本發(fā)明涉及基坑工程領(lǐng)域，特別一種混合材料支撐樁軸力的監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

目前對(duì)于基坑的支撐形式一般采用鋼支撐或者混凝土支撐，對(duì)支撐軸力的監(jiān)測(cè)方法也比較常規(guī)，采用應(yīng)變計(jì)測(cè)讀頻率變化值，換算出應(yīng)變，再通過應(yīng)變乘以材料的彈性模量即可求得其應(yīng)力，再乘以支撐截面積算出軸力。

但隨著基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，目前的支撐形式并不僅僅局限在鋼支撐或者混凝土支撐上，例如可以采用注漿鋼管樁前撐的形式來替代支撐體系的支護(hù)方式，現(xiàn)已在不少項(xiàng)目中推廣使用，該支護(hù)方案兼?zhèn)浼咏睢跬?、止水多重作用，約束了土體變形，增強(qiáng)了基坑坑壁穩(wěn)定性；加固坑底土，抵抗坑底隆起。

上述支護(hù)體系在實(shí)際施工過程中，注漿鋼管樁的軸力監(jiān)測(cè)若采用常規(guī)監(jiān)測(cè)方法，即直接在鋼管上設(shè)置1～2個(gè)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由于注漿鋼管樁是一種混合材料，其彈性模量非確定值，因此無法通過應(yīng)變計(jì)直接按常規(guī)經(jīng)驗(yàn)換算出的軸力值往往誤差較大；且注漿鋼管尤其是斜向設(shè)置的注漿鋼管，易產(chǎn)生受力偏心，受力偏心會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變計(jì)測(cè)得的數(shù)據(jù)與實(shí)際情況不符，使基坑安全存在隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述問題，提供了一種混合材料支撐樁軸力的監(jiān)測(cè)方法，可以使軸力監(jiān)測(cè)結(jié)果更加真實(shí)、合理，消除基坑安全中的隱患，且其施工簡單，便于推廣。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種混合材料支撐樁軸力的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)準(zhǔn)備；首先，在混合材料支撐樁施工完成后，且圈梁澆筑前，在混合材料支撐樁的兩側(cè)對(duì)稱布置若干與混合材料支撐樁的軸向相平行的錨筋，所述錨筋與圈梁的主筋焊接，且錨筋錨入圈梁一定長度；然后，澆筑圈梁，所述圈梁與混合材料支撐樁之間相隔開；

(2)待圈梁澆筑完成且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的80％，同時(shí)混合材料支撐樁的休止期滿后，開始進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)；首先，在混合材料支撐樁的頂端設(shè)置千斤頂，在千斤頂?shù)纳戏皆O(shè)置反力梁，在反力梁的周圍焊接若干錨筋，在反力梁上還焊接有支架，在混合材料支撐樁頂端向下1米的范圍內(nèi)設(shè)置四個(gè)監(jiān)測(cè)元件，其中兩個(gè)監(jiān)測(cè)元件的連線平行于基坑邊線，另兩個(gè)監(jiān)測(cè)元件的連線垂直于基坑邊線；接著，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過換算公式換算得到混合材料支撐樁彈性模量，換算公式如下：

$E=\frac{Q}{{\mathrm{A\ϵ}}_0},A=\frac{\mathrm{\π}{d}^2}{4};$

其中，E表示混合材料支撐樁彈性模量(GPa)；Q表示靜載加載量(kN)；A表示混合材料支撐樁面積(m²)；ε₀表示靜載同步測(cè)試樁身應(yīng)變(με)；d表示混合材料支撐樁直徑；

(3)混合材料支撐樁的軸力監(jiān)測(cè)；在基坑開挖前，在圈梁以下1米范圍內(nèi)沿混合材料支撐樁四周對(duì)稱安裝四個(gè)監(jiān)測(cè)元件，其中兩個(gè)監(jiān)測(cè)元件的連線平行于基坑邊線，另兩個(gè)監(jiān)測(cè)元件的連線垂直于基坑邊線，通過四個(gè)監(jiān)測(cè)元件獲取基坑開挖前的初始讀數(shù)；在基坑開挖后，每天固定時(shí)間段獲取四個(gè)監(jiān)測(cè)元件的實(shí)際讀數(shù)，并對(duì)實(shí)際讀數(shù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償；然后，根據(jù)步驟(2)得到的混合材料支撐樁彈性模量，經(jīng)過以下?lián)Q算公式換算出混合材料支撐樁的軸力：

P＝EAε，

$\mathrm{\ϵ}=k(f^2-f_0^2);$

其中，P表示混合材料支撐樁軸力(kN)；ε表示混合材料支撐樁應(yīng)變(με)；k表示監(jiān)測(cè)元件標(biāo)定系數(shù)(με/Hz²)；f表示鋼筋監(jiān)測(cè)元件實(shí)測(cè)讀數(shù)(Hz)；f0表示鋼筋監(jiān)測(cè)元件初始讀數(shù)(Hz)。

其中，所述步驟(2)和步驟(3)中，所述監(jiān)測(cè)元件為應(yīng)變計(jì)或者應(yīng)變片。

其中，所述步驟(1)中，圈梁澆筑時(shí)采用預(yù)留孔洞或增加套管的形式與混合材料支撐樁相隔開。

其中，所述步驟(3)中，所述監(jiān)測(cè)元件通過在圈梁以下1米范圍內(nèi)開槽進(jìn)行安裝。

其中，所述混合材料支撐樁為注漿鋼管樁。

本發(fā)明的有益效果為：本方法所采用的彈性模量為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，更為精確可靠，采用四個(gè)應(yīng)變計(jì)或應(yīng)變片對(duì)稱布置的方法，有效消除了支撐偏心受力造成的軸力監(jiān)測(cè)誤差，保證了軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)準(zhǔn)備的平面示意圖；

圖2為現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)的剖面示意圖；

圖3為軸力檢測(cè)元件的分布示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

一種混合材料支撐樁軸力的監(jiān)測(cè)方法，以注漿鋼管樁1為例，包括以下步驟：

(1)現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)準(zhǔn)備。如圖1所示，首先在注漿鋼管樁1施工完成后，且圈梁3澆筑前，在注漿鋼管樁1的兩側(cè)對(duì)稱布置若干與注漿鋼管樁1的軸向相平行的錨筋2，所述錨筋2與圈梁3的主筋焊接，且錨筋2錨入圈梁3一定長度；然后澆筑圈梁3，所述圈梁3與注漿鋼管樁1之間采用預(yù)留孔洞或增加套管的形式相隔開。

(2)待圈梁3澆筑完成且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的80％，同時(shí)注漿鋼管樁1的休止期達(dá)到7天后，開始進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)。如圖2所示，首先，在注漿鋼管樁1的頂端設(shè)置千斤頂5，在千斤頂5的上方設(shè)置反力梁4，在反力梁4的周圍焊接若干錨筋2，在反力梁4上還焊接有支架6，在注漿鋼管樁1頂端向下1米的范圍內(nèi)設(shè)置四個(gè)監(jiān)測(cè)元件7，其中兩個(gè)監(jiān)測(cè)元件7的連線平行于基坑邊線8，另兩個(gè)監(jiān)測(cè)元件7的連線垂直于基坑邊線8。接著，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)靜載荷實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過換算公式換算得到注漿鋼管樁1彈性模量，換算公式如下：

$E=\frac{Q}{{\mathrm{A\ϵ}}_0},A=\frac{\mathrm{\π}{d}^2}{4};$

其中，E表示注漿鋼管樁1彈性模量(GPa)；Q表示靜載加載量(kN)；A表示注漿鋼管樁1面積(m²)；ε₀表示靜載同步測(cè)試樁身應(yīng)變(με)；d表示注漿鋼管樁1直徑；

(3)注漿鋼管樁1的軸力監(jiān)測(cè)。如圖3所示，在基坑開挖前，在圈梁3以下1米范圍內(nèi)沿注漿鋼管樁1四周通過開槽對(duì)稱安裝四個(gè)監(jiān)測(cè)元件7，其中兩個(gè)監(jiān)測(cè)元件7的連線平行于基坑邊線8，另兩個(gè)監(jiān)測(cè)元件7的連線垂直于基坑邊線8，通過四個(gè)監(jiān)測(cè)元件7獲取基坑開挖前的初始讀數(shù)；在基坑開挖后，每天固定時(shí)間段獲取四個(gè)監(jiān)測(cè)元件7的實(shí)際讀數(shù)，并對(duì)實(shí)際讀數(shù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償；然后，根據(jù)步驟(2)得到的注漿鋼管樁1彈性模量，經(jīng)過以下?lián)Q算公式換算出注漿鋼管樁1的軸力：

P＝EAε，

$\mathrm{\ϵ}=k(f^2-f_0^2);$

其中，P表示注漿鋼管樁1軸力(kN)；ε表示注漿鋼管樁1應(yīng)變(με)；k表示監(jiān)測(cè)元件7標(biāo)定系數(shù)(με/Hz²)；f表示鋼筋監(jiān)測(cè)元件7實(shí)測(cè)讀數(shù)(Hz)；f0表示鋼筋監(jiān)測(cè)元件7初始讀數(shù)(Hz)。

本方法中，監(jiān)測(cè)元件7具體采用應(yīng)變計(jì)或者應(yīng)變片。