[发明专利]螺旋缠绕分布式光纤的地基沉降监测装置的施工方法

说明书

本发明公开了螺旋缠绕分布式光纤的地基沉降监测装置的施工方法；步骤如下：1、利用工程地质资料预估稳定地层的深度；2、在地基土表面钻孔至稳定地层；钻孔的孔径与圆柱形弹性支撑物相匹配；3、计算圆柱形弹性支撑物的长度和配重的重量，并制作圆柱形弹性支撑物和配重；4、采用早强胶凝材料填充钻孔的底部；5、将缠绕好光缆的圆柱形弹性支撑物的下端与配重连接后放入开孔，使配重与稳定地层充分粘接固定，然后提起圆柱形弹性支撑物，通过配重对圆柱形弹性支撑物施加预拉伸作用力；6、采用细粒土和/或膨润土回填钻孔的剩余部分，并采用小型平板夯等压实。本发明解决分布式光纤的极限拉应变过小而导致的可测量程过小的缺陷。

技术领域

本发明涉及地基沉降监测技术领域，特别涉及螺旋缠绕分布式光纤的地基沉降监测装置的施工方法。

背景技术

在道路工程中，引起路基沉降的因素有很多，如行车荷载、施工质量、气候环境等，均会引发路基的差异沉降，进而引发路面开裂等病害，降低行车舒适性，并影响行车安全。因此，应采取有效的监测手段对路基进行长期的跟踪监测，评估路基沉降状况，指导道路养护维修，具有重要的工程意义。

目前，道路地基沉降监测的常用方法有沉降板法、水准测量法、电磁式分层沉降仪法等；这就导致无法全面有效的表征地基全深度范围内的沉降分布情况，同时存在自动化水平低、现场工作量大、监测精度较低等问题。

虽然在本领域中已经采用分布式光纤来解决地基沉降监测的问题，通过监测分布式光纤中布里渊散射光频率的变化量，可得到整条光纤的应变分布情况并得到变形分布情况，进而实现地基沉降的全深度范围自动化监测。

相比传统的监测手段，采用分布式光纤来进行地基沉降监测具有高灵敏度、远距离、耐腐蚀、抗电磁干扰、体积小、质量轻、易集成网络，可实现连续化智能监测的优势。

然而，现有技术中对分布式光纤的应用主要采用竖向直接埋入的方式监测土体沉降，即在土体表面竖向钻孔后，将光纤直接竖向埋入土体中。

上述方法虽然能够获取土体深度范围内的沉降分布情况，但受限于光纤的极限拉应变(光纤极限拉应变为0.03)，其可测量程非常有限，仅适用于变形较小的土体沉降测量，而对于道路地基等沉降变形大的情况，该方法无法满足工程应用需求。

因此，如何解决分布式光纤的极限拉应变过小而导致的可测量程非常有限，仅适用于变形较小的土体沉降测量的缺陷成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供螺旋缠绕分布式光纤的地基沉降监测装置的施工方法，实现的目的是解决分布式光纤的极限拉应变过小而导致的可测量程非常有限，仅能适用于变形较小的土体沉降测量的缺陷。

为实现上述目的，本发明公开了螺旋缠绕分布式光纤的地基沉降监测装置的施工方法，地基沉降监测装置包括圆柱形弹性支撑物和配重；

所述圆柱形弹性支撑物的圆柱面螺旋缠绕光缆；

所述光缆内包括应变感测光纤；

所述应变感测光纤与所述光缆的弹性护套通过粘结方式固定呈一体；施工步骤如下：

步骤1、利用工程地质资料预估稳定地层的深度；

步骤2、在地基土表面钻孔至所述稳定地层；所述钻孔的孔径与所述圆柱形弹性支撑物相匹配；

步骤3、计算所述圆柱形弹性支撑物的长度H和所述配重的重量m，并制作所述圆柱形弹性支撑物和所述配重；

步骤4、采用早强胶凝材料填充所述钻孔的底部；

步骤5、将缠绕好所述光缆的所述圆柱形弹性支撑物的下端与所述配重连接后放入所述开孔，使所述配重与所述稳定地层充分粘接固定，然后提起所述圆柱形弹性支撑物，通过所述配重对所述圆柱形弹性支撑物施加预拉伸作用力；