CN106245689B - 一种混合材料支撑桩轴力的监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合材料支撑桩轴力的监测方法，属于基坑工程领域。一种混合材料支撑桩轴力的监测方法，包括以下步骤：(1)在混合材料支撑桩施工完成后，且圈梁浇筑前进行现场静载荷试验准备；(2)进行现场静载荷试验，并将实验结果通过换算公式换算得到混合材料支撑桩弹性模量；(3)在基坑开挖前，在圈梁以下1米范围内沿混合材料支撑桩四周对称安装四个监测元件；在基坑开挖后，每天固定时间段获取四个监测元件的实际读数；然后根据读数换算出混合材料支撑桩的轴力。本方法所采用的弹性模量为现场实测数据，更为精确可靠，采用四个应变计或应变片对称布置的方法，有效消除了支撑偏心受力造成的轴力监测误差，保证了轴力监测数据的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及基坑工程领域，特别一种混合材料支撑桩轴力的监测方法。
背景技术
目前对于基坑的支撑形式一般采用钢支撑或者混凝土支撑，对支撑轴力的监测方法也比较常规，采用应变计测读频率变化值，换算出应变，再通过应变乘以材料的弹性模量即可求得其应力，再乘以支撑截面积算出轴力。
但随着基坑支护技术的发展，目前的支撑形式并不仅仅局限在钢支撑或者混凝土支撑上，例如可以采用注浆钢管桩前撑的形式来替代支撑体系的支护方式，现已在不少项目中推广使用，该支护方案兼备加筋、挡土、止水多重作用，约束了土体变形，增强了基坑坑壁稳定性；加固坑底土，抵抗坑底隆起。
上述支护体系在实际施工过程中，注浆钢管桩的轴力监测若采用常规监测方法，即直接在钢管上设置1～2个应变计进行监测。由于注浆钢管桩是一种混合材料，其弹性模量非确定值，因此无法通过应变计直接按常规经验换算出的轴力值往往误差较大；且注浆钢管尤其是斜向设置的注浆钢管，易产生受力偏心，受力偏心会导致应变计测得的数据与实际情况不符，使基坑安全存在隐患。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供了一种混合材料支撑桩轴力的监测方法，可以使轴力监测结果更加真实、合理，消除基坑安全中的隐患，且其施工简单，便于推广。
本发明的目的是这样实现的：
一种混合材料支撑桩轴力的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)现场静载荷试验准备；首先，在混合材料支撑桩施工完成后，且圈梁浇筑前，在混合材料支撑桩的两侧对称布置若干与混合材料支撑桩的轴向相平行的锚筋，所述锚筋与圈梁的主筋焊接，且锚筋锚入圈梁一定长度；然后，浇筑圈梁，所述圈梁与混合材料支撑桩之间相隔开；
(2)待圈梁浇筑完成且强度达到设计值的80％，同时混合材料支撑桩的休止期满后，开始进行现场静载荷试验；首先，在混合材料支撑桩的顶端设置千斤顶，在千斤顶的上方设置反力梁，在反力梁的周围焊接若干锚筋，在反力梁上还焊接有支架，在混合材料支撑桩顶端向下1米的范围内设置四个监测元件，其中两个监测元件的连线平行于基坑边线，另两个监测元件的连线垂直于基坑边线；接着，进行实验并记录实验结果，通过换算公式换算得到混合材料支撑桩弹性模量，换算公式如下：
其中，E表示混合材料支撑桩弹性模量(GPa)；Q表示静载加载量(kN)；A表示混合材料支撑桩面积(m2)；ε0表示静载同步测试桩身应变(με)；d表示混合材料支撑桩直径；
(3)混合材料支撑桩的轴力监测；在基坑开挖前，在圈梁以下1米范围内沿混合材料支撑桩四周对称安装四个监测元件，其中两个监测元件的连线平行于基坑边线，另两个监测元件的连线垂直于基坑边线，通过四个监测元件获取基坑开挖前的初始读数；在基坑开挖后，每天固定时间段获取四个监测元件的实际读数，并对实际读数进行温度补偿；然后，根据步骤(2)得到的混合材料支撑桩弹性模量，经过以下换算公式换算出混合材料支撑桩的轴力：
P＝EAε，
其中，P表示混合材料支撑桩轴力(kN)；ε表示混合材料支撑桩应变(με)；k表示监测元件标定系数(με/Hz2)；f表示钢筋监测元件实测读数(Hz)；f0表示钢筋监测元件初始读数(Hz)。
其中，所述步骤(2)和步骤(3)中，所述监测元件为应变计或者应变片。
其中，所述步骤(1)中，圈梁浇筑时采用预留孔洞或增加套管的形式与混合材料支撑桩相隔开。
其中，所述步骤(3)中，所述监测元件通过在圈梁以下1米范围内开槽进行安装。
其中，所述混合材料支撑桩为注浆钢管桩。
本发明的有益效果为：本方法所采用的弹性模量为现场实测数据，更为精确可靠，采用四个应变计或应变片对称布置的方法，有效消除了支撑偏心受力造成的轴力监测误差，保证了轴力监测数据的准确性。
附图说明
图1为现场载荷试验准备的平面示意图；
图2为现场载荷试验的剖面示意图；
图3为轴力检测元件的分布示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
一种混合材料支撑桩轴力的监测方法，以注浆钢管桩1为例，包括以下步骤：
(1)现场静载荷试验准备。如图1所示，首先在注浆钢管桩1施工完成后，且圈梁3浇筑前，在注浆钢管桩1的两侧对称布置若干与注浆钢管桩1的轴向相平行的锚筋2，所述锚筋2与圈梁3的主筋焊接，且锚筋2锚入圈梁3一定长度；然后浇筑圈梁3，所述圈梁3与注浆钢管桩1之间采用预留孔洞或增加套管的形式相隔开。
(2)待圈梁3浇筑完成且强度达到设计值的80％，同时注浆钢管桩1的休止期达到7天后，开始进行现场静载荷试验。如图2所示，首先，在注浆钢管桩1的顶端设置千斤顶5，在千斤顶5的上方设置反力梁4，在反力梁4的周围焊接若干锚筋2，在反力梁4上还焊接有支架6，在注浆钢管桩1顶端向下1米的范围内设置四个监测元件7，其中两个监测元件7的连线平行于基坑边线8，另两个监测元件7的连线垂直于基坑边线8。接着，进行现场静载荷实验并记录实验结果，通过换算公式换算得到注浆钢管桩1弹性模量，换算公式如下：
其中，E表示注浆钢管桩1弹性模量(GPa)；Q表示静载加载量(kN)；A表示注浆钢管桩1面积(m2)；ε0表示静载同步测试桩身应变(με)；d表示注浆钢管桩1直径；
(3)注浆钢管桩1的轴力监测。如图3所示，在基坑开挖前，在圈梁3以下1米范围内沿注浆钢管桩1四周通过开槽对称安装四个监测元件7，其中两个监测元件7的连线平行于基坑边线8，另两个监测元件7的连线垂直于基坑边线8，通过四个监测元件7获取基坑开挖前的初始读数；在基坑开挖后，每天固定时间段获取四个监测元件7的实际读数，并对实际读数进行温度补偿；然后，根据步骤(2)得到的注浆钢管桩1弹性模量，经过以下换算公式换算出注浆钢管桩1的轴力：
P＝EAε，
其中，P表示注浆钢管桩1轴力(kN)；ε表示注浆钢管桩1应变(με)；k表示监测元件7标定系数(με/Hz2)；f表示钢筋监测元件7实测读数(Hz)；f0表示钢筋监测元件7初始读数(Hz)。
本方法中，监测元件7具体采用应变计或者应变片。
Claims (5)
1.一种混合材料支撑桩轴力的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)现场静载荷试验准备；首先，在混合材料支撑桩施工完成后，且圈梁浇筑前，在混合材料支撑桩的两侧对称布置若干与混合材料支撑桩的轴向相平行的锚筋，所述锚筋与圈梁的主筋焊接，且锚筋锚入圈梁一定长度；然后，浇筑圈梁，所述圈梁与混合材料支撑桩之间相隔开；
(2)待圈梁浇筑完成且强度达到设计值的80％，同时混合材料支撑桩的休止期满后，开始进行现场静载荷试验；首先，在混合材料支撑桩的顶端设置千斤顶，在千斤顶的上方设置反力梁，在反力梁的周围焊接若干锚筋，在反力梁上还焊接有支架，在混合材料支撑桩顶端向下1米的范围内设置四个监测元件，其中两个监测元件的连线平行于基坑边线，另两个监测元件的连线垂直于基坑边线；接着，进行实验并记录实验结果，通过换算公式换算得到混合材料支撑桩弹性模量，换算公式如下：
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其中，E表示混合材料支撑桩弹性模量GPa；Q表示静载加载量kN；A表示混合材料支撑桩面积m2；ε0表示静载同步测试桩身应变με；d表示混合材料支撑桩直径；
(3)混合材料支撑桩的轴力监测；在基坑开挖前，在圈梁以下1米范围内沿混合材料支撑桩四周对称安装四个监测元件，其中两个监测元件的连线平行于基坑边线，另两个监测元件的连线垂直于基坑边线，通过四个监测元件获取基坑开挖前的初始读数；在基坑开挖后，每天固定时间段获取四个监测元件的实际读数，并对实际读数进行温度补偿；然后，根据步骤(2)得到的混合材料支撑桩弹性模量，经过以下换算公式换算出混合材料支撑桩的轴力：
P＝EAε，
<mrow>
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<mo>=</mo>
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<mrow>
<mo>(</mo>
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其中，P表示混合材料支撑桩轴力kN；ε表示混合材料支撑桩应变με；k表示监测元件标定系数με/Hz2；f表示钢筋监测元件实测读数Hz；f0表示钢筋监测元件初始读数Hz。
2.根据权利要求1所述的一种混合材料支撑桩轴力的监测方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中，所述监测元件为应变计或者应变片。
3.根据权利要求1所述的一种混合材料支撑桩轴力的监测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，圈梁浇筑时采用预留孔洞或增加套管的形式与混合材料支撑桩相隔开。
4.根据权利要求1所述的一种混合材料支撑桩轴力的监测方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述监测元件通过在圈梁以下1米范围内开槽进行安装。
5.根据权利要求1所述的一种混合材料支撑桩轴力的监测方法，其特征在于，所述混合材料支撑桩为注浆钢管桩。
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