CN105780752B - 一种基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法，可以判断基坑的稳定性。它包括三个方面：第一，围护结构周围土体，采用布设有分布式光纤的测斜管；第二，围护结构自身灌注桩内布设分布式光纤；第三，灌注桩内放置布设有分布式光纤的测斜管。这种方法可以全面准确的监测出基坑围护结构变形。

Description

一种基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法

技术领域

本发明涉及一种利用布式光纤技术监测基坑水平位移的方法，具体涉及一种基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法。

背景技术

分布式光纤传感器是一种新型传感器，主要材料为二氧化硅，具有抗电磁干扰，电绝缘性能好，安全可靠，耐腐蚀等特点，由于其非常细，对围护结构的强度影响也非常小，已在众多工程监测领域中得到应用。在基坑安全稳定的监测过程中，一般需要对基坑水平位移、沉降、水位进行长期监测。而本发明提供了一种基坑围护结构水平位移分布式监测方法，将光纤监测技术引入基坑围护结构安全监测中。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法，包括以下步骤：

a、将测斜管一节一节地拼接，并在连接后的测斜管边缘处粘贴分布式光纤，所述分布式光纤呈U形，以测斜管轴线为中心线对称布置；

b、将布设了分布式光纤的测斜管绑扎在钢筋笼内，得到分布式光纤-测斜管-钢筋笼；

c、将测斜管随钢筋笼一起下放到钻孔内，下放时，在钢筋笼上布置分布式光纤，

d、灌注混凝土；

e、将步骤a制作的布设有分布式光纤的测斜管下放到基坑围护结构周围的土体钻孔内；

f、采用BOTDR光纤数据采集仪实时监测测斜管上分布式光纤的变化情况，计算水平位移。

具体地，所述步骤a中测斜管上分布式光纤布设方法为：

a1、将测斜管一节一节的拼装起来，用切割机在两段测斜管的连接处切出两条凹槽，切出的凹槽应与测斜管上的凹槽对应，并且在连接好的测斜管底部切出U型的凹槽。

a2、在连接好的测斜管上选取上下对称的凹槽，作为分布式光纤的粘贴线路，将凹槽内的灰尘擦拭干净。

a3、分布式光纤为U型对称上下粘贴，先将分布式光纤布设进上层的凹槽内，使用玻璃钢胶将其全面粘贴覆盖固定，待其风干粘牢后将测斜管旋转180°重复上述步骤将分布式光纤布设进U型凹槽和另一面的凹槽内。

具体地，所述步骤b中分布式光纤-测斜管-钢筋笼的加工方法是将粘贴封装好分布式光纤的测斜管，缓慢放入到钢筋笼内，并用铁丝绑扎在钢筋笼的一侧。

具体地，所述步骤c中布式光纤-测斜管-钢筋笼的下放方法为：

c1、将绑扎了分布式光纤的测斜管的钢筋笼缓慢放入到钻孔内，转动测斜管使前后粘贴有分布式光纤的平面与岩土体主滑方向平行，下放的时候，在钢筋笼上放置一条分布式光纤，用扎带固定；

c2、当钻孔内需要两段钢筋笼拼接时，将两段钢筋笼连接处的测斜管拼接，钢筋笼焊接，并将测斜管上布设的分布式光纤以及钢筋笼上布设的分布式光纤留出足够的长度延伸到钻孔外；

c3、待测斜管快要下放到预定深度时，用布基胶带将预留的光纤引线粘贴固定在测斜管上，并预留一段光纤作为连接引线;

具体地，所述步骤e中是将粘贴封装好分布式光纤的测斜管，缓慢放入到土体钻孔内，转动测斜管使前后粘贴有光纤光栅的平面与岩土体主滑方向平行。

具体地，所述测斜管为PVC测斜管，所述的桩为钻孔灌注桩。

具体地，步骤c中在测斜管及钢筋笼快要下放完毕时，将钢筋笼上布设的分布式光纤套入护套进行保护。

有益效果：本发明提供了一种新的基坑围护结构水平位移监测方法，可以准确的监测基坑围护结构的水平位移，围护结构周围土体，采用布设了分布式光纤的测斜管监测，围护结构自身灌注桩内放置布设了分布式光纤的测斜管，同时灌注桩上也放置分布式光纤，这样可以准确监测变形。与传统测斜仪相比较，分布式光纤传感器监测过程更简单，快速，可以用来监测基坑的水平位移。分布式光纤传感器具有安全可靠，抗电磁干扰，电绝缘性好，耐腐蚀，化学性能稳定等特点，可以用来作长期监测和实时监测。

除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的一种基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明实施例中测斜管结构示意图；

图2是图1的横截面图；

图3是测斜管拼接示意图；

图4是灌注桩横截面图；

图5是基坑围护结构示意图；

图中，测斜管1，分布式光纤2，灌注桩 3，护套 4，基坑 5，土体6。

具体实施方式

实施例：

本发明的基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法，具体施工步骤如下：

a、将测斜管1一节一节的连接起来，并在连接后的测斜管边缘处粘贴以测斜管轴线为中心线对称布置的U型分布式光纤2；如图1和图2所示

b、将布设了分布式传感光纤的测斜管绑扎在钢筋笼内；

c、重复a和b，再制作一个绑扎了布设有分布式光纤的测斜管的钢筋笼；

d、如图3、图4和图5所示，将测斜管1随钢筋笼一起下放到灌注桩 3的钻孔内，下放的时候，在钢筋笼上放置一条分布式光纤2，用扎带固定，在测斜管1及钢筋笼快要下放完毕时，需要对钢筋笼上布设的分布式光纤2传感器进行保护，是将钢筋笼上布设的分布式光纤2套入护套4。当灌注桩3需要两段钢筋笼拼接时，将两根长测斜管1拼接好，钢筋笼焊接好，两根长测斜管1上布设的分布式光纤2以及钢筋笼上布设的分布式光纤2留出足够的长度延伸到钻孔外。

e、绑扎了分布式光纤传感器测斜管1的钢筋笼缓下放完毕后，灌注混凝土。

f、将步骤a制作的布设有分布式光纤的测斜管1下放到基坑5周围土体6的钻孔内；

g、采用BOTDR数据采集仪实时监测测斜管上分布式光纤的变化情况可计算出水平位移。

可以将3节2m测斜管连接后，布置一个分布式光纤U型回路。或者将是4节2m测斜管连接后，布置了一个分布式光纤U型回路，具体可根据需要布设的测斜管的总长度以及每次下放的钢筋笼长度确定。由于桩体测斜管是固定在钢筋笼上的，其长度要与钢筋笼的长度一致。

在测斜管外光纤的布设位置，只要布设在测斜管外自带的凹槽即可，具体是将光纤粘贴在测斜管外侧自带的凹槽即可（利用现有pvc测斜管外表面本身的凹槽），两根测斜管连接处没有凹槽的需要刻槽。

本发明的基坑围护结构水平位移分布式监测方法的原理如下；

当围护结构灌注桩发生弯曲变形时，通过测试植入测斜管表面的分布式光纤以及灌注桩上分布式光纤的应变变化值，即可获得测斜管和灌注桩受弯曲变形下应变值。土体的水平位移可以从土体布设的分布式光纤测斜管测量值中得出。

以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法，其特征在于包括以下步骤：

a、将测斜管一节一节地拼接，并在连接后的测斜管边缘处粘贴分布式光纤，所述分布式光纤呈U形，以测斜管轴线为中心线对称布置；

b、将布设了分布式光纤的测斜管绑扎在钢筋笼内，得到分布式光纤-测斜管-钢筋笼；

c、将测斜管随钢筋笼一起下放到钻孔内，下放时，在钢筋笼上布置分布式光纤，

d、灌注混凝土；

e、将步骤a制作的布设有分布式光纤的测斜管下放到基坑围护结构周围的土体钻孔内；

f、采用BOTDR光纤数据采集仪实时监测测斜管上分布式光纤的变化情况，计算水平位移；

所述步骤a中测斜管上分布式光纤传感器布设方法为：

a1、将测斜管一节一节的拼装起来，用切割机在两段测斜管的连接处切出两条凹槽，切出的凹槽应与测斜管上的凹槽对应，并且在连接好的测斜管底部切出U型的凹槽；

a2、在连接好的测斜管上选取上下对称的凹槽，清洁凹槽内的灰尘，作为分布式光纤的粘贴线路；

a3、分布式光纤为U型对称上下粘贴，先将分布式光纤布设进上层的凹槽内，使用玻璃钢胶将其全面粘贴覆盖固定，待其风干粘牢后将测斜管旋转180°重复上述步骤将分布式光纤布设进U型凹槽和另一面的凹槽内；所述步骤b中分布式光纤-测斜管-钢筋笼的加工方法是将粘贴封装好分布式光纤的测斜管，缓慢放入到钢筋笼内，并用铁丝绑扎在钢筋笼的一侧；

所述步骤c中布式光纤-测斜管-钢筋笼的下放方法为：

c1、将绑扎了分布式光纤的测斜管的钢筋笼缓慢放入到钻孔内，转动测斜管使前后粘贴有分布式光纤的平面与岩土体主滑方向平行，下放的时候，在钢筋笼上放置一条分布式光纤，用扎带固定；

c2、当钻孔内需要两段钢筋笼拼接时，将两段钢筋笼连接处的测斜管拼接，钢筋笼焊接，并将测斜管上布设的分布式光纤以及钢筋笼上布设的分布式光纤留出足够的长度延伸到钻孔外；

c3、待测斜管快要下放到预定深度时，用布基胶带将预留的光纤引线粘贴固定在测斜管上，并预留一段光纤作为连接引线；

所述步骤e中是将粘贴封装好分布式光纤的测斜管，缓慢放入到土体钻孔内，转动测斜管使前后粘贴有光纤光栅的平面与岩土体主滑方向平行。

2.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法，其特征在于：所述测斜管为PVC测斜管，所述的桩为钻孔灌注桩。

3.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构水平位移分布式光纤监测方法，其特征在于：所述步骤c中在测斜管及钢筋笼快要下放完毕时，将钢筋笼上布设的分布式光纤套入护套进行保护。