[发明专利]一种相邻基坑有限宽度土条围护结构变形测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种相邻基坑有限宽度土条围护结构变形测试装置及方法，包括钢筋笼、光纤、内层保护套管、外层保护套管、顶盖；光纤沿钢筋笼的长度方向在钢筋笼上绑扎一个来回，数据端从钢筋笼一侧引出，内外保护套管固定在钢筋笼一端，均用于保护引出的光纤，顶盖位于外层保护套管端部，顶盖和保护套管用于防止混凝土浇灌时将内部填充，以及桩头破除时破坏光纤。本发明采用光纤进行测试，相比现有技术中的测斜仪具有更高的精度；采用的光纤可实现非连续非均匀应变分段均一化分布式测量，光纤弹模设计低，与结构体协同变形性好；测量结果可直接进行位移换算，可有效用于测试不同土体下相邻基坑有限宽度土条下围护结构的变形。

技术领域

本发明专利属于岩土工程测试的技术领域，具体涉及一种相邻基坑有限宽度土条围护结构变形测试装置及方法。

背景技术

随着城市建设的快速发展，城市空间资源正在越来越多的被占用，造成了一定的资源紧缺。基于此，地下空间开发越来越受到重视，许多城市修建了大量的下穿隧道、地铁、地下街道、地下停车库、地下商场等。地下空间和地面空间的协调发展可有效解决目前空间资源紧张的问题。目前，地下空间建设发展出了新的特点：①单体建筑体量不断增大，建筑结构愈加复杂。例如地铁车站集合了商业、换乘、接驳等功能于一体，这就要求对大型基坑实行合理分区、分块开挖以有效控制基坑的变形。②地铁线路的建设及运营会带动周边经济的发展，吸引越来越多的投资者沿地铁两侧开发投资，必然兴起建设热潮，由于密集开发与建筑改造，相邻工程往往在同一时间和空间上展开。例如集商业、娱乐、医疗、交通等功能的商业广场成为新的发展方向，基坑工程面临大面积、多区块、交叉开挖的建设难题，使得不同形态的大型深基坑相互关联，在此背景下，复杂基坑群应运而生。

目前，我国绝大多数深基坑围护结构使用时间较短，作为临时性结构，安全储备性能较小，风险较大。相邻基坑群开挖的受力方式与基坑单独开挖有较大的差异，与单体基坑相比，不同区块施工会造成土压力多次卸荷，各区块引起的土压力、变形相互影响，时空效应愈发显著。在基坑设计施工阶段必须考虑相邻基坑土体开挖产生的相互影响，其影响因素主要有：基坑的开挖面积、开挖深度、支护方式、地下水位、基坑间距以及是否采取了如分块开挖等减小围护结构变形的措施。相邻基坑交叉施工带来的土体应力场和位移场的相互叠加而产生的“群坑耦合效应”，较单体基坑而言，无论是从设计要求、施工技术、监测规模以及工程风险来说都要复杂，对设计和施工均提出了巨大的挑战。当相邻基坑间距较小时，坑间土体宽度有限，基坑通过有限宽度土体发生相互作用，从而影响围护结构的受力和变形。因此，有必要研究一种相邻基坑有限宽度土条围护结构变形测试装置以及测试方法，以确保施工过程中的安全性。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种相邻基坑有限宽度土条围护结构变形测试装置及测试方法，本方法易行可靠，优势明显，适用范围广，可用于测试不同土体下相邻基坑有限宽度土条下围护结构的变形。

本发明采用如下技术方案：

一种相邻基坑有限宽度土条围护结构变形测试装置，包括钢筋笼、光纤、内层保护套管、外层保护套管、顶盖；所述光纤沿平行于钢筋笼轴线的方向绑扎在钢筋笼上，所述内层保护套管和外层保护套管固定在钢筋笼一端，均用于保护引出的光纤，所述顶盖位于外层保护套管端部。

优选地，所述的相邻基坑有限宽度土条围护结构变形测试装置组装方法如下：

步骤一：在钢筋笼上绑扎光纤，用扎带在钢筋笼上将光纤固定，将光纤的数据端从钢筋笼一端引出；

步骤二：将内层保护套管套在引出的光纤数据端外部，并固定在钢筋笼上；

步骤三：在内层保护套管外加一个外层保护套管，对光纤进行进一步保护，并在外层保护套管端部加一个顶盖，形成封闭空间。

其中，采用的光纤数据端可以同时输入和输出光信号，且输出的光信号包含多个数据，分别对应于不同深度处的光纤返回的波长值。