1、建筑与工程基于钢筋计的深基坑围护排桩钢筋受力监测工艺张 莺( 辽宁水利职业学院建测系 ，辽宁 沈阳 110122)【摘 要 】随着高层建筑和城市地铁建设的发展 ，深基坑得到广泛应用 。深基坑开挖深度以及结构复杂度不断在增大 ，再加上此类深基坑常出现在城市繁华地区 ，因此如何保证深基坑施工安全的问题显得尤为重要 。本文结合实际工程 ，详细介绍基于钢筋计的深基坑围护排桩钢筋受力的监测施工工艺 ，为今后同类型的监测提供借鉴 。【关键词 】钢筋计 深基坑 围护排桩 受力监测工艺1 钢筋计的安装11 安装前检查与钢筋计焊接降温保护在装置安装开始之前 ， 对钢筋计能否正常工作的检查 。每一支钢筋计在出厂时
2、都配有专门的率定表 ， 该表给出了钢筋计的读数数值与相应荷载之间的联系 ， 同时也标明了初始状态下的读数与相应的仪器读数 。在施工现场进行钢筋计的检验时 ， 要求首先测量一下钢筋计的初始频率 ， 经过率定表给出的温度修正公式计算后 ， 检验是否与率定表上给出的频率相对应 ， 允许存在误差 ， 这个误差一般是由于钢筋计在运输过程中的变形引起的 ， 但并不会对钢筋计本身的线性特性造成影响 。钢筋计在安装方面 ， 通常是由专业施工人员采用对接熔焊的方式直接焊接在钢筋上 ， 钢筋计的焊接过程及工艺必须按照专门的技术文件执行 。本工程所采用的就是对接熔焊的施工方法 。围护桩绑扎好钢筋笼前 ， 在待测钢筋
3、设计要求的位置上截去一段约60cm 长的钢筋 ， 然后在截去钢筋的位置上将钢筋计熔焊接上 ， 对接熔焊要满足规范要求 。为了防止中心过热而损害内部元件这种情况的发生 ， 需要在靠近韩进部位和仪器中心处缠绕湿抹布 ， 并且在焊接过程中持续在湿抹布上洒水降温 。同时 ， 在钢筋计焊接时 ，还要对引出的电缆线采取保护措施 ， 避免焊接时的高温破坏电缆线 。同时还要注意电缆线的端头要做好保护措施 ， 避免与钢筋笼直接接触 ， 以防止在接下来的钢筋笼焊接作业时 ， 电焊焊接作业形成回路对电缆造成破坏 。12 电缆的焊接加长因为钢筋计所采集到的数据是频率单位 ， 所以对于电线电阻发生改变或者电线的加长连接
4、等均不会对采集的数据产生影响 。在钢筋计现场安装之前 ， 需要根据现场围护桩待测位置或者钢筋计电线所需实际长度进行电线的连接加长 。首先除去电线接头的外包橡胶表皮 ， 露出里面的三根电线 ， 在漏出芯线两侧用砂纸将电线外部橡胶打毛 ， 然后将相对应直径尺寸的热缩管套与电线外部 。用钳子将芯线外皮去掉 ， 芯线上同样需要套上相对应的热缩管 。应将相同颜色的电缆线对接 ， 采用焊锡将接头处焊牢 。焊锡作业应尽量饱满并剔除表面毛刺 。每根芯线都需要进行焊锡作业 ， 注意焊接部位应当错开 ， 同时保证三根芯线焊接后的长度一致 。电缆芯线焊接作业结束以后 ， 将相应尺寸的热缩管挪至焊接部位 ， 并用加热
5、工具将其紧固在电缆线的焊接部位 。最后 ， 将热缩管移至电缆线的连接部位 ， 用加热工具将热缩管缩紧与连接部位 。外层热缩管两端均应比连接部位长出 3 厘米左右 。在对热缩管进行加热缩紧时 ， 应随时关注加热的温度 ， 加热温度过高会早晨电缆线的熔断或熔化 ， 同样过度加热也会使热缩管脆化 。电线加长连接的工作结束以后 ， 还要再一次用数据采集仪对钢筋计进行检查 ， 检查电线连接的质量情况 ， 避免电线的连接工作不当所造成的连接处短路 、断路情况 。13 钢筋计编号及保护钢筋计在于钢筋焊接完毕后 ， 要求记录每根钢筋计的编号与其对应于钢筋上的位置 ， 这样做可以在监测数据计算时 ， 通过查找出
6、厂率定表 ， 准确计算每根钢筋计的应力 ， 并在不同位置进行结构分析 。通常情况下 ， 每根桩安装 6 个钢筋计 ， 平面位置位于与基坑开挖面垂直的直径两端 ， 剖面位置分别在距桩顶标高 2 8m、78m 和 128m 的位置 。位于开挖面一段的钢筋计编号之上而下尾数是 1、3、5， 而另一端钢筋计编号之上而下尾数是 2、4、6。每个钢筋计的编号应在相应的导线表面有所标注 ， 尤其是在导线端部 ， 应加密标注 ， 以增加辨识度 ， 钢筋计编号写在检索贴上并贴于导线表面 ， 同时用不同颜色的防水胶带缠绕于导线端部表面 ， 以黑 、绿 、红 、白 、蓝 、黄六种颜色加以区分不同位置的钢筋计 ， 并
7、做好相应记录 。由于围护桩的梁冠部分施工后期进行 ， 因此桩身混凝土浇筑完成后 ， 测斜管先要高出桩顶 0 5m， 并做好封口和导线保护 。待冠梁和挡土墙施工时 ， 为了后期测量数据方便 ， 将传感器 6 根导线在桩顶汇集 ， 由桩顶挡土墙一并引出 。引出位置应预先埋设一根PVC 管 ， 对引出的导线加以保护 。导线最终从挡土墙中的钢管引出 ， 其长度不应小于 1m， 并且每根导线上都应当标注相应的编号 。2 钢筋计的数据采集目前钢筋计分类主要有两种 ， 一种是振弦式钢筋计 ， 另一种叫做电阻应变式钢筋计 。本文所采用的是振弦式钢筋计 。该类型钢筋计的工作原理是 : 当钢筋计所受到的轴力大小产
8、生变化时 ， 就会引起钢筋计的变形 ， 其内部钢弦的振动频率就会跟着改变 ， 通过专用的数据采集仪可以测量到钢弦频率的变化情况 ， 通过率定表中给定的公式就可以算出钢筋所受轴力的大小 ， 进而得出围护桩所受到的轴压力 。基于以上振弦式钢筋计的结构组成和工作特点 ，采集仪用的是间歇式激振法 。间歇式激振是分时的 ， 即先发送激励信号 ， 使钢弦振荡 ， 然后停止激励 ， 进而采集钢弦自由振荡产生的感应电动势 。在基坑冠梁与防护墙浇筑完毕且基坑开挖前 ， 需进行围护桩钢筋内力初值的采集 ， 现场采用手持式振弦采集仪对钢筋计读数进行采集 。将采集仪末端电线夹夹住钢筋计非屏蔽线外的另外两根电缆线 ，
9、通过采集仪读取的数值单位为 Hz， 需通出厂随附的率定表上的公式换算成力的单位 ， 其换算公式如下 :F = K( f20 f21) ( 1)式中 ， F、K、f1、f0分别为钢筋计受力 、标定系数 、采集频率 、初始频率 。3 结语本文主要介绍了深基坑维护排桩钢筋计监测的安装工艺及数据采集 。钢筋计在安装过程中应格外注意以下几个方面 :( 1) 钢筋对接熔焊的过程中 ， 应做好钢筋计和导线的保护措施 ， 避免对传感器和电缆线造成损坏 ;( 2) 在电缆导线加长工作中 ， 电缆导线接头务必做好防水工作 ;( 3) 做好钢筋计和导线的编号工作 ， 做到监测数据与桩体位置的一一对应 。作者简介 : 张莺 ( 1979 )，辽宁水利职业学院建测系 ，讲师 ，研究方向 :结构健康监测研究 。72
