應用電纜發(fā)熱與光纖測溫綜合檢測樁基后壓漿質量的方法
【專利摘要】應用電纜發(fā)熱與光纖測溫綜合檢測樁基后壓漿質量的方法，包括如下步驟：(1)、安裝發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置：將多個帶液壓缸或氣壓缸的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置固定在鋼筋籠的主筋上，所述的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置呈U形結構布置，并且從鋼筋籠的底部開始向上通長布置；(2)、安裝鋼筋籠；(3)、發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置的頂出；(4)往灌注樁的樁孔內澆筑混凝土；(5)、注漿前通過控制調解發(fā)熱電纜溫度，傳感光纖記錄布置方向的溫度變化；(6)、注漿；(7)、注漿結束后讀取注漿后布置方向全深度的土體溫度值。通過注漿前后溫度值的對比可以得到漿液在樁側土體中的分布狀態(tài)。
【專利說明】
應用電纜發(fā)熱與光纖測溫綜合檢測樁基后壓漿質量的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種應用電纜發(fā)熱與光纖測溫綜合檢測粧基后壓漿質量的方法，屬于橋梁粧基檢測領域，具體來說是涉及粧基工程在實施粧基后壓漿技術后，采用電纜發(fā)熱與分布式光纖測溫綜合技術對其壓漿效果進行評價的一種方法。
【背景技術】
[0002]粧基后壓漿技術通過向粧端和粧側的土體注入能夠起到膠結固化作用的漿液，加強、固化粧端和粧側的土體，可有效減少粧長，提高灌注粧承載力，減少粧身沉降量，縮短工期、降低灌注粧的工程造價等優(yōu)點，粧基后壓漿技術優(yōu)勢明顯，應用前景好，近些年在交通、建筑、水利等領域得到了廣泛應用。
[0003]然而由于粧基屬于隱蔽工程，粧基后壓漿施工質量好壞難以判斷，地質條件多變復雜，注漿過程中預先設定的漿液配方、注漿壓力、壓漿量在壓漿工序實施后，其具體壓漿效果的評定難度很大，到目前主要是通過測量單粧極限承載力來評定粧是否滿足設計要求，該方法只能隨機抽取一部分進行代表性檢測，無法適用于大批量粧基注漿效果的評定，且無法直接對壓漿效果進行評價，只能間接的反映壓漿效果。在現(xiàn)有檢測手段中，針對粧身底部和粧周土體中漿液的加固效果，目前尚未有較好的質量檢測方法。
[0004]本專利針對此問題，提出采用電纜發(fā)熱與分布式光纖測溫綜合技術，利用液壓或者氣壓頂出裝置的設計方法，可以對粧基后壓漿技術的壓漿效果、漿液在土體中的分布情況進行檢測，從而為評價粧基后壓漿的效果提供檢測數(shù)據(jù)。另外針對粧基的施工特點，利用液壓或氣壓的頂出裝置設計方法，大大提高分布式光纖與孔壁的接觸效果，從而提高測量精度和準確性。
【發(fā)明內容】
[0005]為了解決現(xiàn)有粧基后壓漿施工質量好壞難以判斷的缺陷，本發(fā)明提供一種應用電纜發(fā)熱與光纖測溫綜合檢測粧基后壓漿質量的方法。本發(fā)明通過發(fā)熱電纜發(fā)熱使電纜周圍泥皮土穩(wěn)定控溫，與后壓漿液形成顯著溫差，再通過分布式光纖測溫技術實現(xiàn)對壓漿前后粧周溫度變化的實時檢測與精確定位，從而對粧基壓漿效果進行檢測。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案是:
[0007]應用電纜發(fā)熱與光纖測溫綜合檢測粧基后壓漿質量的方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0008](1)、安裝發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置:將多個帶液壓缸或氣壓缸的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置固定在鋼筋籠的主筋上，所述的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置與液壓缸或氣壓缸的活塞桿固定連接，外部的采集儀的采集信號輸入端連接發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置的輸出端;所述的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置呈U形結構布置，并且從鋼筋籠的底部開始向上通長布置;測量纜線、液壓管或氣壓管通過鋼絲綁定在主筋旁；
[0009](2)、安裝鋼筋籠:在預先挖好的灌注粧的粧孔內固定安裝鋼筋籠，所述的鋼筋籠包括由多根垂直設置并呈環(huán)形排列的主筋和水平間隔焊接在所述主筋上的多個環(huán)向箍筋；
[0010](3)、發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置的頂出:鋼筋籠放置到位后，利用液壓缸或氣壓缸將發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置頂出，頂出后的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置與灌注粧的孔壁相接觸；
[0011](4)往灌注粧的粧孔內澆筑混凝土 ；
[0012](5)、待混凝土達到設計強度的70%或以上后，通過控制調解發(fā)熱電纜溫度，人為控制粧身與原狀土結合面處泥皮土溫度，使其與之后需壓入的后壓漿液形成顯著可測的溫度差異，再通過分布式的傳感光纖記錄布置方向的溫度變化，全程利用采集儀讀取注漿前布置方向全深度的土體溫度值；
[0013]⑶、注漿；
[0014](7)、注漿結束，經過養(yǎng)護加固后，再利用采集儀持續(xù)讀取注漿后布置方向全深度的土體溫度值;通過注漿前后溫度值的對比可以得到漿液在粧身高度上的分布情況，以此評價注漿對粧側摩阻力的改善效果。
[0015]所述的液壓缸或氣壓缸通過固定支架固定在主筋上。
[0016]粧基后壓漿技術是指在灌注粧成粧并達到一定強度后，通過預先埋置在粧周或粧身內的壓漿管，使用高壓注漿栗將能夠起到膠結固化作用的漿液壓入粧端土層和粧周土體中，從而粧端沉渣、粧端持力層和粧周泥皮利用漿液的滲透、填充、壓密、劈裂和固結等作用，改變原土體的物理性質和力學狀態(tài)，使粧端土和粧側土的強度得到提高，在不同程度上提高粧端阻力和粧側摩擦力，進而減小粧的沉降量，提高粧的承載力。
[0017]本發(fā)明通過控制發(fā)熱電纜的溫度，可以人為控制粧身與原狀土結合面處泥皮土溫度與注入后壓漿液溫度形成顯著溫差，而后壓漿的上返、滲透會使得結合面處溫度出現(xiàn)明顯變化，而后可通過檢測平行于發(fā)熱光纜布置的分布式測溫光纖(纜)的溫度在注漿前后的變化，利用分布式光纖測溫系統(tǒng)將散射回來的光波經波分復用、檢測解調后，送入信號處理系統(tǒng)便可將溫度信號實時顯示出來，并且由光纖中光波的傳輸速度和背向光回波的時間可對這些信息定位，從而精確測試出反漿所達到的高度，從而反映出水泥漿的壓漿效果。
[0018]針對粧基后壓漿加固范圍，使用電纜發(fā)熱與分布式光纖測溫綜合技術進行壓漿效果的檢測內容主要包括:
[0019]1、發(fā)熱電纜及傳感光纖(纜)組合裝置，主要利用特殊的固定裝置固定在豎向主筋上，利用橡膠的自由彈性變形，讓其與鉆孔粧壁自然貼緊。
[0020]2、在注入后壓漿前，通過控制發(fā)熱電纜溫度，可以人為控制粧身與原狀土結合面處泥皮土溫度，使其與之后需壓入的后壓漿液形成顯著可測的溫度差異。
[0021]3、在粧基后壓楽過程中，粧端以上一定高度內的泥皮土和泥皮土外圍的土體在一定寬度范圍注入了水泥漿，進而影響其對粧身的壓力，提高了粧側阻力，同時發(fā)熱電纜及傳感光纖(纜)組合裝置周圍的泥皮土溫度也會隨著水泥漿的注入、上返、滲透而發(fā)生顯著變化，采用分布式光纖測溫技術可以檢測上述溫度變化在發(fā)熱電纜及傳感光纖(纜)布設方向(豎直方向)的實時變化，進而檢測出水泥漿在粧身高度上的分布情況，以此評價注漿對粧側摩阻力的改善效果。
[0022]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0023]1、新型發(fā)熱電纜與傳感光纖(纜)組合裝置中傳感光纖(纜)本身直接作為敏感元件，既感知溫度信息又傳輸溫度信息，可以根據(jù)需要獲取任意測溫層面任意位置的溫度信息，不受具體的測溫點的制約，通過感知溫度變化可以對粧基后壓漿空間分布狀態(tài)進行準確測量和實時監(jiān)控，檢測效率大大提高。
[0024]2、新型發(fā)熱電纜與傳感光纖(纜)組合裝置中的發(fā)熱電纜以電力為能源，碳纖維、銅等為發(fā)熱體，將電能轉化為熱能，通過結構層內的導熱將熱量傳到物體表面，運行費用低、熱穩(wěn)定性好、控制方便。
[0025]3、新型發(fā)熱電纜與傳感光纖(纜)組合裝置具有安裝方便，采用液壓式頂出法或氣缸頂出裝置設計方法，裝置簡單且牢固，便于現(xiàn)場的施工。
【附圖說明】
[0026]圖1a是本發(fā)明頂出前裝置結構示意圖。
[0027]圖1b是本發(fā)明頂出后裝置結構示意圖。
[0028]圖2是本發(fā)明鋼筋籠橫斷面圖。
[0029]圖3是圖2A-A截面圖。
[0030]圖4是圖2B-B截面圖。
[0031]圖5是本發(fā)明頂出前示意圖。
[0032I圖6是本發(fā)明頂出后示意圖。
[0033I圖7是本發(fā)明技術實施示意圖。
【具體實施方式】
[0034]參照圖1a至圖7，應用電纜發(fā)熱與光纖測溫綜合檢測粧基后壓漿質量的方法，包括如下步驟:
[0035](I)、安裝發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置:將多個帶液壓缸或氣壓缸2的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置I固定在鋼筋籠的主筋51上，所述的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置I與液壓缸或氣壓缸2的活塞桿21固定連接，外部的采集儀7的采集信號輸入端連接發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置I的輸出端;所述的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置I呈U形結構布置，并且從鋼筋籠的底部開始向上通長布置;測量纜線、液壓管或氣壓管4通過鋼絲綁定在主筋51芳;
[0036](2)、安裝鋼筋籠:在預先挖好的灌注粧的粧孔內固定安裝鋼筋籠，所述的鋼筋籠包括由多根垂直設置并呈環(huán)形排列的主筋51和水平間隔焊接在所述主筋上的多個環(huán)向箍筋52;
[0037](3)、發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置的頂出:鋼筋籠放置到位后，利用液壓缸或氣壓缸2將發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置I頂出，頂出后的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置I與灌注粧的孔壁6相接觸；
[0038](4)往灌注粧的粧孔內澆筑混凝土 ；
[0039](5)、待混凝土達到設計強度的70%或以上后，通過控制調解發(fā)熱電纜溫度，人為控制粧身與原狀土結合面處泥皮土溫度，使其與之后需壓入的后壓漿液形成顯著可測的溫度差異，再通過分布式的傳感光纖記錄布置方向的溫度變化，全程利用采集儀7讀取注漿前布置方向全深度的土體溫度值；
[0040](6)、注漿;
[0041](7)、注漿結束，經過養(yǎng)護加固后，再利用采集儀持7續(xù)讀取注漿后布置方向全深度的土體溫度值;通過注漿前后溫度值的對比可以得到漿液在粧身高度上的分布情況，以此評價注漿對粧側摩阻力的改善效果。
[0042]所述的液壓缸或氣壓缸2通過固定支架3固定在主筋51上。
[0043]粧基后壓漿技術是指在灌注粧成粧并達到一定強度后，通過預先埋置在粧周或粧身內的壓漿管，使用高壓注漿栗將能夠起到膠結固化作用的漿液壓入粧端土層和粧周土體中，從而粧端沉渣、粧端持力層和粧周泥皮利用漿液的滲透、填充、壓密、劈裂和固結等作用，改變原土體的物理性質和力學狀態(tài)，使粧端土和粧側土的強度得到提高，在不同程度上提高粧端阻力和粧側摩擦力，進而減小粧的沉降量，提高粧的承載力。
[0044]本發(fā)明通過控制發(fā)熱電纜的溫度，可以人為控制粧身與原狀土結合面處泥皮土溫度與注入后壓漿液溫度形成顯著溫差，而后壓漿的上返、滲透會使得結合面處溫度出現(xiàn)明顯變化，而后可通過檢測平行于發(fā)熱光纜布置的分布式測溫光纖(纜)的溫度在注漿前后的變化，利用分布式光纖測溫系統(tǒng)將散射回來的光波經波分復用、檢測解調后，送入信號處理系統(tǒng)便可將溫度信號實時顯示出來，并且由光纖中光波的傳輸速度和背向光回波的時間可對這些信息定位，從而精確測試出反漿所達到的高度，從而反映出水泥漿的壓漿效果。
[0045]針對粧基后壓漿加固范圍，使用電纜發(fā)熱與分布式光纖測溫綜合技術進行壓漿效果的檢測內容主要包括:
[0046]1、發(fā)熱電纜及傳感光纖(纜)組合裝置，主要利用特殊的固定裝置固定在豎向主筋上，利用橡膠的自由彈性變形，讓其與鉆孔粧壁自然貼緊。
[0047]2、在注入后壓漿前，通過控制發(fā)熱電纜溫度，可以人為控制粧身與原狀土結合面處泥皮土溫度，使其與之后需壓入的后壓漿液形成顯著可測的溫度差異。
[0048]3、在粧基后壓楽過程中，粧端以上一定高度內的泥皮土和泥皮土外圍的土體在一定寬度范圍注入了水泥漿，進而影響其對粧身的壓力，提高了粧側阻力，同時發(fā)熱電纜及傳感光纖(纜)組合裝置周圍的泥皮土溫度也會隨著水泥漿的注入、上返、滲透而發(fā)生顯著變化，采用分布式光纖測溫技術可以檢測上述溫度變化在發(fā)熱電纜及傳感光纖(纜)布設方向(豎直方向)的實時變化，進而檢測出水泥漿在粧身高度上的分布情況，以此評價注漿對粧側摩阻力的改善效果。
[0049]最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有很多變形。本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內容中直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.應用電纜發(fā)熱與光纖測溫綜合檢測粧基后壓漿質量的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)、安裝發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置:將多個帶液壓缸或氣壓缸的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置固定在鋼筋籠的主筋上，所述的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置與液壓缸或氣壓缸的活塞桿固定連接，外部的采集儀的采集信號輸入端連接發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置的輸出端;所述的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置呈U形結構布置，并且從鋼筋籠的底部開始向上通長布置;測量纜線、液壓管或氣壓管通過鋼絲綁定在主筋旁； (2)、安裝鋼筋籠:在預先挖好的灌注粧的粧孔內固定安裝鋼筋籠，所述的鋼筋籠包括由多根垂直設置并呈環(huán)形排列的主筋和水平間隔焊接在所述主筋上的多個環(huán)向箍筋； (3)、發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置的頂出:鋼筋籠放置到位后，利用液壓缸或氣壓缸將發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置頂出，頂出后的發(fā)熱電纜與傳感光纖組合裝置與灌注粧的孔壁相接觸； (4)往灌注粧的粧孔內澆筑混凝土； (5)、待混凝土達到設計強度的70%或以上后，通過控制調解發(fā)熱電纜溫度，人為控制粧身與原狀土結合面處泥皮土溫度，使其與之后需壓入的后壓漿液形成顯著可測的溫度差異，再通過分布式的傳感光纖記錄布置方向的溫度變化，全程利用采集儀讀取注漿前布置方向全深度的土體溫度值； (6)、注漿; (7)、注漿結束，經過養(yǎng)護加固后，再利用采集儀持續(xù)讀取注漿后布置方向全深度的土體溫度值;通過注漿前后溫度值的對比可以得到漿液在粧身高度上的分布情況，以此評價注漿對粧側摩阻力的改善效果。2.如權利要求1所述的應用電纜發(fā)熱與光纖測溫綜合檢測粧基后壓漿質量的方法，其特征在于:所述的液壓缸或氣壓缸通過固定支架固定在主筋上。
【文檔編號】E02D33/00GK105908789SQ201610247222
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】盧彭真
【申請人】浙江工業(yè)大學