[发明专利]一种用于PHC管桩桩身应变-内力的测试方法

说明书

本发明公开了一种用于PHC管桩桩身应变‑内力的测试方法，包括以下步骤：S1：绑扎设于PHC管桩桩身内的钢筋笼本体，并在钢筋笼本体上固设占位木模，再浇筑混凝土，高温高压蒸汽养护后，去除占位木模即得到桩身外表面设有安装槽的PHC管桩；S2：在所述安装槽中装设应变传感器；再在所述安装槽中填充防水防潮软胶层；S3：将装设好应变传感器的PHC管桩施工沉入地层，加载并测定所述应变传感器的应变数据，根据应变数据，计算PHC管桩桩身测试断面的内力。本发明利用占位木模占位法安装应变传感器的PHC管桩进行应变‑内力测试时，方便应变传感器的装设，测量结果准确，误差小，精度高，测试成本低，操作方便。

技术领域

本发明属于土木工程领域，尤其涉及一种PHC管桩桩身应变-内力的测试方法。

背景技术

对于先张法高温蒸汽养护工艺预应力高强度混凝土(PHC)管桩桩身混凝土应变-内力测试过程，以往已有的方法主要有三种，分别为桩身通长切槽法、中孔填芯法和预埋工字钢法，上述三种方法均需要在桩身测试断面安装应变传感器测得桩身应变，依据桩身的弹性模量经验值，再通过桩身内力-应变关系传统理论计算得到桩身测试断面内力。

桩身通长切槽法是将制作并养护好的管桩，沿着桩身长度方向通长划线定位切槽，在通长槽内布置应变传感器和数据线，大部分采用光纤传感器，然后灌注防水胶，桩施工沉入地层后进行相应的应变测试。此法存在的主要缺陷如下：1、桩身通长开槽对桩体破坏大，虽然后期采用环氧砂浆等补桩，其对桩身的影响未有研究；2、通长槽灌注防水胶面积大，沉桩施工防水胶和应变传感器极易被地层内石子等硬物剐蹭破坏，降低应变传感器成活率；3、两段管桩接头处有金属焊接连接板，光纤不能穿过接桩部位，桩长受到限制。

中孔填芯法是将需要测试的PHC管桩桩端焊接铁板封闭后沉桩施工，在需要测试的PHC管桩截面位置中孔里，将应变器固定于一钢筋笼或测管上，并放入PHC管桩中孔内，然后在PHC管桩的中孔内用混凝土进行填芯处理。此法存在的主要缺陷如下：1、测试截面处填入混凝土内芯，较大改变了测试位置管桩的刚度；2、传感器不能直接布设在桩身混凝土内，只能布设在填芯混凝土内，其测到数据为填芯混凝土的应变，并不是测试目标PHC管桩桩身的应变，且二者有多大差异并不明了。

预埋工字钢法是在PHC管桩生产制作的填料阶段，在需要测试断面位置的桩外侧埋置工字钢，离心成型和高温蒸养后，将传感器贴于工字钢表面；对于应变片的导线处理，需在工字钢之下沿管桩径向钻取导线孔，直通PHC管桩内孔，应变片导线穿过PHC管桩内壁，从桩顶引出。此法存在的主要缺陷如下：1、工字钢的弹性模量与混凝土并不一致，工字钢对管桩测试断面的弹性模量一定会产生影响，应变片直接测得的是预埋工字钢的应变，而工字钢与桩身的应变不一定完全协调一致；2、应变片粘贴于工字钢表面，沉桩施工过程难以保证应变片不被破坏，也不易进行防水处理。

由上可知，上述三种方法虽然能够根据测得的应变数据和钢筋混凝土材料弹性模量经验值，采用既有理论计算出桩身内力，但上述三种方法存在如下共性问题：1、应变传感器的安装工艺均对桩身的截面刚度产生影响，影响应变测试精度；2、通过试验表明，因预应力钢筋会随管桩轴向压力逐步加载而产生应力松弛，预应力混凝土管桩的桩身应变-内力关系并非一次线性关系，即桩身钢筋混凝土弹性模量并非定值。依据上述方法测得应变数据，然后均采用桩身钢筋混凝土弹性模量经验值常量计算桩身内力，显然影响测量和计算精度，误差难以估计。基于此，本发明提供一种用于PHC管桩桩身断面应变-内力测试的新方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种测量误差小、精确度高、易于操作的用于PHC管桩桩身应变-内力的测试方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于PHC管桩桩身应变-内力的测试方法，包括以下步骤：

S1：绑扎设于PHC管桩桩身内的钢筋笼本体，并在钢筋笼本体上固设占位木模，再浇筑混凝土，高温高压蒸汽养护后，去除占位木模即得到桩身外表面设有安装槽的PHC管桩；