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一种基坑支护桩水平位移的测量方法及装置


技术摘要:
本发明提供了一种基坑支护桩水平位移的测量方法及装置,包括:沿着金属杆的长度方向,每隔一个长度单位标记一个测面;每个所述测面都环绕贴设四个应变片,所述四个应变片呈均匀间隔分布;将所述金属杆埋置于基坑支护桩内,所述金属杆的顶端露出于所述基坑支护桩的上表  全部
背景技术:
】 基坑支护,是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环 境采用的支挡、加固与保护措施。常见的基坑支护形式主要有:1、排桩支护,桩撑、桩锚、排 桩悬臂;2、地下连续墙支护,地连墙 支撑;3、水泥挡土墙等。基坑支护桩在使用过程中可能 会发生倾斜,通过监测倾斜的基坑支护桩产生的水平位移,表示基坑支护桩的倾斜程度。 现有的专利文献1:名称《一种用于小井斜下光纤陀螺测斜仪的方位角和工具面角 的精度提高方法》,公开号CN103104251A,公开了利用方位角与工具面角之间的姿态角度关 系用于监测倾斜程度。现有专利文献2:名称《一种线状固定式无线深孔测斜仪及深孔测斜 系统》,公开号CN103498665A,公开了通过每个测量孔倾斜度推算水平位移。现有的监测方 式主要存在如下问题:1、陀螺测斜仪在套管内可能发生滑动,影响监测;2、每个测量孔都需 要布置一个监测倾斜度的元件,价格高。 【
技术实现要素:
】 本发明要解决的技术问题,在于提供一种基坑支护桩水平位移的测量方法及装 置,能稳定牢固地进行测量。 本发明是这样实现的:一种基坑支护桩水平位移的测量方法,包括: 沿着金属杆的长度方向,每隔一个长度单位标记一个测面; 每个所述测面都环绕贴设四个应变片,所述四个应变片呈均匀间隔分布; 将所述金属杆埋置于基坑支护桩内,所述金属杆的顶端露出于所述基坑支护桩的 上表面; 监测所述金属杆的顶端水平位移与转角,收集每个应变片的应变; 经过推算得到所述金属杆上的每个测面的水平位移; 从而得到所述基坑支护桩的水平位移。 进一步地,所述推算过程具体为: 与所述金属杆的顶端距离i个长度单位的四个所述应变片的应变值依次为εi1、 εi2、εi3、εi4,其中i为正整数; 由公式(1)σ=Eε,得到对应所述应变片位置的应力值为:σi1、σi2、σi3、σi4,其中E为 金属杆的弹性模量; 由公式(2) 4 CN 111608213 A 说 明 书 2/6 页 计算出每个所述测面的最大拉应力值σi,max; 由公式(3) 其中M为弯矩,Iz为惯性矩,y为应力点的纵坐标,d为弯曲杆的横截面直径;计算出 每个所述测面的弯矩Mi; 由公式(4)EIzω=-∫[∫M(x)dx]dx C1x C2,其中ω为弯曲杆的横截面挠度即水平 位移,Iz为惯性矩,C1与C2为常数; 边界条件为所述金属杆的顶端水平位移ω0与转角θ0,计算出所述金属杆上的每个 测面的水平位移ωi。 进一步地,沿着所述金属杆的长度方向,每隔一米标记一个所述测面。 进一步地,每个所述应变片都设有一根导线,每根所述导线沿着所述金属杆的杆 身向上引出,每根所述导线的另一端与应变测量仪连接。 进一步地,在所述支护桩的上表面安装有位移转角监测仪,所述位移转角监测仪 能监测所述金属杆的顶端水平位移与转角。 一种基坑支护桩水平位移的测量装置,包括: 金属杆,沿着其长度方向每隔一个长度单位标记一个测面; 应变片,贴设于所述测面;每个所述测面环绕设置四个所述应变片且呈均匀间隔 分布; 应变测量仪,与每个所述应变片电连接; 位移转角监测仪,能监测所述金属杆的顶端水平位移与转角; 所述金属杆用于埋置在基坑支护桩内,所述金属杆的顶端露出于所述基坑支护桩 的上表面。 进一步地,沿着所述金属杆的长度方向每隔一米标记一个所述测面。 进一步地,每个所述应变片都设有一根导线,每根所述导线沿着所述金属杆的杆 身向上引出,每根所述导线的另一端与所述应变测量仪连接 进一步地,还包括计算机,所述计算机与所述应变测量仪、所述位移转角监测仪电 连接。 本发明的优点在于:本发明只需要在金属杆的每个测面贴设四个应变片,根据金 属杆弯曲时应变片生成的应变量,计算出对应位置的应力,利用应力推算金属杆弯曲时的 挠度,从而反映出倾斜的基坑支护桩产生的水平位移;应变片固定在金属杆上,不会发生滑 动;与现有的测量方式中需要专门布置陀螺测斜仪等专门监测倾斜度的元件相比,本发明 的技术方案成本更低,测量更稳定。 【附图说明】 下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。 图1是本发明的基坑支护桩水平位移的测量方法的执行流程图。 图2是本发明中金属杆埋置于基坑支护桩内的的结构示意图。 图3是本发明中沿着金属杆长度方向间隔标记测面的示意图。 5 CN 111608213 A 说 明 书 3/6 页 图4是本发明中应变片环绕测面设置的示意图。 图5是本发明中基坑支护桩与金属杆发生倾斜的示意图。 图6是本发明中测面的测点应力分析示意图。 图7是本发明的基坑支护桩水平位移的测量装置的示意框图。 附图标记:金属杆100;金属杆101;应变片200;测面300;基坑支护桩400;应变测量 仪500;位移转角监测仪600;计算机700。 【
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