[发明专利]一种预制桩施工质量的动态监测方法

说明书

本发明公开了一种预制桩施工质量的动态监测方法，涉及管桩施工技术领域，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：开展加速度传感器标定试验；对震动位置进行反演分析；确定有效P波波速；正式开展预制桩施工质量动态监测；可构建预制桩的实时空间位置；构建空间位置及垂直度分析模型示意图。本发明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，避免了施工过程中预制桩发生倾斜和植入深度不够造成承载能力不够的问题。

技术领域

本发明涉及管桩施工技术领域，特别涉及到一种预制桩施工质量的动态监测方法。

背景技术

静压管桩是工程桩基施工的一种方法，静压桩法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将预制管桩压入土中的沉桩工艺。静压管桩的优点是完全避免了锤击打桩所产生的振动、噪音和污染，因此施工时具有对桩无破坏、施工无噪音、无振动、无冲击力、无污染等优点。

沉桩时桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态。挤土效应一般表现为浅层土体的隆起和深层土体的横向挤出，对已经施打的桩的影响表现为桩身倾斜及浅桩(≤20m)上浮。另外，当遇到强度较大的地层时，植入困难，桩身容易发生倾斜。

现有技术中，当存在挤土效应时，土体内部结构的应力变化及分布情况不能判断，同时孔隙水压力大幅度增高，挤土效应可能导致已经施工的桩基础发生偏移，并且植桩的深度不能精确控制，特别是上方存在空孔的情况下，管桩桩端是否到达设计深度很难精确判断，导致桩长过短而承载力达不到设计强度，因此，本发明通过提出一种预制桩施工质量的动态监测方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种预制桩施工质量的动态监测方法，克服了现有技术的不足。本技术方案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，避免了施工过程中预制桩发生倾斜和植入深度不够造成承载能力不够的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

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。