[發明專利]基于分布式光纖的灌注樁靜載試驗溶洞識別系統及方法

在審

• 申請號: 202010664976.4
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN111794294A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 謝芳君;程勇軍;張金龍;李曉東;王記才;胡志承;張軍成;鄧啟智
• 申請（專利權）人: 中鐵二十二局集團市政工程有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 北京市盈科律師事務所 11344
• 代理人: 黃河

本發明公開了基于分布式光纖的灌注樁靜載試驗溶洞識別系統，所述灌注樁頂部安裝有荷載模塊，所述灌注樁嵌入式安裝在地面的深坑內；所所述樁體內嵌入式預埋有軸向光纖和補償光纖，所述軸向光纖和補償光纖通過光纖引出線連接至數據收集模塊；所述千斤頂安裝在樁體頂部，所述荷載控制儀與千斤頂電連接，所述千斤頂頂部設置有主梁，所述主梁上分別安裝有次梁和承重板，所述重物放置在承重板上，所述主梁兩側還設置有復數個支墩。本申請的系統能識別巖溶區樁基附近溶洞存在的位置，為溶洞注漿提供了精準的定位；本申請的方法還能識別巖溶區樁基附近溶洞的形狀大小，進而能確定了溶洞處理過程中的注漿量。

技術領域

本發明涉及基建領域，具體涉及一種基于分布式光纖的灌注樁靜載試驗溶洞識別系統及方法。

背景技術

現有巖溶在我國分布十分廣泛，是常見的工程地質災害之一。隨著巖溶發育地區的工程建設項目越來越多，巖溶地區興建起大量高層建筑、橋梁等結構。鉆(沖)孔灌注樁因具有很強的場地適應性和高承載力在巖溶地區得到廣泛的應用。然而，在未探明巖溶區樁身溶洞發育的情況下進行鉆(沖)孔灌注樁施工，極易發生溶洞漏漿，若處理不當，將引起坍孔、地面沉降、埋鉆、周圍建筑開裂等嚴重事故。另外，巖溶區的溶洞和其他地質異常體，不僅在工程建設中影響著工程地基的穩定，在工程完工后的使用中也影響著建筑物的使用安全性。當樁基下存在溶洞或溶洞處理不完全時，由于溶洞巖面起伏,其上覆土層壓縮性不均,導致樁基不均勻沉降，嚴重者導致樁基失效。同時,巖溶水的動態變化會對溶洞巖體以及樁身發生侵蝕，影響樁基使用效果。為消除鉆(沖)孔灌注樁施工完成后溶洞產生的隱患，需要對溶洞進行探測，明確注漿的位置，消除溶洞巖溶留下的隱患，確保地基的安全性。目前，在樁基施工完成后對樁基附近溶洞的研究極少。

目前，巖溶溶洞探測一般在施工前進行勘探，常用的溶洞探測方法有瑞利波法、地震法、地震CT法、高密度電法、瞬變電磁場法、地質雷達和無線電波透視法等。

發明內容

針對上述問題，本發明旨在提供一種結構簡單易于安裝、并能精準定位溶洞位置和大小的基于分布式光纖的灌注樁靜載試驗溶洞識別系統及方法。

為實現該技術目的，本發明的方案是：基于分布式光纖的灌注樁靜載試驗溶洞識別系統，包括灌注樁、荷載模塊，所述灌注樁頂部安裝有荷載模塊，所述灌注樁嵌入式安裝在地面的深坑內；

所述灌注樁內設置有樁體、軸向光纖、補償光纖，所述樁體內嵌入式預埋有軸向光纖和補償光纖，所述軸向光纖和補償光纖通過光纖引出線連接至數據收集模塊；

所述荷載模塊包括千斤頂、荷載控制儀、重物，所述千斤頂安裝在樁體頂部，所述荷載控制儀與千斤頂電連接，所述千斤頂頂部設置有主梁，所述主梁上分別安裝有次梁和承重板，所述重物放置在承重板上，所述主梁兩側還設置有復數個支墩。

作為優選，所述軸向光纖與樁體的軸向平行，所述補償光纖外側還套有保護套管；

所述軸向光纖之間還設置有復數個環形徑向光纖，環形徑向光纖與樁體軸向垂直，軸向光纖將復數個平行設置的環形徑向光纖連接在一起。

作為優選，所述樁體內設置有復數根垂直方向的主筋和水平方向的箍筋，所述箍筋環繞在主筋外側；

所述補償光纖位于兩主筋之間，所述環形徑向光纖緊貼箍筋上設置，軸向光纖緊貼在主筋方向。

一種灌注樁靜載試驗溶洞識別方法，根據基于分布式光纖的灌注樁靜載試驗溶洞識別系統，具體步驟如下：

第一步，布設，在灌注樁上布設支墩、主梁、次梁和承重板，布置完成后，在承重板上面堆載重物，同時將荷載控制儀點連接至液壓型的千斤頂；