阅读说明：本技术 针对混凝土支撑轴力的实时检测方法 (Real-time detection method for concrete supporting axial force ) 是由 冯翠霞 洪昌地 刘立东 徐燕 陆丽君 刘江 曾文泽 杨德志 陈思奇 吴剑锋 张吉 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明属于土木工程技术领域的针对混凝土支撑轴力的实时检测方法,技术方案为：在受力状态的混凝土支撑外表面上确定取样试块的位置,在取样试块表面粘贴应变计,应变计的伸缩粘贴方向与混凝土支撑的轴线方向一致,应变计连接导线；导线与测试仪器连接；读取受力状态应变值。随后,从受力状态的混凝土支撑的侧壁上切割出带有应变计的取样试块；静置后再次在导线连接的测试仪器上读取非受力状态应变值,并持续到数值稳定。计算受力状态应变值与非受力状态应变值的应变差值；通过应变差值计算得出在混凝土支撑在受力状态时的轴力数值。该方法实施方便,能做到实时检测,不需要预埋应变计进行检测。(The invention belongs to a real-time detection method for concrete supporting axial force in the technical field of civil engineering, and the technical scheme is as follows: determining the position of a sampling test block on the outer surface of the concrete support in a stressed state, adhering a strain gauge on the surface of the sampling test block, wherein the telescopic adhesion direction of the strain gauge is consistent with the axial direction of the concrete support, and the strain gauge is connected with a lead; the lead is connected with a test instrument; and reading the stress state strain value. Then, cutting a sampling test block with a strain gauge from the side wall of the concrete support in a stressed state; and after standing, reading the strain value in the non-stressed state on a test instrument connected with the lead again, and continuing until the value is stable. Calculating a strain difference value of the strain value in the stressed state and the strain value in the non-stressed state; and calculating the axial force value of the concrete support in a stressed state through the strain difference. The method is convenient to implement, can realize real-time detection, and does not need to embed a strain gauge for detection.)

针对混凝土支撑轴力的实时检测方法

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，尤其涉及一种针对混凝土支撑轴力的实时检测方法。

背景技术

在深基坑工程施工中，特别是超深超大基坑，采用内支撑体系时，必须满足支撑体系的强度及稳定性，避免因支撑结构破坏引起工程事故。在工程实际中，必须对基坑支撑内力进行监测。现有的主要轴力监测方法为预埋应变计检测，应变计通过导线与测试仪器连接；从测试仪器上读取预埋前的初始应变值和受力状态的应变值，通过两者之间的应变差值计算出轴力。应变差值换算轴力可根据虎克定律计算，该计算方法属于本技术领域中的常规计算。但在实际工程中，往往出现实际监测数据与设计计算及预估内力相差较多，无法排除是否监测技术、方法、设备、人员操作等因素造成的数据偏差，造成监测结果不能准确的判定基坑安全性，难以真正实现信息化施工。而且监测点数量较少，位置固定，基坑开始施工后不能再进行增补监测点，也没有校验轴力监测数据的有效方法。

发明内容

本申请的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种针对混凝土支撑轴力的实时检测方法。该方法实施方便，能做到实时检测，不需要预埋应变计进行检测。

本发明的技术方案为：步骤一：在受力状态的混凝土支撑外表面上确定取样试块的位置，取样试块为混凝土支撑的一部分，在取样试块表面粘贴应变计，应变计的伸缩粘贴方向与混凝土支撑的轴线方向一致，应变计连接导线；导线与测试仪器连接；读取受力状态应变值。步骤二：随后，从受力状态的混凝土支撑的侧壁上切割出带有应变计的取样试块；取出后的取样试块与混凝土支撑完全脱离，静置后再次在导线连接的测试仪器上读取非受力状态应变值，并持续到数值稳定。步骤三：计算受力状态应变值与非受力状态应变值的应变差值；通过应变差值计算得出在混凝土支撑在受力状态时的轴力数值。

本发明的技术核心在于与现有检测方法的步骤倒置，现有检测方法为以非受力状态时混凝土支撑的应变值为初始值，然后通过预埋在混凝土支撑上的应变计得到混凝土支撑受力状态的应变值，通过这两个不同状态的应变差计算混凝土支撑的轴力。而本发明反其道行之，以受力状态时混凝土支撑的应变值为初始值；由于取样试块是混凝土支撑构件的一部分，测试前与混凝土支撑共同受力，同步变形，所以取样试块的应力应变状态与混凝土支撑一致；然后从混凝土支撑上切割下带有应变计的取样试块待其回到非受力状态时，即取样试块内应力在一定时间段内回复为零，检测其应变值；再通过两者的应变差计算混凝土支撑的轴力。本发明巧妙的通过计算应变差时减数和被减数的测量时间点的前后变化，使检测方法更简单，不需要预埋应变计，可以根据实际工程需要在已施工的混凝土支撑上的实时检测，计算出取样试块挖出时的混凝土支撑轴力。

基于上述技术特征：取样试块纵向定位于混凝土支撑跨度的三分之一处；同一混凝土支撑水平截面至少选取一对取样试块；取样试块横向以混凝土支撑的截面中心为对称中心两两居中对称布置。

基于上述技术特征：取样试块为三棱柱形状，棱线平行于混凝土支撑的轴线；取样试块的顶面切割角度与混凝土支撑侧表面垂直。

本发明的有益效果为：

(1)适用于混凝土支撑体系的任意部位取样测试，不需在混凝土支撑施工期间预埋检测设备，可按实际需要增加检测点。

(2)适用于基坑工程开挖的任意时间点取样测试，因取样试块较小，可在混凝土支撑正常工作状态取样检测。

(3)检测设备安装简单，测试时间短，取样测试数据能直接反映混凝土支撑的受力状态，受环境、温差、施工条件影响因素较少。

(4)安装操作灵活方便，所需设备简单。

附图说明

图1为本申请实施例提供的针对混凝土支撑轴力的实时检测方法示意图。

图2为图1所示结构沿A-A线的断面图。

图3为图1所示结构沿B-B线的断面图。

图中标号：1为混凝土支撑、2为取样试块、3为应变计、4为导线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

下面通过实施例进一步描述本申请。

如图1至图3所示，一种针对混凝土支撑轴力的实时检测方法，包括混凝土支撑1、取样试块2、应变计3和导线4。

其中，混凝土支撑1通常可为钢筋混凝土现浇支撑，可用于较深地下工程的基坑围护体系中，在基坑开挖前及开挖期间分层浇筑，在地下室结构部分施工完成后拆除。

取样试块2是混凝土支撑1的一部分，需要检测时从混凝土支撑1中通过切割方式取出，为切割方便，建议取出的试块为三棱柱形状，棱线平行于混凝土支撑1的轴线；取样试块2的顶面切割角度与所述混凝土支撑1侧表面垂直，三棱柱的大小举例为每边长为100mm，高度为120mm。

应变计3一般为电阻式应变片，可以采用由敏感栅等构成用于测量应变的元件，也可以采用其他形式应变测试元件，本例中可采用长度为80mm的混凝土表面应变片；应变计3紧密粘贴于混凝土支撑1表面上，位于取样试块2外侧柱面的中心部位，方向与试块棱线平行，也即与混凝土支撑1的轴线平行，轴线是指沿混凝土支撑的杆件纵向中心线方向。

导线4为与应变计3匹配的导线，一端与应变计3焊接，另一端与测试仪器仪表连接。

本申请所述针对混凝土支撑轴力的实时检测方法的实施过程如下：

(1)混凝土支撑施工完成，在需要对混凝土支撑轴力检测数据验证或补充混凝土支撑轴力监测点时，在受力状态的混凝土支撑1外表面上确定取样试块2的位置。位置优选为：取样试块2纵向定位于支撑跨度的三分之一处，此位置为支撑构件剪力及弯矩较小截面，取样对混凝土支撑1强度影响较小；同一混凝土支撑1水平截面优选至少选取一对取样试块2；取样试块2横向以混凝土支撑1的截面中心为对称中心两两居中对称布置。如图2和图3所示，在支撑的同一截面的前后两侧成对居中布置。图2和图3仅为一种示意，也可以选择同一截面上的前后、左右两对取样试块；如混凝土支撑1的截面形状为圆形，也可以沿圆周选择对称的多对取样试块。取样试块选择成对及居中对称布置的目的是消除混凝土支撑1弯矩对测试结果的影响，通过对两组数据取平均值可以消去弯矩对测试结果的影响，使获得轴力对应的应变值更准确。

在取样试块2表面粘贴应变计3，所述应变计3的伸缩粘帖方向与混凝土支撑1的轴线方向一致，即与混凝土支撑的杆件纵向中心线方向一致，连接导线4。

(2)采用测试仪器仪表连接导线，测出应变计初始读数，即读取受力状态应变值。

(3)妥善保护应变计3与导线4，沿取样试块周边切割。如图2和图3所示，取样试块2三棱柱的顶面切割角度与混凝土支撑1表面垂直，取样试块2三棱柱的侧面切割角度与混凝土支撑1表面采用向内倾斜角度，可采用60度夹角，取样切割设备采用混凝土切割机或电钻等无振动设备。

(4)取出后的取样试块2与混凝土支撑1完全脱离，内应力在一定时间段内回复为零，静置后再次在导线连接的测试仪器仪表上读取非受力状态应变值，并持续到数值稳定。

(5)计算前后两组测试的应变计3读数之间的差值，并根据现有理论规范计算得出受力状态时混凝土支撑轴力数值。从应变差值换算轴力可根据虎克定律计算，该计算方法属于本技术领域中的常规计算。

另外，为精确计算混凝土支撑轴力，减少弯矩引起的误差，可对各取样试块的相同时间点的检测数据取平均值后进行轴力计算。

以上所有安装测试均可通过手工、常用工具及仪器仪表完成；参照图1～图3，本技术领域的安装及测试技术人员均能便捷、顺利实施。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。