CN106498989B - 坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置及方法，用于保护振弦式钢筋应力计和振弦式土压力盒两类传感器的导线，该传感器导线保护装置由钢套管和密封螺帽构成，传感器导线及其编号标签封闭进钢套管内，传感器导线在钢套管内采用“N”型绕线的方式进行预留并通过螺帽的螺孔引出。传感器导线保护装置固定焊接在灌注桩钢筋笼主筋上，并随钢筋笼一起下放到钻孔内。钢套管内的预留导线在后期坑底试桩阶段可自由拉出，找出对应编号进而完成传感器的数据采集工作。本发明具有操作简单、布设效率高、保护效果好的优点，并适于桩基检测人员快速掌握及应用。

Description

坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置及方法

技术领域

本发明属于岩土工程测试领域，涉及水平受荷桩、基坑围护与隧道支护设计的土体侧向基床反力系数确定问题，具体来说是一种坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置。

背景技术

桩基作为主要的建筑地基基础形式已经得到了广泛的应用，特别在抵抗建筑物水平荷载、地震荷载及开挖附加水平荷载情况下具有显著的承载优势。而对于桩基水平承载力的确定还存在诸多问题，传统的桩基水平承载检测多采用地面试桩，与工程桩的实际荷载作用标高不相符。

工程桩多采用机械打桩或钻孔灌注的形式在基坑开挖之前预先打入地面以下指定标高，然后再开挖土层，最后在基坑开挖阶段将桩头破掉。对于桩基检测单位往往实行地面试桩，即要求试验桩基要接长到地面，然后靠千斤顶施加桩顶水平力进行试桩检测。这显然与桩基实际作用情况不相符合，受地下室的开挖影响，建筑物荷载实际的作用桩顶标高应为地下室底板标高，而非自由地面标高。从桩基水平承载的力学机制而言，上部土层开挖后，控制桩基水平承载的土层发生变化，同时涵盖上部土层损失效应和卸荷引起的坑底土体回弹效应。前者直接关乎工程桩水平承载的控制土层标高，后者是土体竖向应力损失引起的土体纵向变形。基坑开挖后，对于单一土层，对桩基水平承载力起主要控制作用的上部土层削除，土层标高降低；对于复杂的非线性土层，上部土层削除又同时反映了不同标高、不同类型土层对桩基水平承载的侧向约束能力，土层类型不同，其水平土抗力的发挥程度不同，桩基的水平临界承载力和极限承载力不同。

基坑开挖后坑底土体变为超固结状态，其应力历史发生改变，严格意义上讲，开挖后的土体变形，是一个先期压缩变形，后又卸荷回弹的变形过程。土体开挖卸荷回弹后，其物理力学性质发生改变，对桩基水平承载起决定性作用的土体水平抗力也发生改变。

综上而言，依靠传统地面试桩检测确定桩基水平承载力设计值存在缺陷，而基坑开挖后的坑底桩基水平承载检测(坑底试桩)则更接近真实的桩基水平承载服役状态，其桩-土相互作用也更符合真实情况。但坑底试桩往往需要考虑传感器导线的引出问题，具体是指布设在桩身的钢筋计和土压力盒导线需要从桩顶引出与测试仪器相连完成测试工作。大量工程实践表明，后期基坑开挖破桩头的时候极易造成传感器导线的破坏，进而致使传感器失效。目前坑底试桩传感器导线的保护工作仍是一项技术难题，也是工程人员需要亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：为了克服坑底桩基水平承载检测传感器导线保护的难题，从工程实用角度出发，提出一种坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置及方法。从而利于实现坑底试桩的快速、高效检测目标，也有利于保证桩基水平承载力设计取值的可靠性和严谨性。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置，包括钢套管和密封螺帽，传感器导线在钢套管内采用“N”型绕线的方式进行预留并从螺帽上孔引出。

具体地，所述钢套管直径为3～4倍的传感器导线直径，钢套管长度为70～90cm。

具体地，所述钢套管两端具有第一螺纹，所述螺帽的边沿具有与第一螺纹匹配的第二螺纹。螺帽旋入钢套管内起到屏蔽泥浆进入钢套管内部腔体的作用。

具体地，所述螺帽上具有贯通的螺孔，所述螺孔用于穿过一根传感器导线。以正好穿过一根传感器导线为宜。

具体地，在钢套管内靠近螺帽处的传感器导线上安装有编号标签。

具体地，钢套管绕钢筋笼绑扎一圈，固定标高处，所述钢套管可选择直焊圆管。

本发明同时提出坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置的施工方法，包括以下步骤：

步骤1，将传感器导线及其编号标签封闭进钢套管内，所述传感器导线采用“N”型绕线的方式预留进钢套管腔体内，然后从上下两个螺帽的螺孔中穿出；

步骤2，钢套管在钢筋笼下放阶段并排点焊到主筋上预期破桩位置的上下附近处，并随钢筋笼一同下放到钻孔内；

步骤3，后期基坑开挖破桩头阶段，破到钢套管后停止，并从钢套管内将预留的传感器导线拉出，找到导线对应编号进行测试工作。

使用时，本发明提供的坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置，钢套管通过点焊的方式固定在钢筋笼主筋上。由于传感器是沿加载方向对称布置在桩体不同深度上，其导线则一根根向上延伸布置。为利于破桩过程中整体发现导线保护装置的位置，所述钢套管须安装在预期破桩位置的上下附近处，并均匀点焊在钢筋笼的周围。后期基坑开挖破桩头阶段，破到钢套管后即可停止，并从钢套管内将预留的传感器导线拉出，找到导线对应编号进行测试工作。

具体地，所述传感器导线在钢筋笼下放之前就从下往上依次绑扎到钢筋笼上。传感器导线经过钢套管固定位置时，从下螺帽的螺孔中穿进，然后预留特定长度的导线在钢套管内腔后，从上螺帽的螺孔中穿出，并继续向上延伸一段。钢筋笼吊装完成后，即可将传感器导线保护装置与钢筋笼一起下放到钻孔中。

有益效果：本发明所提出的坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置及方法，具有以下显著的进步：解决了长期存在的基坑开挖卸荷后坑底工程桩水平承载力难检测的技术问题。该装置靠钢套管对预留导线进行保护，靠螺帽进行泥浆屏蔽，通过与钢筋笼主筋绑扎实现后期的桩基水平检测工作。所提保护装置及方法具有操作方便、易于掌握、保护效果好等优点。

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，本发明的坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置及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为本发明实施例中坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置的整体示意

图2为导线保护装置钢套管布设俯视图；

图3为导线保护装置钢套管布设主视图。

图中：1-钢套管、2-螺帽、3-螺纹、4-螺孔、5-传感器导线、6-编号标签；7-灌注桩、8-主筋。

具体实施方式

实施例：

如图1-图3所示，本实施例的坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置及方法，具体指灌注桩振弦式钢筋应力计和振弦式土压力盒两类传感器的导线保护装置及其装置安装方法。导线保护装置由钢套管1和上、下两个封口螺帽2构成。钢套管1为具有一定壁厚的金属管，钢套管1直径为(3～4)倍的传感器导线5直径，长度为(70～90)cm。螺帽2刻有螺纹3，旋入钢套管1内起到屏蔽泥浆进入钢套管1内部腔体的作用。螺帽2中间开有螺孔4，螺孔4大小以正好穿过一根传感器导线5为宜。传感器导线5及其编号标签6封闭进钢套管1内，传感器导线5是采用“N”型绕线的方式进行预留的，然后从上下两个螺帽2的螺孔4中穿出。

坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置及方法的具体实施过程如下：

将钢套管1通过点焊的方式固定在灌注桩7的钢筋笼主筋8上，钢套管1与主筋8进行侧面并排焊接，尽量不造成整个钢筋笼直径的增加。钢套管1的安装位置应选在预期破桩位置的上下附近处，并均匀环绕在灌注桩7的钢筋笼周围。传感器导线5在钢筋笼下放之前就从下往上依次绑扎到钢筋笼上。传感器导线5经过钢套管1固定位置时，将传感器导线5从下方螺帽2的螺孔4中穿进，然后预留特定长度的导线在钢套管1内腔后，从上方螺帽2的螺孔4中穿出，并继续向上延伸一段。待钢筋笼吊装完成后，传感器导线保护装置便可与钢筋笼一起下放到钻孔中。后期基坑开挖破桩头阶段，破到钢套管1后即可停止，并从钢套管1内将预留的传感器导线5拉出，找到导线对应编号标签6后即可开展测试工作。

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 (1)

1.一种坑底桩基水平承载检测传感器导线保护装置的施工方法，其特征在于，所述保护装置包括钢套管和密封螺帽，传感器导线在钢套管内采用“N”型绕线的方式进行预留并从螺帽上孔引出；

该施工方法包括以下步骤：

步骤1，将传感器导线及其编号标签封闭进钢套管内，所述传感器导线采用“N”型绕线的方式预留进钢套管腔体内，然后从上下两个螺帽的螺孔中穿出；

步骤2，钢套管在钢筋笼下放阶段并排点焊到主筋上预期破桩位置的上下附近处，并随钢筋笼一同下放到钻孔内；

步骤3，后期基坑开挖破桩头阶段，破到钢套管后停止，并从钢套管内将预留的传感器导线拉出，找到导线对应编号进行测试工作。