一种可实现多场监测的抗滑桩及其制作方法与流程

本发明涉及土木建筑工程技术领域，特别涉及一种可实现多场监测的抗滑桩及其制作方法。

背景技术：

滑坡是斜坡破坏型式中分布最广、危害最严重的一种地质灾害。我国是世界上受滑坡灾害损失最为严重的国家之一。随着我国经济建设的蓬勃发展，三峡工程、青藏铁路、西气东输、西电东送和汶川地震灾后重建等一大批关系国计民生的重大工程相继启动，项目实施过程中深受滑坡灾害的严重危害和潜在威胁，抗滑桩作为整治滑坡的主要手段之一，在滑坡治理工程取得了极为广泛的应用。

由于滑坡灾害难以预测，目前对其防治对策主要是以现场监测预警为主，主要监测内容包括：坡体内部、坡表位移；坡脚土压力；地下水位变化、水量、水化学特征等。通过这些工作,取得有关数据和资料,为滑坡预报和灾害防治提供依据。除一般地表调查和宏观观察外,可应用多种仪器进行观测和记录。常用的有测定坡体位移和裂缝发展的倾斜仪,还有应变仪、测震仪、地音仪、地电仪等。但以上监测方法及仪器的使用耗时耗力，提供紧急预警作用的可能性较小。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可实现多场监测的抗滑桩及其制作方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种可实现多场监测的抗滑桩，包括混凝土桩、3个预警指示灯和数据处理器。

所述混凝土桩内布设有钢筋笼。所述钢筋笼包括纵筋和箍筋。所述纵筋施加有预应力。所述混凝土桩的侧壁和桩顶设置有若干供传感器、预警指示灯和数据处理器嵌入的凹槽。

所述数据处理器埋设在混凝土桩的桩顶。所述数据处理器内设置有读数装置。所述数据处理器预设有指标信号预警值。所述指标信号包括桩周土体孔隙水压、桩周土体土压力和桩身倾斜度。

所述3个预警指示灯埋设在混凝土桩上端桩身侧壁上。所述混凝土桩桩身侧壁上还埋设有若干个孔隙水压传感器、土压力传感计和测斜仪。所述孔隙水压传感器、土压力传感计和测斜仪通过传感线与数据处理器连接。所述预警指示灯也通过传感线与数据处理器连接。3个预警指示灯分别对应桩周土体孔隙水压、桩周土体土压力和桩身倾斜度。

工作时，所述混凝土桩的底部伸入至边坡土体中。所述孔隙水压传感器监测桩周土体孔隙水压，土压力传感计监测桩周土体土压力，测斜仪监测桩身倾斜度。所述孔隙水压传感器、土压力传感计和测斜仪采集到的数据通过传感线传递给数据处理器。数据处理器将这些数据转化为数值储存。当任一指标信号超过数据处理器预设值时，数据处理器输出信号至相应的预警指示灯。预警指示灯亮。

进一步，所述混凝土桩的侧壁和桩顶设置有若干供传感器、预警指示灯和数据处理器嵌入的凹槽。

进一步，所述数据处理器的指标信号预警值包括安全值和极限值。当指标信号超过安全值时，数据处理器控制预警指示灯亮黄色。当指标信号超过极限值时，数据处理器控制预警指示灯亮红色。

本发明还公开一种关于上述可实现多场监测的预制抗滑桩的制作方法，包括以下步骤：

1)制作桩模具和钢筋笼。其中，所述桩模具整体为一个上端敞口的中空圆柱体。所述桩模具内壁上预留有供孔隙水压传感器、土压力传感计、测斜仪、预警指示灯和数据处理器嵌入的凹槽。所述桩模具底部开设有通孔。

2)将孔隙水压传感器、土压力传感计、测斜仪、预警指示灯和数据处理器嵌合在对应的桩模具凹槽中。将钢筋笼布设在桩模具的内腔中。其中，钢筋笼的纵筋的上端伸出桩模具的上端敞口，下端伸出通孔。

3)对钢筋笼的纵筋施加预应力。

4)通过桩模具的上端敞口向桩模具的内腔中灌注混凝土。

5)对混凝土进行养护，直至混凝土达到龄期。所述孔隙水压传感器、土压力传感计、测斜仪、预警指示灯和数据处理器与混凝土胶结固化为整体。

6)停止拉伸纵筋的上下端。拆除桩模具。

7)剪除露出混凝土桩上下表面的纵筋。

进一步，所述桩模具可轴向地拆分为两片对开模。所述两片对开模可严密合实。所述桩模具外部套有若干个钢箍。所述钢箍将桩模具夹紧。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

A.可综合监测抗滑桩前的土体压力变化、坡体的含水率变化、和桩周的土体位移等数据并进行记录；

B.简化了自动预警装置的结构，监测数据中的任意一个参数达到既定预警值时便预警；

C.适用范围广，安装施工方便，经济性好。

附图说明

图1为抗滑桩结构示意图；

图2为抗滑桩工作示意图；

图3为桩模具结构示意图；

图4为对开模结构示意图。

图中：混凝土桩1、孔隙水压传感器2、土压力传感计3、测斜仪4、预警指示灯5、数据处理器6、桩模具7、对开模701、通孔 702、传感器凹槽703、指示灯凹槽704、处理器凹槽705、钢箍8。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开一种可实现多场监测的抗滑桩，包括混凝土桩1、 3个预警指示灯5和数据处理器6。

参见图2，所述混凝土桩1内布设有钢筋笼。所述钢筋笼包括纵筋和箍筋。在本实施例中，主筋数量为8根，箍筋间距为150mm。所述纵筋施加有预应力。所述混凝土桩1的侧壁和桩顶设置有供传感器、预警指示灯5和数据处理器6嵌入的凹槽。

参见图1，所述数据处理器6埋设在混凝土桩1的桩顶。所述数据处理器6内设置有读数装置。所述数据处理器6预设有指标信号预警值。所述指标信号预警值包括安全值和极限值。所述指标信号包括桩周土体孔隙水压、桩周土体土压力和桩身倾斜度。

所述3个预警指示灯5埋设在混凝土桩1上端桩身侧壁上。所述混凝土桩1桩身侧壁上还埋设有孔隙水压传感器2、土压力传感计 3和测斜仪4。所述孔隙水压传感器2、土压力传感计3和测斜仪4 通过传感线与数据处理器6连接。所述预警指示灯5也通过传感线与数据处理器6连接。所述传感线缠绕在钢筋笼上。3个预警指示灯 5分别对应桩周土体孔隙水压、桩周土体土压力和桩身倾斜度。

工作时，所述混凝土桩1的底部伸入至边坡土体中，桩顶露出地面。所述孔隙水压传感器2监测桩周土体孔隙水压，土压力传感计3监测桩周土体土压力，测斜仪4监测桩身倾斜度。所述孔隙水压传感器2、土压力传感计3和测斜仪4采集到的数据通过传感线传递给数据处理器6。数据处理器6将这些数据转化为数值储存。当任一指标信号超过数据处理器6预设值时，数据处理器6输出信号至相应的预警指示灯5。当指标信号超过安全值时，数据处理器6控制预警指示灯5亮黄色。当指标信号超过极限值时，数据处理器6控制预警指示灯5亮红色。

值得说明的是，在本实施例中，所述孔隙水压传感器2选用电压式的总线型孔隙水压计。所述孔隙水压传感器2包括传感器主体、安装套筒和水工电缆线。所述孔隙水压传感器2可自动对所测量的数据进行换算，直接输出监测物理量，无须人工转换。所述土压力传感计3选用振弦式土压力计。所述土压力传感计3包括背板、感应板、信号传输电缆、振弦和激振电磁线圈。当桩周土体土压力发生变化时，土压力计感应板同步感受应力的变化，感应板将会产生变形，变形传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经传感线传输至数据处理器6，即可测出桩周土体土压力。在实际生产中，可选用VWE-0.4、VWE-0.6、VWE-0.8、VWE-1、VWE-1.6、VWE-2.5等系列型号。所述测斜仪4包括测斜仪套管、测斜仪探头、控制电缆和测斜读数仪。

实施例2：

本实施例公开一种关于实施例1所述可实现多场监测的预制抗滑桩的制作方法，包括以下步骤：

1)制作桩模具7和钢筋笼。其中，参见图3和图4，所述桩模具 7整体为一个上端敞口的中空圆柱体。所述桩模具7上端内壁布置有供数据处理器6嵌入的处理器凹槽705和3个供预警指示灯5嵌入的指示灯凹槽704。桩模具7内壁还布置有3排传感器凹槽703，用于安置孔隙水压传感器2、土压力传感计3和测斜仪4。孔隙水压传感器2、土压力传感计3、测斜仪4、预警指示灯5和数据处理器6 均与对应凹槽的尺寸相匹配。所述桩模具7底部开设有通孔702。所述桩模具7可轴向地拆分为两片对开模701。所述两片对开模701 可严密合实。所述桩模具7外部套设有2个钢箍8。所述钢箍8将桩模具7夹紧。所述钢箍8为活动式，可灵活拆卸。

2)将孔隙水压传感器2、土压力传感计3、测斜仪4、预警指示灯5和数据处理器6嵌合在对应的桩模具7凹槽中。将钢筋笼布设在桩模具7的内腔中。传感线缠绕在钢筋笼上。其中，钢筋笼的纵筋的上端伸出桩模具7的上端敞口，下端伸出通孔702。纵筋与通孔 702之间的空隙使用密封胶进行密封。

3)将桩模具7和钢筋笼的组合体吊起，竖直安装在固定支架上，送入拉伸机中，拉伸纵筋的上、下端，对钢筋笼的纵筋施加预应力。

4)通过桩模具7的上端敞口向桩模具7的内腔中灌注混凝土，并振捣密实。

5)对混凝土进行养护，直至混凝土达到龄期。所述孔隙水压传感器2、土压力传感计3、测斜仪4、预警指示灯5和数据处理器6 与混凝土胶结固化为整体。达到龄期后的混凝土强度不低于C50。

6)停止拉伸纵筋的上下端。将成型后的混凝土桩1及桩模具7 平放，将钢箍8松开，依次拆除两片对开模701。

7)剪除露出混凝土桩1上下表面的纵筋。