[发明专利]一种预制桩及其施工方法、质量检测方法

权利要求书

1.一种预制桩，适用于上覆土层下卧岩石或坚硬土体的原状土地基，其特征在于，所使用的预制桩包括：用作桩体且在长度方向分为螺旋锚段和光管段的钢管（1）、位于所述螺旋锚段顶端的接头（2）、固定于所述螺旋锚段且周向螺旋分布的锚盘（3）、位于所述光管段末端的端部结构（4）、与所述钢管（1）固定的分布式光纤传感器（5）；所述端部结构（4）包括敞口式端部或闭合式端部；所述闭合式端部为锥形且中间具有注浆孔（103）；所述分布式光纤传感器检测所述预制桩施工结束后的温度，并根据所述温度变化确定注浆材料胶结质量；所述分布式光纤传感器检测所述预制桩施工后静荷载试验时的桩体应力分布，并根据预制桩的表面积和应力分布进行计算以确定成桩质量。

2.如权利要求1所述的一种预制桩，其特征在于，所述钢管（1）外侧沿长度方向设有开槽，用于埋设分布式光纤传感器（5）。

3.如权利要求1所述的一种预制桩，其特征在于，所述钢管（1）的直径为70~300mm。

4.如权利要求1所述的一种预制桩，其特征在于，所述钢管（1）的壁厚为6~20mm。

5.如权利要求1所述的一种预制桩，其特征在于，所述锚盘（3）的数量为1~4片。

6.如权利要求1所述的一种预制桩，其特征在于，所述锚盘（3）直径为钢管（1）的直径的2~5倍。

7.一种预制桩施工方法，其特征在于，所述施工方法用于如权利要求1所述的一种预制桩的施工，包括如下步骤：

S10：采用钻孔机械在地基中钻制桩孔；

S20：清除所述桩孔的底部沉渣；

S30：将所述预制桩旋拧进入所述桩孔至预设基础埋深；

S40：通过注浆或压注混凝土填充所述预制桩与地基间的间隙；

S50：当所述预制桩注浆施工结束后，上位机通过光时域反射仪和分布式光纤传感器（5）获取所述预制桩不同位置的温度变化数据；

S60：将所述预制桩不同位置的温度变化数据与注浆材料固化过程的标准温度曲线对比以确定注浆材料的填充和胶结质量。

8.如权利要求7所述的一种预制桩施工方法，其特征在于，所述桩孔的直径大于所述钢管直径（101）且小于所述锚盘直径（301）。

9.如权利要求7所述的一种预制桩施工方法，其特征在于，所述桩孔的直径满足如下条件：大于所述钢管（1）的直径20~100mm且小于所述锚盘（3）的直径200mm。

10.如权利要求7所述的一种预制桩施工方法，其特征在于，所述注浆或压注混凝土的压力为0.8~1.5MPa。

11.如权利要求7所述的一种预制桩施工方法，其特征在于，所述清除所述桩孔的底部沉渣包括：用气吹、抽浆、掏渣或换浆对所述桩孔底部沉渣进行清理。

12.一种预制桩质量检测方法，用于如权利要求1所述的一种预制桩或如权利要求7所述一种预制桩施工方法施工而成的预制桩的成桩质量检测，其特征在于，所述质量检测方法包括如下步骤：

C10：当所述预制桩施工完成后，采用压力机械对所述预制桩施加预设的静载荷；

C20：上位机通过光时域反射仪和分布式光纤传感器（5）获取所述预制桩不同位置的应力分布数据；

C30：根据获得的应力分布数据和预制桩的尺寸数据计算预制桩的成桩承载力；

C40：将所述成桩承载力与所述预制桩额定承载力比较以判定成桩质量。

13.如权利要求12所述的一种预制桩质量检测方法，其特征在于，所述分布式光纤传感器（5）位于所述预制桩的钢管（1）外侧沿长度方向设置的开槽内。

14.如权利要求12所述的一种预制桩质量检测方法，其特征在于，所述分布式光纤传感器（5）包括光子晶体光纤或聚合物光纤。