[發明專利]一種混凝土灌注樁靜載荷試驗過程中樁頂的實時安全監測方法

有效

• 申請號: 202010557897.3
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111733899B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 張祎;李恒;梁亞斌;江健
• 申請（專利權）人: 湖北震泰建設工程質量檢測有限責任公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

本發明公開了一種混凝土灌注樁靜載荷試驗過程中樁頂的實時安全監測方法，在混凝土灌注樁澆注過程中，在樁頂預埋若干成對的壓電骨料驅動器和壓電骨料傳感器，將壓電骨料驅動器通過線纜引出樁身外與信號發生器相連，將壓電骨料傳感器分別通過線纜引出樁身外與數據采集卡相連，將數據采集卡與數據分析終端相連，澆注并養護混凝土灌注樁；養護結束后，搭建靜載荷試驗平臺，將未加載時信號發生器通過壓電骨料驅動器產生激勵信號，壓電骨料傳感器接收的信號作為基準信號，載荷加載，監測不同加載階段傳感器的接收信號，并與基準信號進行對比，通過信號變化判斷樁頂受損情況。本發明成本低廉，監測與試驗過程同步，可最大程度保證監測準確性。

技術領域

本發明屬于地基基礎檢測工程技術領域，涉及一種對混凝土灌注樁靜載荷試驗過程中灌注樁受損程度監測技術，具體涉及一種混凝土灌注樁靜載荷試驗過程中樁頂的實時安全監測方法。

背景技術

灌注樁靜載荷試驗對于檢測基樁承載力來說被認為是一種最直觀、最可靠的傳統方法。常見的試驗平臺由反力裝置、加載裝置、荷載和位移測量裝置和數據采集裝置組成。采用接近于豎向抗壓樁的實際工作條件確定單樁豎向抗壓承載力，是目前公認的檢測基樁豎向抗壓承載力最直觀、最可靠的試驗方法。

樁頂部位混凝土在試驗和上部結構加載時所受的軸力較大，是樁基礎靜載荷試驗時或受載后最容易產生破壞的部位之一。靜載荷試驗過程中常常由于樁身混凝土未到齡期、樁身混凝土強度不足、樁頂面處理不到位，樁頂中心線與樁身中心線不重合等原因使樁頂提前破壞導致試驗失敗甚至引發安全事故。

以壓電智能骨料為代表的智能材料作為各類結構物無損檢測已得到快速發展和應用。壓電智能骨料(Smart Aggregate)由接有導線的壓電陶瓷片、外層防水涂層、環氧樹脂膠和大理石保護層組成。壓電陶瓷片是一種能將機械能和電能互相轉換的信息功能材料，因其具有正負壓電效應、響應迅速、較寬的響應頻帶等優點，可以感知混凝土內部的應力變化，并對結構內部的裂縫發生、發展進行實時監測。壓電陶瓷片防水處理后上下用環氧樹脂膠進行粘結，并用近似于混凝土骨料的大理石進行保護封裝，因于其易于制作、靈敏度高、成本低廉能耗低等特點，在混凝土結構的檢測、監測方面有著廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是針對目前對混凝土灌注樁靜載荷試驗樁頂混凝土安全監測領域的空白，提出一種混凝土灌注樁靜載荷試驗過程中樁頂的實時安全監測方法。應用兩層環向均勻分布于樁頂的壓電骨料，上層作為傳感器、下層作為驅動器，實時監測加載過程中各個壓電骨料傳感器接收到信號能量的衰減情況，對試驗過程中樁頂部位混凝土的裂縫發生、發展情況進行監測，避免因混凝土強度不足、反力裝置布設不當或質量原因樁頂部位混凝土突然破壞造成試驗失敗并引發工程事故。

本發明的目的是這樣實現的：

一種混凝土灌注樁靜載荷試驗過程中樁頂的實時安全監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在混凝土灌注樁澆注過程中，在樁頂預埋若干成對的壓電骨料驅動器和壓電骨料傳感器，其中多個壓電骨料驅動器位于同一層，在混凝土灌注樁周向均勻分布，對應的壓電骨料傳感器也位于同一層。且與相應的壓電骨料驅動器位于同一鉛垂線上；

步驟2、將壓電骨料驅動器通過線纜引出樁身外與信號發生器相連，將壓電骨料傳感器分布通過線纜引出樁身外與數據采集卡相連，將數據采集卡與數據分析終端相連，澆注并養護混凝土灌注樁；

步驟3、待混凝土灌注樁養護結束后，搭建靜載荷試驗平臺，信號發生器通過壓電骨料驅動器產生激勵信號，壓電骨料傳感器此時接收的信號經過數據采集卡采集傳遞給數據分析終端，提取的特征參數作為基準信號，構建識別特征參數基準值；