混凝土应力计容易被想当然:既然埋进混凝土里,混凝土一凝固仪器自然就被紧紧压住,还愁测不到应力?说明书先把这条堵死了——安装不当,凝固后应力计很可能脱空卸载,测值从此不随荷载变化,且一旦形成就纠正不了。

根源在凝固过程本身。VWE-S型振弦式混凝土应力计由背板和感应板组成,测的是压应力,要求受力轴线垂直于感应板。新浇混凝土凝固时有沉降和体积变化,感应板若只是简单放上去,两者之间就会离出一道缝,或被析出的水膜隔开。缝一旦形成,后续荷载全由混凝土自己承担,感应板感受不到,仪器名义上在工作、实际已脱离受力体系。所以说明书的要求很直接:感应板与混凝土必须完全接触,并施加有预应力。
看懂这个前提,几种埋设方法的门道就清楚了——做法看着差别很大,其实都在解决同一件事:怎么让感应板在凝固全过程中始终被压住。最常规的是基面法。混凝土浇筑高出设计埋设高程300毫米时,在观测点开挖400毫米见方、深约300毫米的坑,剔除大骨料后坑底做基面,用稠度高水泥砂浆找平,中心放一撮不含骨料的砂浆。把应力计放上去边挤压边旋转,把析水尽量挤出。关键一步在这里:用钢筋做三角架压在应力计背板上,架上放一块大于10公斤的混凝土块,让应力计全程受压。测读确认正常后才回填,凝固后仍受压再移出压重块。
浇筑完成后再补埋有两种办法。预埋模盒法要事先做略大于仪器的锥形木框,浇到高程下约300毫米时放入,拆去模盒后浇筑层内留下锥形空腔;凿毛后底面铺6毫米厚砂浆垫层,把应力计往复旋转压入,让砂浆从底部四周挤出,底部砂浆厚度控制在3毫米以上,同样要放三角架和压重块。开凿坑槽法则按仪器直径的1.1倍开槽,用砂浆铺底抹平四周,可水平、垂直或倾斜安装。
还有两种思路。一是绕开现场凝固:埋设前48小时以上先做混凝土试块,把应力计预埋在试块里,成型后整体埋入现场回填,试块里可同时埋多支仪器测不同方向应力。二是隧道顶部,在岩石面钻孔装膨胀螺栓,表面用砂浆抹平,感应膜朝岩石就位,背面压上安装支架拧紧螺栓,使感应膜与砂浆充分接触不留空隙,并让仪器受力在量程五分之一左右。
不管用哪种方法,验收标准是同一条:用读数仪测读,读数大于埋设前的自由状态才算正常。应力计埋下去就取不出来,这一关把住,后面几年的数据才靠得住。
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