【摘 要】
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灌注桩在工程建设领域应用广泛,它是隐蔽于地下的混凝土构筑物,容易出现缩颈、扩径、夹泥、混凝土离析、桩底沉渣等多种质量问题,会对上部建筑物的稳定性和人民的生命财产安全造成危害。因此,对灌注桩成孔质量进行检测、确保成桩质量至关重要。论文总结了传统灌注桩成孔质量检测技术以及分布式光纤感测技术用于桩基检测的研究现状,基于DTS测温原理和课题组自主设计并研发的分布式温度感测光缆,阐述了灌注桩成孔质量光纤检测
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灌注桩在工程建设领域应用广泛,它是隐蔽于地下的混凝土构筑物,容易出现缩颈、扩径、夹泥、混凝土离析、桩底沉渣等多种质量问题,会对上部建筑物的稳定性和人民的生命财产安全造成危害。因此,对灌注桩成孔质量进行检测、确保成桩质量至关重要。论文总结了传统灌注桩成孔质量检测技术以及分布式光纤感测技术用于桩基检测的研究现状,基于DTS测温原理和课题组自主设计并研发的分布式温度感测光缆,阐述了灌注桩成孔质量光纤检测原理,介绍了常用的温度感测光缆类型和布设方法、温度解调设备类型和适用场景,阐明了基于混凝土水化热的灌注桩混凝土浇筑厚度计算原理;通过开展混凝土浇筑缺陷模型试验,分析了不同混凝土浇筑厚度的水化热温升差异、地表环境温度对混凝土水化热温升影响;结合工程实例,利用有限元软件COMSOL模拟反演桩身半径,并将数值模拟结果与机械支臂实际测孔结果进行对比,验证了基于DTS的灌注桩成孔质量检测技术的可行性。论文成果总结如下:（1）介绍了可用于灌注桩成孔质量检测的温度感测光缆结构特点及布设方法,给出了灌注桩成孔质量光纤检测的步骤,提出了基于水泥水化热温升的混凝土浇筑厚度的FEM反分析计算方法。（2）开展了恒定环境温度下混凝土浇筑缺陷检测可行性试验,利用DTS对不同埋深光缆的温度变化过程进行了监测。DTS测得的混凝土水化热温度变化过程与理论上水泥水化放热过程一致,验证了DTS用于监测混凝土水化放热过程的可行性。混凝土浇筑后的水化热升温阶段,温升值、温升速率和温升-时间曲线的拟合直线斜率值会随着浇筑厚度的增大而增大,验证了利用混凝土水化热温升判断浇筑缺陷的可行性。（3）开展了室外灌注桩缺陷检测模型试验,探究了地表环境温度对混凝土水化热温升的影响。混凝土浇筑后的水化热升温阶段,混凝土中部水化热温升整体高于顶部和底部,混凝土水化热温升值和温升速率会随着浇筑厚度的增大而增大;混凝土埋深越大,温升-时间曲线的拟合直线斜率越小。（4）结合苏州工业园区总部基地一灌注桩的成孔质量检测,利用DTS获得了浇筑混凝土后桩身温度变化数据,并通过FEM反分析获得了试桩的桩身半径,FEM反分析的桩径结果与机械支臂测孔结果表现出很好的一致性,验证了基于DTS的灌注桩成孔质量检测的可行性;与粘土层相比,砂土层或砂土和粘土的交界面附近的孔壁容易产生坍塌、掉块,导致桩身出现扩径现象。
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