[发明专利]一种微型钢管桩受力野外快速监测方法

说明书

一种微型钢管桩受力野外快速监测方法，属于边坡、滑坡处治抗滑结构受力快速监测技术领域，其通过设置一种带有钢弦应变计的钢管接头，并引出信号电缆，达到微型钢管桩受力快速监测的目的。该监测方法具有如下优点：1)设置标准管节及接头，可有效安装至滑面位置。2)标准接头连接技术可实现传感器快速安装。3)钢弦传感器安装于接头内壁上，不易遭受施工破坏。4)监测方法简单、快速、高效、造价低廉。

技术领域

本发明属于边坡、滑坡处治抗滑结构监测技术领域，具体为一种微型钢管桩受力野外快速监测方法。

背景技术

微型桩是一种小口径钻孔灌注桩、主要用于边坡、滑坡工程的加固。该结构因具有场地适用性强、地质适用条件广、施工过程安全、施工速度快、周期短、加固效果快等优点，在边坡抢险工程中大量运用。

近年来，微型桩施工技术日渐成熟且大量应用，但是野外环境下微型桩的实际受力监测方法相对滞后，未能有效监测到其真实的受力状态。目前虽然有在实验室环境下有通过粘贴电阻应变片或者光栅光纤等应力应变监测方法进行微型钢管桩的受力监测方法，但尚未发现有在野外现场环境对微型桩进行应力应变监测的手段。究其原因主要在于野外环境传感器粘贴困难、传感器在施工过程中容易损伤，很难监测到有用的实际信号。另外光栅光纤调制解调器费用昂贵，也限制了该监测技术的现场应用和推广。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种微型钢管桩受力野外快速监测方法，这种监测方法具有现场安装简单、不易遭受施工损伤、信号稳定且造价低廉的技术特点，可获得现场微型桩受力的真实数据，以解决上述技术背景中的缺陷。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种微型钢管桩受力野外快速监测方法，具体包括以下操作步骤：

S1根据钻孔地质情况以及经验推测待检测的微型钢管桩的最大受力位置，确定微型桩的测试平面以及监测位置；

S2根据监测位置对待检测的微型钢管桩进行配管，使得用于测量的套管段位于该监测位置，所述套管段包括上管段、下管段以及中间定长管段，所述上管段下端外柱面上成型有第一外螺纹面，下管段上端外柱面上成型有第二外螺纹面，而中间定长管的两端分别成型有对接螺纹面；所述中间定长管段的长度与监测位置的高度对应以使微型钢管桩上的检测段的长度与监测位置相匹配；

S3分别利用两端带内螺纹的套管将上管段与中间定长管段以及中间定长管段与下管段在外螺纹面位置旋接固定，所述套管内设置有空腔段，并在空腔段中对应靠山侧和临空侧固定设置钢弦应变计，所述钢弦应变计通过信号线接出，并最终引导至地面与钢弦读数仪进行连接；

S4假定下部靠山侧钢弦应变计为A，对应的读数用下角标a表示、下部临空侧钢弦应变计为B，对应的读数用下角标b表示；上部靠山侧钢弦应变计为C，对应的读数用下角标c表示、下部临空侧钢弦应变计为D，对应的读数用下角标d表示；

则微型桩钢管安装就位后分别读取对应的钢弦初始应变值为ε_i0、某时刻钢弦应变为ε_i1，其中：i为a或者b或者c或者d，即对应A、B、C、D对应的侧钢弦应变计的读数值；

得到测点的应变增量为Δε_i＝ε_i1-ε_i0；

得到测点的应力为σ_i＝Δε_i×E，其中，E为微型桩的综合弹性模量，根据钢材以及砂浆本身的弹性模量以及面积比进行推算；σ_i的值为正数代表受拉、负数代表受压；

得到滑面位置的弯矩值其中，W为微型桩的抗弯截面系数，根据钢管及砂浆的相对位置关系进行计算获得，在本式中，i为a时，i’为处于同一平面的b，而i为c时，i’为处于同一平面的d，且在本式中，σ_i与σ_i'均取代数值。