專利名稱：分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，主要適用于鋼管樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁及鋼筋混凝土鉆孔灌注樁等基樁的樁身應(yīng)變測(cè)試/監(jiān)測(cè)。
背景技術(shù)：
基樁是工程建設(shè)中常用的地基處理方法，在建筑、市政、公路、鐵路、水利、水電、核電等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，基樁施工質(zhì)量和使用性能等狀況也常通過一定的檢測(cè)/試驗(yàn)方法和監(jiān)測(cè)方法來實(shí)現(xiàn)。在檢測(cè)/試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)時(shí)需要埋設(shè)應(yīng)力或應(yīng)變傳感器(如鋼筋應(yīng)力計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)等，根據(jù)測(cè)得的應(yīng)變，計(jì)算樁身應(yīng)力、樁側(cè)摩阻力、樁端阻力、樁身壓縮或拉伸變形、樁身撓度、樁身彎矩、樁身剪力、土體彈性抗力系數(shù)等等)，這些傳感器在基樁施工過程需要埋設(shè)在基樁中，以前使用的傳感器均是點(diǎn)式的，一只傳感器需要有一根電纜在基樁中引出，多只傳感器的多根電纜集中在一起截面積大，不僅埋設(shè)困難，而且在施工或打入過程中容易損壞。隨著光纖傳感解調(diào)技術(shù)(布里淵解調(diào)技術(shù)B0TDA/B0DTR)的不斷發(fā)展，一根傳感光纜既能感應(yīng)應(yīng)變又能傳輸信號(hào)，形成分布式 應(yīng)變傳感器，且傳感光纜截面積小，抗干擾能力強(qiáng)，目前已經(jīng)逐步應(yīng)用到基樁的測(cè)試/監(jiān)測(cè)中。但目前還都是采用預(yù)埋式，即先將分布式應(yīng)變傳感器綁扎在鋼筋籠放人鉆孔中再進(jìn)行混凝土澆筑，或是先在預(yù)制樁(如鋼筋混凝土式或各式型鋼制成的樁)的外表面粘貼和淺表埋入，再打入土體中，該方法也存在預(yù)制樁打入施工中容易損壞和施工后保護(hù)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述存在的問題提供一種分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，以達(dá)到減少或避免傳感光纜在基樁施工過程中被損壞從而提高光纖應(yīng)變傳感器成活率的目的。本發(fā)明要解決的另一個(gè)問題是保證埋設(shè)傳感光纜的順直及灌漿的均勻飽滿，從而達(dá)到提高分布式傳感光纜測(cè)量準(zhǔn)確度和精度的目的。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于對(duì)于打入樁，其步驟如下，I. I、在基樁上設(shè)置一組與其軸線平行、并以該軸線為中心線對(duì)稱布置的預(yù)埋鋼管，各預(yù)埋鋼管的兩端均伸出每節(jié)基樁兩端；I. 2、進(jìn)行基樁打入施工，施工過程中，在位于最底端的預(yù)埋鋼管底部，以及位于最頂端的預(yù)埋鋼管頂部分別設(shè)置底蓋和頂蓋；I. 3、將傳感光纜從中部折彎180度，并將該折彎部固定于金屬支架上使其平滑過渡；I. 4、待打樁休止期過后，將傳感光纜及一根注漿軟管一同放入預(yù)埋鋼管內(nèi)，直到傳感光纜的折彎部伸至預(yù)埋鋼管底部；
I. 5、通過注漿軟管向預(yù)埋鋼管內(nèi)注漿，直至管口出漿，待管內(nèi)漿液凝固后即完成傳感光纜的埋設(shè)?；鶚洞蛉胧┕み^程中需要接樁時(shí)，將兩節(jié)基樁上的各預(yù)埋鋼管一一對(duì)齊，然后將對(duì)應(yīng)的兩根預(yù)埋鋼管端部密封連接。所述傳感光纜的折彎部呈水滴狀。所述傳感光纜上固定有一根鋼絲繩，該鋼絲繩末端懸掛有一直徑小于預(yù)埋鋼管內(nèi)徑的吊重。所述傳感光纜折彎時(shí)、與鋼絲繩固定時(shí)、放入預(yù)埋鋼管過程中及注漿前后，均進(jìn)行傳感光纜的通光性檢測(cè)。所述基樁為鋼管樁，所述預(yù)埋鋼管通過焊接的方式固定于該鋼管樁的外壁或內(nèi)壁上。所述基樁為鋼筋混凝土預(yù)制樁，在制作鋼筋混凝土預(yù)制樁的鋼筋籠時(shí)，將預(yù)埋鋼管綁扎在鋼筋籠上，然后進(jìn)行預(yù)制樁的施工，將預(yù)埋鋼管預(yù)先埋設(shè)于鋼筋混凝土預(yù)制樁內(nèi)。所述預(yù)埋鋼管的外徑為50_110mm ;所述傳感光纜為采用單根單模光纖制作的緊固光纜，其長(zhǎng)度大于整個(gè)基樁樁長(zhǎng)的兩倍。分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于對(duì)于灌注樁，其步驟如下，3. I、在制作灌注樁的鋼筋籠時(shí)，將預(yù)埋鋼管綁扎在鋼筋籠上，各預(yù)埋鋼管的兩端均伸出每節(jié)鋼筋籠的兩端；3. 2、進(jìn)行灌注樁的混凝土澆筑施工，使得各預(yù)埋鋼管與該灌注樁軸線平行、并以該軸線為中心線對(duì)稱布置；施工過程中保證無異物進(jìn)入預(yù)埋鋼管內(nèi)；3. 3、將傳感光纜從中部折彎180度，并將該折彎部固定于金屬支架上使其平滑過渡；3. 4、待灌注樁養(yǎng)護(hù)期過后，將傳感光纜及一根注漿軟管一同放入預(yù)埋鋼管內(nèi)，直到傳感光纜的折彎部伸至預(yù)埋鋼管底部；3. 5、通過注漿軟管向預(yù)埋鋼管內(nèi)注漿，直至管口出漿，待管內(nèi)漿液凝固后即完成傳感光纜的埋設(shè)。灌注樁施工過程中需要接鋼筋籠時(shí)，將兩節(jié)鋼筋籠上的各預(yù)埋鋼管一一對(duì)齊，然后將對(duì)應(yīng)的兩根預(yù)埋鋼管端部密封連接，并將兩節(jié)鋼筋籠焊接連成一體，再進(jìn)行混凝土澆筑。本發(fā)明的有益效果是1、基樁打入施工完成后再埋設(shè)傳感光纜，從而降低甚至是避免了傳感光纜在基樁施工過程中被損壞的可能性，提高了光纖應(yīng)變傳感器的成活率。2、埋設(shè)傳感光纜時(shí)，利用吊重保證光纜的順直，注漿時(shí)施加一定壓力使?jié){液自底部慢慢往上翻漿，直至管口出漿，以保證注漿的均勻和飽滿，從而提高了分布式傳感光纜測(cè)量的準(zhǔn)確度和精度。3、傳感光纜以基樁軸線為中心線對(duì)稱布置，既能量測(cè)壓縮應(yīng)變又能量測(cè)拉伸應(yīng)變，從而可利用量測(cè)到的應(yīng)變?cè)隽?，?jì)算樁身應(yīng)力、樁側(cè)摩阻力、樁端阻力、樁身壓縮或拉伸變形、樁身撓度、樁身彎矩、樁身剪力、土體彈性抗力系數(shù)等等。


圖I是實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明中傳感光纜埋設(shè)工藝示意圖。圖3是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)圖。圖4是實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)圖。圖5是實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :如圖I所示，本實(shí)施例中的基樁為鋼管樁6，即分布式傳感光纜在鋼管樁中的埋設(shè)工藝，其步驟如下1. 1、在鋼管樁6的外壁或內(nèi)壁上焊接一組與其軸線平行、并以該軸線為中心線對(duì)稱布置的預(yù)埋鋼管1，并保證各預(yù)埋鋼管I的兩端均伸出每節(jié)鋼管樁6兩端；本例中預(yù)埋鋼管I的外徑為50-110mm。1. 2、進(jìn)行鋼管樁6打入施工，施工過程中，在位于最底端的預(yù)埋鋼管I底部設(shè)置底蓋，以防止施工過程中有泥土進(jìn)入預(yù)埋鋼管I內(nèi)；若施工過程中需要接樁，將兩節(jié)鋼管樁6上的各預(yù)埋鋼管I 一一對(duì)齊，然后采用焊接或螺紋連接的方式將對(duì)應(yīng)的兩根預(yù)埋鋼管I端部密封連接，以防止鋼管樁6施工過程中有泥土進(jìn)入預(yù)埋鋼管I內(nèi)；在位于最頂端的預(yù)埋鋼管I頂部設(shè)置頂蓋，以防止異物進(jìn)入預(yù)埋鋼管I內(nèi)而影響傳感光纜的埋設(shè)。1. 3、將傳感光纜2(采用單根單模光纖制作的緊固光纜，其長(zhǎng)度大于整個(gè)鋼管樁樁長(zhǎng)的兩倍)從中部折彎180度，并將該折彎部固定于呈水滴形的金屬支架上使其平滑過渡，即傳感光纜2的折彎部也呈水滴形，如圖2所示。1. 4、待打樁休止期過后，將傳感光纜2固定于一根鋼絲繩4上，為保證傳感光纜2順直和便于下沉，在鋼絲繩4末端(對(duì)應(yīng)于傳感光纜的折彎部一端)懸掛一個(gè)直徑小于預(yù)埋鋼管I內(nèi)徑的圓柱形金屬吊重5 ;下沉?xí)r，拿掉頂蓋，用手拉住傳感光纜2或鋼絲繩4，慢慢將傳感光纜2放入預(yù)埋鋼管I內(nèi)，直到傳感光纜2的折彎部伸至預(yù)埋鋼管I底部，下沉過程中保證傳感光纜2的豎直度；同時(shí)放入一根注漿軟管3。實(shí)際操作時(shí)，也可直接將固定有金屬支架的傳感光纜2放入預(yù)埋鋼管I內(nèi)，而不采用鋼絲繩4，此時(shí)吊重5懸掛于金屬支架上。1. 5、通過注漿軟管3向預(yù)埋鋼管I內(nèi)注漿(水泥漿液或化學(xué)漿液)，為保證預(yù)埋鋼管I內(nèi)灌漿均勻和飽滿，需施加一定的壓力使?jié){液自底部慢慢往上翻漿，直至管口出漿，待預(yù)埋鋼管I內(nèi)漿液凝固后即完成傳感光纜2的埋設(shè)。由于各傳感光纜2以鋼管樁6軸線為中心線對(duì)稱布置，在豎向荷載作用下，可量測(cè)到不同深度和同一深度截面不同部位的壓縮或拉伸應(yīng)變變化，從而分析基樁樁身的質(zhì)量(如打入樁有無局部損傷、灌注樁有無離析或夾泥等缺陷)；也可利用量測(cè)到的應(yīng)變，計(jì)算樁身應(yīng)力、樁側(cè)阻力、樁端阻力、樁身壓縮或拉伸變形等。在水平荷載作用下，對(duì)稱布置的兩根傳感光纜2中，其中一根可量測(cè)到不同深度的壓縮應(yīng)變，另一根可量測(cè)到不同深度的拉伸應(yīng)變，可利用這些應(yīng)變值計(jì)算樁身撓度、樁身彎矩、樁身剪力、土體彈性抗力系數(shù)等。為確保傳感光纜2埋設(shè)的有效性，在傳感光纜2折彎時(shí)、與鋼絲繩4固定時(shí)、放入預(yù)埋鋼管I的過程中及預(yù)埋鋼管I注漿前后，均需要利用ODTR (Optical Time DomainRef lectometer，光時(shí)域反射儀)、BOTDR (布里淵光時(shí)域反射計(jì))或BOTDA (布里淵光時(shí)域分析)進(jìn)行傳感光纜2的通光性檢測(cè)。實(shí)施例2 :如圖3所示，本實(shí)施例中的基樁為鋼筋混凝土預(yù)制樁7 (橫截面呈圓形，即分布式傳感光纜在鋼筋混凝土預(yù)制樁中的埋設(shè)工藝，其步驟如下2. I、在制作鋼筋混凝土預(yù)制樁7的鋼筋籠時(shí)，將預(yù)埋鋼管I綁扎在鋼筋籠上，然后按照常規(guī)方法進(jìn)行鋼筋混凝土預(yù)制樁7的施工，從而將預(yù)埋鋼管I預(yù)先埋設(shè)于鋼筋混凝土預(yù)制樁7內(nèi)；同時(shí)，保證各預(yù)埋鋼管I的兩端均伸出每節(jié)鋼筋混凝土預(yù)制樁7的兩端，且各預(yù)埋鋼管I均與鋼筋混凝土預(yù)制樁7軸線平行，并以該軸線為中心線對(duì)稱布置。2. 2、進(jìn)行鋼筋混凝土預(yù)制樁7的打入施工，施工過程中，在位于最底端的預(yù)埋鋼管I底部設(shè)置底蓋，以防止施工過程中有泥土進(jìn)入預(yù)埋鋼管I內(nèi)；若施工過程中需要接樁，將兩節(jié)鋼筋混凝土預(yù)制樁7上的各預(yù)埋鋼管I 一一對(duì)齊，然后采用焊接、螺紋連接或內(nèi)套鋼管等方式將對(duì)應(yīng)的兩根預(yù)埋鋼管I端部密封連接，以防止鋼筋混凝土預(yù)制樁7施工過程中有泥土進(jìn)入預(yù)埋鋼管I內(nèi)；在位于最頂端的預(yù)埋鋼管I頂部設(shè)置頂蓋，以防止異物進(jìn)入預(yù)埋鋼管I內(nèi)而影響傳感光纜的埋設(shè)。余下步驟與實(shí)施例I相同。實(shí)施例3 :如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，區(qū)別僅僅在于本實(shí)施例鋼筋混凝土預(yù)制樁7的橫截面為方形。實(shí)施例4 :如圖5所示，本實(shí)施例中的基樁為鋼筋混凝土鉆孔灌注樁8 (截面呈圓形)，即分布式傳感光纜在鋼筋混凝土鉆孔灌注樁中的埋設(shè)工藝，其步驟如下3. I、在制作鋼筋混凝土鉆孔灌注樁8的鋼筋籠時(shí)，將預(yù)埋鋼管I綁扎在鋼筋籠上，并保證各預(yù)埋鋼管I的兩端均伸出每節(jié)鋼筋籠的兩端。3. 2、按照常規(guī)方法進(jìn)行鋼筋混凝土鉆孔灌注樁8的混凝土澆筑施工，使得各預(yù)埋鋼管I與該灌注樁軸線平行、并以該軸線為中心線對(duì)稱布置；施工過程中采用封蓋對(duì)預(yù)埋鋼管I進(jìn)行保護(hù)，以防止異物進(jìn)入預(yù)埋鋼管I內(nèi)而影響傳感光纜的埋設(shè)；若施工過程中需要接鋼筋籠，先將兩節(jié)鋼 筋籠上的各預(yù)埋鋼管I 一一對(duì)齊，然后采用焊接或螺紋連接的方式將對(duì)應(yīng)的兩根預(yù)埋鋼管I端部密封連接(以防止混凝土澆筑施工時(shí)水泥見等進(jìn)入預(yù)埋鋼管內(nèi))，并將兩節(jié)鋼筋籠焊接連成一體，再進(jìn)行混凝土澆筑。3. 3、將傳感光纜2(采用單根單模光纖制作的緊固光纜，其長(zhǎng)度大于整個(gè)鋼筋混凝土鉆孔灌注樁樁長(zhǎng)的兩倍)從中部折彎180度，并將該折彎部固定于呈水滴形的金屬支架上使其平滑過渡，即傳感光纜2的折彎部也呈水滴形，如圖2所示。3. 4、待灌注樁養(yǎng)護(hù)期過后，按照實(shí)施例I的方式進(jìn)行傳感光纜2的埋設(shè)。3. 5、通過注漿軟管3向預(yù)埋鋼管I內(nèi)注漿(水泥漿液或化學(xué)漿液)，為保證預(yù)埋鋼管I內(nèi)灌漿均勻和飽滿，需施加一定的壓力使?jié){液自底部慢慢往上翻漿，直至管口出漿，待預(yù)埋鋼管I內(nèi)漿液凝固后即完成傳感光纜2的埋設(shè)。
權(quán)利要求
1.一種分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于:對(duì)于打入樁，其步驟如下，.1.1、在基樁上設(shè)置一組與其軸線平行、并以該軸線為中心線對(duì)稱布置的預(yù)埋鋼管(1)，各預(yù)埋鋼管(I)的兩端均伸出每節(jié)基樁兩端； 1.2、進(jìn)行基樁打入施工，施工過程中，在位于最底端的預(yù)埋鋼管(I)底部，以及位于最頂端的預(yù)埋鋼管(I)頂部分別設(shè)置底蓋和頂蓋； .1.3、將傳感光纜(2)從中部折彎180度，并將該折彎部固定于金屬支架上使其平滑過渡； . 1.4、待打樁休止期過后，將傳感光纜(2)及一根注漿軟管(3)—同放入預(yù)埋鋼管(I)內(nèi)，直到傳感光纜(2)的折彎部伸至預(yù)埋鋼管(I)底部； .1.5、通過注漿軟管(3)向預(yù)埋鋼管(I)內(nèi)注漿，直至管口出漿，待管內(nèi)漿液凝固后即完成傳感光纜(2)的埋設(shè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于:基樁打入施工過程中需要接樁時(shí)，將兩節(jié)基樁上的各預(yù)埋鋼管(I)一一對(duì)齊，然后將對(duì)應(yīng)的兩根預(yù)埋鋼管(I)端部密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于:所述傳感光纜(2)的折彎部呈水滴狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于:所述傳感光纜(2)上固定有一根鋼絲繩(4)，該鋼絲繩末端懸掛有一直徑小于預(yù)埋鋼管(I)內(nèi)徑的吊重(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于:所述傳感光纜(2)折彎時(shí)、與鋼絲繩(4)固定時(shí)、放入預(yù)埋鋼管(I)過程中及注漿前后，均進(jìn)行傳感光纜(2)的通光性檢測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于:所述基樁為鋼管樁，所述預(yù)埋鋼管(I)通過焊接的方式固定于該鋼管樁的外壁或內(nèi)壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于:所述基樁為鋼筋混凝土預(yù)制樁，在制作鋼筋混凝土預(yù)制樁的鋼筋籠時(shí)，將預(yù)埋鋼管(I)綁扎在鋼筋籠上，然后進(jìn)行預(yù)制樁的施工，將預(yù)埋鋼管(I)預(yù)先埋設(shè)于鋼筋混凝土預(yù)制樁內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于:所述預(yù)埋鋼管(I)的外徑為50-110mm ;所述傳感光纜(2)為采用單根單模光纖制作的緊固光纜，其長(zhǎng)度大于整個(gè)基樁樁長(zhǎng)的兩倍。
9.一種分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于:對(duì)于灌注樁，其步驟如下， .3.1、在制作灌注樁的鋼筋籠時(shí)，將預(yù)埋鋼管(I)綁扎在鋼筋籠上，各預(yù)埋鋼管(I)的兩端均伸出每節(jié)鋼筋籠的兩端； .3.2、進(jìn)行灌注樁的混凝土澆筑施工，使得各預(yù)埋鋼管(I)與該灌注樁軸線平行、并以該軸線為中心線對(duì)稱布置；施工過程中保證無異物進(jìn)入預(yù)埋鋼管(I)內(nèi)； .3.3、將傳感光纜(2)從中部折彎180度，并將該折彎部固定于金屬支架上使其平滑過渡； .3.4、待灌注樁養(yǎng)護(hù)期過后，將傳感光纜(2)及一根注漿軟管(3)—同放入預(yù)埋鋼管(I)內(nèi)，直到傳感光纜(2)的折彎部伸至預(yù)埋鋼管(I)底部；.3.5、通過注漿軟管(3)向預(yù)埋鋼管(I)內(nèi)注漿，直至管口出漿，待管內(nèi)漿液凝固后即完成傳感光纜(2)的埋設(shè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，其特征在于灌注樁施工過程中需要接鋼筋籠時(shí)，將兩節(jié)鋼筋籠上的各預(yù)埋鋼管(I) 一一對(duì)齊，然后將對(duì)應(yīng)的兩根預(yù)埋鋼管(I)端部密封連接， 并將兩節(jié)鋼筋籠焊接連成一體，再進(jìn)行混凝土澆筑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法。本發(fā)明的目的是提供一種分布式傳感光纜在基樁中的埋設(shè)方法，以達(dá)到減少或避免傳感光纜在基樁施工過程中被損壞從而提高光纖應(yīng)變傳感器成活率的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案是對(duì)于打入樁，其步驟如下，1.1、在基樁上設(shè)置一組預(yù)埋鋼管；1.2、進(jìn)行基樁打入施工；1.3、將傳感光纜從中部折彎180度，并將該折彎部固定于金屬支架上使其平滑過渡；1.4、待打樁休止期過后，將傳感光纜及一根注漿軟管一同放入預(yù)埋鋼管內(nèi)，直到傳感光纜的折彎部伸至預(yù)埋鋼管底部；1.5、通過注漿軟管向預(yù)埋鋼管內(nèi)注漿，直至管口出漿，待管內(nèi)漿液凝固后即完成傳感光纜的埋設(shè)。
文檔編號(hào)E02D33/00GK103215975SQ20131013914
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者陳文華, 張永永, 馬鵬, 周科京 申請(qǐng)人:浙江華東工程安全技術(shù)有限公司