CN105696633A - 一种抗滑桩支护效果监测系统及监测方法 - Google Patents

一种抗滑桩支护效果监测系统及监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗滑桩支护效果监测系统及监测方法，所述抗滑桩支护效果监测系统包括：抗滑桩顶部位移监测单元、抗滑桩与土体接触面压力监测单元以及抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元；所述抗滑桩顶部位移监测单元、抗滑桩与土体接触面压力监测单元和抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元分别通过解调器与微机相连。本发明所提供的抗滑桩支护效果监测系统与现有的监测系统相比较，能够实现全面评价抗滑桩支护效果的立体式监测系统，用以解决现有技术中监测内容单一和评价准确性低的问题；通过各监测量的时间序列曲线准确判断抗滑桩的支护效果，并及时对治理效果不佳的坡体采用适当的补充治理措施，实现对滑坡体危害对象的有效保护。

Description

一种抗滑桩支护效果监测系统及监测方法
技术领域
本发明属于地质工程技术领域，具体涉及一种抗滑桩支护效果监测系统及监测方法。
背景技术
随着我国经济建设高速发展，特别是“西部大开发”的战略决策实施过程，数量众多的大型工程项目相继在地质条件复杂、滑坡地质灾害频发区建设。在工程的建设和运行过程中，滑坡灾害对工程的安全造成重大的威胁。在这些数量众多的工程滑坡中，相当一部分采用抗滑桩进行治理。由于滑坡发育区域地质条件的复杂性和设计参数的经验性，抗滑桩治理失效的工程事故时有发生。因此，有必要在抗滑桩施工完成后，对其治理效果进行长期监测，根据监测结果对抗滑桩的抗滑效果进行评价。
目前，在抗滑桩的监测内容以位移监测为主，即在抗滑桩桩顶设置GPS监测点，并定期对桩顶的位移进行监测。由于桩顶位移无法全面反映出抗滑桩深部与滑坡体的相互作用，因而使得位移监测数据仅能有限地评价治理效果，桩土相互作用复杂时甚至不能有效地进行抗滑效果的评价。
发明内容
鉴于以上存在的问题，本发明的目的在于提供一种抗滑桩支护效果监测系统及监测方法。
为此，本发明采用如下解决方案：
一种抗滑桩支护效果监测系统，所述抗滑桩支护效果监测系统包括：
-抗滑桩顶部位移监测单元，用于监测抗滑桩的位移量；
-抗滑桩与土体接触面压力监测单元，用于监测抗滑桩与周围土体间的接触情况，从而用于判断抗滑桩对坡体的支挡效果；以及
-抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元，用于监测抗滑桩桩身内部的变形和受力情况；
所述抗滑桩顶部位移监测单元、抗滑桩与土体接触面压力监测单元和抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元分别通过解调器与微机相连。
优选地，所述抗滑桩顶部位移监测单元包括GPS接收机，所述GPS接收机安装在抗滑桩顶部，所述GPS接收机用于实现定期接收抗滑桩桩顶的坐标数据，并根据两个采集时间点的坐标值计算位移量。
优选地，所述抗滑桩与土体接触面压力监测单元包括桩前土压力盒、桩后土压力盒和桩侧土压力盒，所述抗滑桩与土体接触面压力监测单元沿着垂直方向设置在抗滑桩桩身上且埋设于和抗滑桩接触的土体中。
优选地，所述桩前土压力盒、桩后土压力盒和桩侧土压力盒为光纤光栅土压力盒。
优选地，所述桩前土压力盒、桩后土压力盒和桩侧土压力盒均设置在抗滑桩各边的长中轴线上。
优选地，所述抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元包括应变计和钢筋计，所述应变计用于测量抗滑桩内部顶的变形，所述钢筋计用于测量抗滑桩内部的拉力。
优选地，所述抗滑桩内的竖向受力钢筋上相同间距交替地设置应变计和钢筋计。
优选地，所述应变计采用钢丝与抗滑桩内的竖向受拉钢筋捆绑，应变计的长度方向与受拉钢筋一致。
优选地，所述钢筋计采用焊接的方式与抗滑桩内的竖向受拉钢筋焊接，钢筋计的方向与受拉钢筋一致。
一种利用抗滑桩支护效果监测系统的监测方法，所述监测方法包括：使用微机对来自抗滑桩顶部位移监测单元、抗滑桩与土体接触面压力监测单元和抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元所采集的数据进行数字信号处理，由微机存储桩顶位移、桩土界面土压力以及桩身内部变形和受力，并绘制桩顶位移、桩土界面土压力以及桩身内部变形和受力的时间序列曲线，通过该时间序列曲线来全面判断抗滑桩的治理效果。
本发明所提供的抗滑桩支护效果监测系统与现有的监测系统相比较，能够实现全面评价抗滑桩支护效果的立体式监测系统，监测内容包括桩顶位移、桩土间土压力、桩身变形和受力，用以解决现有技术中监测内容单一和评价准确性低的问题；通过各监测量的时间序列曲线准确判断抗滑桩的支护效果，并及时对治理效果不佳的坡体采用适当的补充治理措施，实现对滑坡体危害对象的有效保护。
附图说明
图1为本发明所提供的抗滑桩支护效果监测系统的示意图；
图2为本发明所提供的抗滑桩支护效果监测系统数据采集的结构框图；
其中：1-钢筋混凝土GPS监测墩；2-滑坡表面；3-抗滑桩；4-桩前土压力盒；5-桩后土压力盒；6-桩侧土压力盒；7-受拉钢筋；8-构造钢筋；9-应变计；10-钢筋计；11-多通道波长解调器；12-微机。
具体实施方式
下面参照附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
根据图1、图2，本发明所提供的抗滑桩支护效果监测系统包括：抗滑桩顶部位移监测单元、抗滑桩与土体接触面压力监测单元以及抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元。
抗滑桩顶部位移监测单元设置在抗滑桩3顶部的钢筋混凝土监测墩1上，在钢筋混凝土监测墩1顶部的对中盘上安置GPS接收机，从而实现定期接收抗滑桩桩顶的坐标数据，并根据两个采集时间点的坐标值计算位移量。抗滑桩顶部位移监测单元用于监测抗滑桩3的桩顶的水平移动值和竖直沉降值，从而用来确定抗滑桩3的移动方向。
抗滑桩与土体接触面压力监测单元，由沿垂直方向埋设于抗滑桩3前侧的光纤光栅土压力盒4、后侧光纤光栅土压力盒5和两侧光纤光栅土压力盒6所构成，土压力盒埋设于和抗滑桩3接触的土体中，且位于抗滑桩3各边长中轴线上。通过监测各方位的土压力，可全方位掌握抗滑桩3与周围土体间的接触情况，以及主要荷载的量级和方向，从而判断抗滑桩3的对于坡体的支档效果。
抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元，包括应变计和钢筋计，在抗滑桩3的桩身内部的受拉钢筋7上以相同的间距布置应变计9和钢筋计10。抗滑桩3施工过程中钢筋骨架绑扎完成后，应变计9采用钢丝与受拉钢筋7绑扎，应变计9的长度方向与受拉钢筋7一致。钢筋计10采用焊接方式与受拉钢筋7连接，钢筋计10的方向与受拉钢筋7也保持一致。应变计9和钢筋计10安装完成后灌注抗滑桩3的混凝土。应变计9用于量测抗滑桩3内部的变形，钢筋计10用于量测抗滑桩3内部的拉力。
通过光纤光缆将抗滑桩3前侧的光纤光栅土压力盒4、后侧光纤光栅土压力盒5、两侧光纤光栅土压力盒6、应变计9和钢筋计10与多通道波长解调器11相连，利用微机12对采集的数据数字信号处理，由微机12显示并存贮土压力、桩身变形和桩身拉力等监测数据。通过excel绘制桩顶位移、桩土界面土压力、桩身内部变形和受力的时间序列，通过各信息量的时间序列曲线全面判断抗滑桩的治理效果。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例而已，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种抗滑桩支护效果监测系统，其特征在于，所述抗滑桩支护效果监测系统包括：
-抗滑桩顶部位移监测单元，用于监测抗滑桩的位移量；
-抗滑桩与土体接触面压力监测单元，用于监测抗滑桩与周围土体间的接触情况，从而用于判断抗滑桩对坡体的支挡效果；以及
-抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元，用于监测抗滑桩桩身内部的变形和受力情况；
所述抗滑桩顶部位移监测单元、抗滑桩与土体接触面压力监测单元和抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元分别通过解调器与微机相连。
2.根据权利要求1中所述的一种抗滑桩支护效果监测系统，其特征在于，所述抗滑桩顶部位移监测单元包括GPS接收机，所述GPS接收机安装在抗滑桩顶部，所述GPS接收机用于实现定期接收抗滑桩桩顶的坐标数据，并根据两个采集时间点的坐标值计算位移量。
3.根据权利要求1中所述的一种抗滑桩支护效果监测系统，其特征在于，所述抗滑桩与土体接触面压力监测单元包括桩前土压力盒、桩后土压力盒和桩侧土压力盒，所述抗滑桩与土体接触面压力监测单元沿着垂直方向设置在抗滑桩桩身上且埋设于和抗滑桩接触的土体中。
4.根据权利要求3中所述的一种抗滑桩支护效果监测系统，其特征在于，所述桩前土压力盒、桩后土压力盒和桩侧土压力盒为光纤光栅土压力盒。
5.根据权利要求3中所述的一种抗滑桩支护效果监测系统，其特征在于，所述桩前土压力盒、桩后土压力盒和桩侧土压力盒均设置在抗滑桩各边的长中轴线上。
6.根据权利要求1中所述的一种抗滑桩支护效果监测系统，其特征在于，所述抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元包括应变计和钢筋计，所述应变计用于测量抗滑桩内部顶的变形，所述钢筋计用于测量抗滑桩内部的拉力。
7.根据权利要求6中所述的一种抗滑桩支护效果监测系统，其特征在于，所述抗滑桩内的竖向受力钢筋上相同间距交替地设置应变计和钢筋计。
8.根据权利要求6中所述的一种抗滑桩支护效果监测系统，其特征在于，所述应变计采用钢丝与抗滑桩内的竖向受拉钢筋捆绑，应变计的长度方向与受拉钢筋一致。
9.根据权利要求6中所述的一种抗滑桩支护效果监测系统，其特征在于，所述钢筋计采用焊接的方式与抗滑桩内的竖向受拉钢筋焊接，钢筋计的方向与受拉钢筋一致。
10.一种利用前述任意一项权利要求中所述的抗滑桩支护效果监测系统的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：使用微机对来自抗滑桩顶部位移监测单元、抗滑桩与土体接触面压力监测单元和抗滑桩桩身内部的变形和受力监测单元所采集的数据进行数字信号处理，由微机存储桩顶位移、桩土界面土压力以及桩身内部变形和受力，并绘制桩顶位移、桩土界面土压力以及桩身内部变形和受力的时间序列曲线，通过该时间序列曲线来全面判断抗滑桩的治理效果。
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