进式锚索：该锚索包括钻具、多根钢绞线束和光纤，多根钢绞线束的一端均固定安装在钻具的承压板上，所述承压板上固定安装有U型管，所述光纤穿过U型管设置，所述光纤与钢绞线束之间通过扎带绑扎固定；S2、钻锚杆孔；S3、将钻杆有高压喷头的一端安装在钻具管体内，然后向锚杆孔内钻进钻杆，再将钻杆与钻具管体分离，退出钻杆，同时向钻杆的注浆管内注浆，浆液从高压喷头向外喷射进锚杆孔内，形成锚杆；S4、将光纤接通至计算机，采用分布式光纤传感技术，定期采集应变测量数据。本发明可以及时准确监测锚杆工作状态及周围土体变形状况。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法。
背景技术
目前，主要采取光纤光栅传感器对锚杆工作时本身的应力应变进行监测。随着建筑业高层、超高层等建筑规模的飞速发展，深基坑支护施工越来越普遍，基坑工程地质环境也越来越复杂，基坑支护结构及其周边环境的变形监测越来越受基坑施工建设者们的关注。特别是在淤泥环境下，锚杆工作时周围淤泥土变形极易造成基坑安全隐患，甚至引发基坑安全事故，因此，急需对锚杆工作状况及周围土体变形状况进行监测，以确保基坑安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法，它工艺简单，利用分布式传感光纤可以及时准确监测锚杆工作状态及周围土体变形状况，同时还具有防止感知层光纤受损的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法，包括以下步骤：
S1、制作自进式锚索：该自进式锚索包括钻具、多根钢绞线束和光纤，所述钻具包括钻头和管体，所述管体上套设有承压板，所述多根钢绞线束的一端均固定安装在承压板上，所述承压板上紧靠任意两根钢绞线束的外侧固定安装有U型管，所述光纤穿过U型管设置，所述光纤伸出U型管的两端与该两根钢绞线束之间均通过扎带绑扎固定；
S2、钻锚杆孔：采用锚杆钻机在土体内钻孔，钻孔完成后，撤出锚杆钻机的钻杆和钻头，在土体内形成锚杆孔；
S3、安装自进式锚索：先在锚杆钻机钻杆的端部密封安装一个高压喷头，再将钻杆有高压喷头的一端安装在自进式锚索的钻具管体内，钻杆的注浆腔通过高压喷头与管体的注浆腔连通，然后采用锚杆钻机向锚杆孔内钻进钻杆，带动自进式锚索至锚杆孔底部，此时钢绞线束和光纤在锚杆孔外的外露长度要满足锚索张拉和光纤通路接通要求，再将钻杆与钻具管体分离，退出钻杆，同时向钻杆的注浆管内进行注浆，浆液从高压喷头向外喷射进锚杆孔内，直至退出钻杆和高压喷头时，形成注满浆液的锚杆，最后进行锚索张拉；
S4、光纤监测：将光纤接通至计算机，采用分布式光纤传感技术，定期采集应变测量数据，并传输给计算机，计算机通过对这些数据的汇总、分析和处理，得到锚杆工作状态及周围土体变形状况，进而对锚杆及其周边土体环境的安全状态进行评价。
按上述技术方案，步骤S1中，所述光纤与钢绞线束之间每间隔一定距离通过扎带进行定点绑扎，相邻扎带之间通过胶带进行包裹。
按上述技术方案，所述高压喷头与钻杆同轴设置。
按上述技术方案，所述高压喷头的喷嘴设置在其侧翼。
按上述技术方案，所述浆液为水泥浆。
按上述技术方案，所述光纤的外部与土体重要地段对应的位置设置有钢管。
按上述技术方案，步骤S3中，通过高压泵向钻杆的注浆管内注浆。
本发明产生的有益效果是：本发明通过制作带有光纤的自进式锚索，形成光纤U形回路，先钻锚杆孔，为光纤安装形成了良好的安装通道，然后将自进式锚索与钻杆连接，光纤尾随钻具进入锚杆孔内，避免了光纤受到土体损伤，再通过光纤及时准确的获取锚杆周边土体变形数据。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中自进式锚索的主视图；
图2是本发明实施例中自进式锚索的左视图；
图3是本发明实施例中钻锚杆孔的示意图；
图4是本发明实施例中锚杆孔的结构示意图；
图5是本发明实施例中安装自进式锚索的示意图；
图6是本发明实施例中光纤检测示意图。
图中：1-锚杆钻机、2-土体、3-钻杆、4-锚杆孔、5-钢绞线束、6-钻具、6.1-钻头、6.2-管体、6.3-承压板、7-高压喷头、8-高压泵、9-计算机、10-光纤、11-锚杆、12-U型管、13-扎带。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图6所示，一种淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法，包括以下步骤：
S1、制作自进式锚索：如图1、图2所示，该自进式锚索包括钻具6、多根钢绞线束5和光纤10，钻具6包括钻头6.1和管体6.2，管体6.2上套设有承压板6.3，多根钢绞线束5的一端均固定安装在承压板6.3上，承压板6.3上紧靠任意两根钢绞线束的外侧固定安装有U型管12，光纤10穿过U型管12设置，光纤10伸出U型管12的两端与该两根钢绞线束之间均通过扎带13绑扎固定，形成U形回路；
S2、钻锚杆孔：如图3、图4所示，采用锚杆钻机1在土体2内钻孔，钻孔完成后，撤出锚杆钻机1的钻杆3和钻头，在土体2内形成锚杆孔4；
S3、安装自进式锚索：如图5所示，先在锚杆钻机1钻杆3的端部密封安装一个高压喷头7，再将钻杆3有高压喷头7的一端安装在自进式锚索的钻具6管体6.2内，钻杆3的注浆腔通过高压喷头7与管体6.2的注浆腔连通，然后采用锚杆钻机1向锚杆孔4内钻进钻杆3，带动自进式锚索至锚杆孔4底部，此时钢绞线束5和光纤10在锚杆孔4外的外露长度要满足锚索张拉和光纤通路接通要求，再将钻杆3与钻具6管体6.2分离，退出钻杆3，同时通过高压泵8向钻杆3的注浆管内进行注浆，浆液从高压喷头7向外喷射进锚杆孔4内，直至退出钻杆3和高压喷头7时，形成注满浆液的锚杆11，最后进行锚索张拉；
S4、光纤10监测：如图6所示，将光纤10接通至计算机9，采用分布式光纤传感技术，定期采集应变测量数据，并传输给计算机9，计算机9通过对这些数据的汇总、分析和处理，得到锚杆工作状态及周围土体变形状况，进而对锚杆及其周边土体环境的安全状态进行评价。
在本发明的优选实施例中，如图1所示，步骤S1中，光纤10与钢绞线束5之间每间隔一定距离通过扎带13进行定点绑扎，相邻扎带13之间通过胶带进行包裹，使光纤10与钢绞线束5紧密贴合。
在本发明的优选实施例中，如图5所示，高压喷头7与钻杆3同轴设置。
在本发明的优选实施例中，如图5所示，高压喷头7的喷嘴设置在其侧翼。
在本发明的优选实施例中，浆液为水泥浆。
在本发明的优选实施例中，光纤的外部与土体重要地段对应的位置设置有钢管，用于保护光纤。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制作自进式锚索：该自进式锚索包括钻具、多根钢绞线束和光纤，所述钻具包括钻头和管体，所述管体上套设有承压板，所述多根钢绞线束的一端均固定安装在承压板上，所述承压板上紧靠任意两根钢绞线束的外侧固定安装有U型管，所述光纤穿过U型管设置，所述光纤伸出U型管的两端与该两根钢绞线束之间均通过扎带绑扎固定, 所述光纤与钢绞线束之间每间隔一定距离通过扎带进行定点绑扎，相邻扎带之间通过胶带进行包裹；
S2、钻锚杆孔：采用锚杆钻机在土体内钻孔，钻孔完成后，撤出锚杆钻机的钻杆和钻头，在土体内形成锚杆孔；
S3、安装自进式锚索：先在锚杆钻机钻杆的端部密封安装一个高压喷头，再将钻杆有高压喷头的一端安装在自进式锚索的钻具管体内，钻杆的注浆腔通过高压喷头与管体的注浆腔连通，然后采用锚杆钻机向锚杆孔内钻进钻杆，带动自进式锚索至锚杆孔底部，此时钢绞线束和光纤在锚杆孔外的外露长度要满足锚索张拉和光纤通路接通要求，再将钻杆与钻具管体分离，退出钻杆，同时向钻杆的注浆管内进行注浆，浆液从高压喷头向外喷射进锚杆孔内，直至退出钻杆和高压喷头时，形成注满浆液的锚杆，最后进行锚索张拉；
S4、光纤监测：将光纤接通至计算机，采用分布式光纤传感技术，定期采集应变测量数据，并传输给计算机，计算机通过对这些数据的汇总、分析和处理，得到锚杆工作状态及周围土体变形状况，进而对锚杆及其周边土体环境的安全状态进行评价。
2.根据权利要求1所述的淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法，其特征在于，所述高压喷头与钻杆同轴设置。
3.根据权利要求1所述的淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法，其特征在于，所述高压喷头的喷嘴设置在其侧翼。
4.根据权利要求1所述的淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法，其特征在于，所述浆液为水泥浆。
5.根据权利要求1所述的淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法，其特征在于，所述光纤的外部与土体重要地段对应的位置设置有钢管。
6.根据权利要求1所述的淤泥环境下锚杆工作状态及周围土体变形状况的监测方法，其特征在于，步骤S3中，通过高压泵向钻杆的注浆管内注浆。
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