[发明专利]一种预制桩施工质量的动态监测方法

权利要求书

1.一种预制桩施工质量的动态监测方法，其特征在于，基于加速度传感器对预制桩施工过程中垂直度及植入深度进行动态监测的方法，预制桩制作过程中侧壁埋入同心双重管体，在内芯管体与外芯管体之间设置限位板，限位板上安装加速度传感器，确定好加速度传感器在预制桩体中的位置，采用如下步骤：

步骤1：开展加速度传感器标定试验，将预制桩水平放置在地面，在预制桩表面选取若干位置明确好在绝对坐标系下的坐标并采用刚性物体对选取位置进行敲击，在预制桩体内的加速度传感器获得不少于5次有效震动信号后，结束敲击；

步骤2：根据加速度传感器监测的震动信号结果以及敲击位置、加速度传感器的空间位置关系，对震动信号的波形、频率、周期等频谱特征参数进行分析，通过设定敲击后预制桩内产生的P波波速对震动位置进行反演分析；

步骤3：重复步骤1、步骤2，当3次设定的P波波速使得定位误差与预制桩直径或最小边长的比值小于5%时，取3次P波波速的平均值为有效P波波速；

步骤4：正式开展预制桩施工质量动态监测，采用植桩设备将设置有加速度传感器的预制桩植入至设定孔位；

步骤5：当预制桩植入至一定深度时，在预制桩侧表面或端部选取若干位置明确好在绝对坐标系下的坐标并采用步骤1中的刚性物体对选取位置进行敲击，在预制桩体内的加速度传感器获得不少于5次有效震动信号后，根据加速度传感器的微震信号频谱特征参数，结合有效P波波速对微震事件的模型进行构建，进而可实时动态确定预制桩内每个加速度传感器的空间位置，根据加速度传感器在预制桩体中的位置，可构建整个预制桩体轮廓在该时刻时的空间位置，即预制桩的实时空间位置；

步骤6：在预制桩植入过程中重复若干次步骤5，直至完成施工作业，并根据不同植入时间、不同植入位置处微震事件模型构建整个预制桩植入过程中的空间位置及垂直度分析模型示意图。

2.根据权利要求1所述的一种预制桩施工质量的动态监测方法，其特征在于，按照空间阵列结构布设加速度传感器，其布置方式应满足以下条件：

（1）同一节预制桩中的加速度传感器不得布置于同一垂直线上，也不得布置于同一水平面上；

（2）为确保加速度传感器能够稳定监测震动事件，应保证加速度传感器可靠地固定在限位板上，并且各加速度传感器距离端承板的垂直距离应大于20cm，各加速度传感器之间的垂直距离均不小于5cm。

3.根据权利要求1所述的一种预制桩施工质量的动态监测方法，其特征在于，开展预制桩施工质量的动态监测时，除植桩设备外，以目标孔位为圆心半径30m范围内不得有其他机械开展施工作业或产生震动；当植桩设备产生不可避免的震动时，则应确保植桩设备与预制桩不发生直接接触。

4.根据权利要求1所述的一种预制桩施工质量的动态监测方法，其特征在于，所述步骤1和步骤5中，为保证监测效果及精度的最大化，应在预制桩内的加速度传感器至少获得5个有效微震信号，加速度传感器的数量及有效微震信号数量应满足以下条件：

（1）当预制桩植入深度小于或等于15m时，预制桩内至少布置3个加速度传感器，当预制桩植入过程中至少选取2个深度进行预制桩施工质量的动态监测，针对每个深度采用步骤1中的刚性物体在预制桩侧壁或端部至少选取5个位置进行敲击，每个加速度传感器至少获取5个有效震动信号；

（2）当预制桩植入深度大于15m且小于或等于30m时，预制桩内至少布置6个加速度传感器，当预制桩植入过程中至少选取4个深度进行预制桩施工质量的动态监测，针对每个深度采用步骤1中的刚性物体在预制桩侧壁或端部至少选取6个位置进行敲击，每个加速度传感器至少获取6个有效震动信号；

（3）当预制桩植入深度大于30m时，预制桩内至少布置9个加速度传感器，当预制桩植入过程中至少选取6个深度进行预制桩施工质量的动态监测，针对每个深度采用步骤1中的刚性物体在预制桩侧壁或端部至少选取7个位置进行敲击，每个加速度传感器至少获取7个有效震动信号。