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原文传递一种微型钢管桩桩身土压力和位移监测方法

专利名称：	一种微型钢管桩桩身土压力和位移监测方法
摘要：	本发明属于桩基工程现场试验技术领域，涉及一种微型钢管桩桩身土压力和位移监测方法，在桩身外侧预定位置钻孔并焊接厚度略低于XY‑TY02A电阻式微型土压力计的传感器金属保护外壳，在桩身上粘贴XY‑TY02A电阻式微型土压力计，XY‑TY02A电阻式微型土压力计的传输线通过传感器安装孔从钢管桩内部引出与数据采集系统连通，并在微型钢管桩预设位置焊接反光片底座粘贴反光片实现位移的监测，其采用的装置构造简单，操作简单方便，可靠稳定，测量精准度及成活率高，成本低节省人力物力时间，能实时监测岩土基坑的微型钢管桩支护的土压力变化，对现场监测岩土地基的微型钢管桩支护理论提供试验数据而且为工程实践提供参考价值。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛理工大学
发明人：	王永洪;张明义;白晓宇;孙绍霞
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910697626.5
公开号：	CN110468887A
代理机构：	青岛高晓专利事务所(普通合伙)
代理人：	于正河
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	266033 山东省青岛市市北区抚顺路11号
主权项：	1.一种微型钢管桩桩身土压力和位移监测方法，其特征在于通过微型钢管桩桩身土压力和位移监测装置实现，具体工艺过程为： (1)XY-TY02A电阻式微型土压力计在微型钢管桩安装之前，先接通电阻测试应变仪与数据存储电脑，一方面检查电缆线是否折断，另一方面检验XY-TY02A电阻式微型土压力计是否失效； (2)根据XY-TY02A电阻式微型土压力计在微型钢管桩中的安装位置，在微型钢管桩桩身外侧位置用粉笔画出传感器安装孔的位置和大小，以火焰切割的方式在微型钢管桩成孔，传感器安装孔的截面形心尽量与每一个电阻式微型土压力计受力膜侧形心重合；待微型钢管桩冷却后，用电动磨光机对微型钢管桩外壁安装XY-TY02A电阻式微型土压力计的位置进行打磨，对微型钢管桩弧部找平； (3)在微型钢管桩外壁安装XY-TY02A电阻式微型土压力计的位置，焊接内径34mm、长度10mm、壁厚5mm的传感器金属保护外壳，传感器金属保护外壳长度方向略低于XY-TY02A电阻式微型土压力计； (4)将每个XY-TY02A电阻式微型土压力计的传输线从传感器安装孔8的位置的穿入微型钢管桩的内部，将直径29mm、厚度11mm的XY-TY02A电阻式微型土压力计塞入传感器金属保护外壳内并粘贴在微型钢管桩身上，XY-TY02A电阻式微型土压力计的受力膜一侧朝向土体，粘贴牢固后接通电阻测试应变仪与数据存储电脑，检验XY-TY02A电阻式微型土压力计的成活率使其不得低于90％，需要拆除损坏的XY-TY02A电阻式微型土压力计进行重新安装； (5)在施工场地确定微型钢管桩的施工部位，采用潜孔成孔技术钻出直径180mm的孔，孔径略大于微型钢管桩的直径，为使孔壁尽量光滑以保证下放微型钢管桩不损坏XY-TY02A电阻式微型土压力计，施工时钻杆上下抽动几次以便清孔；将安装好XY-TY02A电阻式微型土压力计的微型钢管桩放入钻好的孔内，慢慢送达至微型钢管桩的设计标高，在微型钢管桩施工过程中要注意保护XY-TY02A电阻式微型土压力计和传感器金属保护外壳； (6)将注浆管插入微型钢管桩的底部，将拌好的水泥浆通过注浆机缓缓注入微型钢管桩内，水泥浆的水灰比0.5：1，微型钢管桩注浆采用先下管后注浆工艺，微型钢管桩沿竖向根据实际地质情况设置出浆孔，穿越土层及强风化岩时每隔500mm设两个出浆孔，出浆孔按梅花形交错布置；注浆过程中要时刻注意注浆管上的压力表，确保注浆压力达到0.5MPa，注浆后暂不拔注浆管，直至水泥浆从微型钢管桩外流出为止，拔出注浆管，密封微型钢管桩的端部，加压5分钟，待水泥浆再次从钢管外流出为止，拔出注浆管，完成注浆作业； (7)在冠梁的顶部位置开10mm的孔，将反光片底座钢筋头插入冠梁内10cm，反光片底座钢筋头与冠梁之间的孔隙用0.5：1的水泥浆灌满后将两者用膨胀螺栓固定，待水泥浆强度达到设计要求，将反光片粘贴接在反光片端头托板上，外接的全站仪对准反光片的十字丝，对微型钢管桩进行初次测量； (8)基坑开挖过程，开挖至预设位置，采用双面焊将反光片底座钢筋头基本垂直焊接在微型钢管桩桩身外壁上，确保焊接质量，反光片底座钢筋头伸出微型钢管桩桩身50mm；再将3cm×3cm的反光片贴在反光片端头托板上，用全站仪对准该位置的反光片十字丝进行初次测量； (9)随着基坑的开挖重复步骤(8)的操作，对反光片从冠梁处到微型钢管桩桩底最后一个反光片依次进行编号并做好标志，每完成一个位置的初次测量需对该位置上面的每个位置再进行测量，并对测得桩的位移从上到下累积； (10)将XY-TY02A电阻式微型土压力计、电阻测试应变仪与数据存储电脑接通，检测XY-TY02A电阻式微型土压力计的成活率； (11)在步骤(6)注浆完成后水泥浆初凝前监测1次，在整个基坑开挖支护施工期间，每天观测1次，基坑开挖支护完成后，每3-7d观测1次，利用公式P＝με×K计算得到微型钢管桩身土压力，其中P为压力值，单位kPa；με为应变量；K为率定系数。 2.根据权利要求1所述微型钢管桩桩身土压力和位移监测方法，其特征在于所述微型钢管桩桩身电阻式土压力计布设装置的主体结构包括微型钢管桩、XY-TY02A电阻式微型土压力计、传输线、传感器金属保护外壳、电阻测试应变仪、数据存储电脑、冠梁、传感器安装孔、腰梁、反光片端头托板、反光片、反光片底座钢头筋；微型钢管桩采用直径127mm、厚度5mm、长度12.7米的无缝钢管，传感器安装孔是以火焰切割的方式在微型钢管桩形成的直径5mm圆孔，圆孔的竖向对称轴沿微型钢管桩竖向对齐，传感器安装孔截面形心与XY-TY02A电阻式微型土压力计的受力膜侧形心重合；传感器金属保护外壳采用与微型钢管桩材料相同但尺寸不同的无缝钢管，内径25mm、长度5mm、壁厚5mm的传感器金属保护外壳以焊接的方式布置在微型钢管桩外表面安装XY-TY02A电阻式微型土压力计的位置，安装XY-TY02A电阻式微型土压力计的位置用电动磨光机打磨并对微型钢管桩进行弧部位找平；XY-TY02A电阻式微型土压力计采用底面出线方式，直径为20mm厚度为6.5mm，量程根据实际工程需要确定为5MPa，XY-TY02A电阻式微型土压力计的个数通过微型钢管桩的桩长及桩身预应力锚杆的根数确定；XY-TY02A电阻式微型土压力计将底面出线的一侧对准传感器安装孔装入传感器安装孔内，并粘贴在微型钢管桩上，传输线采用直径3mm、具有防水效果的水工电缆线，传输线与XY-TY02A电阻式微型土压力计连接，其线头通过传感器安装孔穿过，最终到达微型钢管桩顶部并与电阻测试应变仪相连，电阻测试应变仪与数据存储电脑相连；微型钢管桩的顶部安装有冠梁，外侧面上均匀分布有腰梁，反光片底座钢筋头垂直焊接在冠梁上和与传感器安装孔对称的位置处，反光片底座钢筋头伸出冠梁和微型钢管桩的距离为50mm，反光片底座钢筋头伸出的端部安装矩形结构的反光片端头托板，反光片安装在反光片端头托板上。
所属类别：	发明专利