[發明專利]一種混合材料支撐樁軸力的監測方法

有效

• 申請號: 201610634279.8
• 申請日: 2016-08-04
• 公開（公告）號: CN106245689B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 蘇輝;楊石飛;劉楓;褚偉洪;張靜;路家峰
• 申請（專利權）人: 上海巖土工程勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司31227
• 代理人: 唐燕潔

技術領域

本發明涉及基坑工程領域，特別一種混合材料支撐樁軸力的監測方法。

背景技術

目前對于基坑的支撐形式一般采用鋼支撐或者混凝土支撐，對支撐軸力的監測方法也比較常規，采用應變計測讀頻率變化值，換算出應變，再通過應變乘以材料的彈性模量即可求得其應力，再乘以支撐截面積算出軸力。

但隨著基坑支護技術的發展，目前的支撐形式并不僅僅局限在鋼支撐或者混凝土支撐上，例如可以采用注漿鋼管樁前撐的形式來替代支撐體系的支護方式，現已在不少項目中推廣使用，該支護方案兼備加筋、擋土、止水多重作用，約束了土體變形，增強了基坑坑壁穩定性；加固坑底土，抵抗坑底隆起。

上述支護體系在實際施工過程中，注漿鋼管樁的軸力監測若采用常規監測方法，即直接在鋼管上設置1～2個應變計進行監測。由于注漿鋼管樁是一種混合材料，其彈性模量非確定值，因此無法通過應變計直接按常規經驗換算出的軸力值往往誤差較大；且注漿鋼管尤其是斜向設置的注漿鋼管，易產生受力偏心，受力偏心會導致應變計測得的數據與實際情況不符，使基坑安全存在隱患。

發明內容

本發明的目的在于針對上述問題，提供了一種混合材料支撐樁軸力的監測方法，可以使軸力監測結果更加真實、合理，消除基坑安全中的隱患，且其施工簡單，便于推廣。

本發明的目的是這樣實現的：

一種混合材料支撐樁軸力的監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)現場靜載荷試驗準備；首先，在混合材料支撐樁施工完成后，且圈梁澆筑前，在混合材料支撐樁的兩側對稱布置若干與混合材料支撐樁的軸向相平行的錨筋，所述錨筋與圈梁的主筋焊接，且錨筋錨入圈梁一定長度；然后，澆筑圈梁，所述圈梁與混合材料支撐樁之間相隔開；

(2)待圈梁澆筑完成且強度達到設計值的80％，同時混合材料支撐樁的休止期滿后，開始進行現場靜載荷試驗；首先，在混合材料支撐樁的頂端設置千斤頂，在千斤頂的上方設置反力梁，在反力梁的周圍焊接若干錨筋，在反力梁上還焊接有支架，在混合材料支撐樁頂端向下1米的范圍內設置四個監測元件，其中兩個監測元件的連線平行于基坑邊線，另兩個監測元件的連線垂直于基坑邊線；接著，進行實驗并記錄實驗結果，通過換算公式換算得到混合材料支撐樁彈性模量，換算公式如下：

其中，E表示混合材料支撐樁彈性模量(GPa)；Q表示靜載加載量(kN)；A表示混合材料支撐樁面積(m²)；ε₀表示靜載同步測試樁身應變(με)；d表示混合材料支撐樁直徑；

(3)混合材料支撐樁的軸力監測；在基坑開挖前，在圈梁以下1米范圍內沿混合材料支撐樁四周對稱安裝四個監測元件，其中兩個監測元件的連線平行于基坑邊線，另兩個監測元件的連線垂直于基坑邊線，通過四個監測元件獲取基坑開挖前的初始讀數；在基坑開挖后，每天固定時間段獲取四個監測元件的實際讀數，并對實際讀數進行溫度補償；然后，根據步驟(2)得到的混合材料支撐樁彈性模量，經過以下換算公式換算出混合材料支撐樁的軸力：

P＝EAε，

其中，P表示混合材料支撐樁軸力(kN)；ε表示混合材料支撐樁應變(με)；k表示監測元件標定系數(με/Hz²)；f表示鋼筋監測元件實測讀數(Hz)；f₀表示鋼筋監測元件初始讀數(Hz)。

其中，所述步驟(2)和步驟(3)中，所述監測元件為應變計或者應變片。

其中，所述步驟(1)中，圈梁澆筑時采用預留孔洞或增加套管的形式與混合材料支撐樁相隔開。

其中，所述步驟(3)中，所述監測元件通過在圈梁以下1米范圍內開槽進行安裝。

其中，所述混合材料支撐樁為注漿鋼管樁。

本發明的有益效果為：本方法所采用的彈性模量為現場實測數據，更為精確可靠，采用四個應變計或應變片對稱布置的方法，有效消除了支撐偏心受力造成的軸力監測誤差，保證了軸力監測數據的準確性。

附圖說明

圖1為現場載荷試驗準備的平面示意圖；

圖2為現場載荷試驗的剖面示意圖；

圖3為軸力檢測元件的分布示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖，進一步闡述本發明。

一種混合材料支撐樁軸力的監測方法，以注漿鋼管樁1為例，包括以下步驟：