本发明涉及灌注桩施工领域，特别涉及一种用于埋设灌注桩桩侧土压力盒的装置及方法。
背景技术：
1、钢筋混凝土灌注桩是基坑与边坡支护中常采用排桩的一种桩型，钢筋混凝土灌注桩桩侧土压力大小及分布对确保基坑与边坡支护结构的安全性与控制周边环境变形起重要作用。灌注桩桩侧土压力的大小一般是通过室内试验指标采用库伦和朗肯理论公式计算得出，其计算结果是基于不同假设和简化。但由于受岩土的复杂性、支护体系刚度不均匀、开挖工况等多重因素的综合影响，将会引起灌注桩桩侧土压力的重新分布，实际灌注桩桩侧土压力大小及分布与理论设计的计算结果仍有较大的差异，因此，研究灌注桩桩侧土压力大小及分布规律对优化设计、提高设计水平具有重要意义。
2、灌注桩桩侧土压力测试是基坑与边坡监测的重要内容之一。土压力测试一般采用振弦式土压力盒进行观测，土应力盒计由背板、感应板、信号传输电缆组成。土压力测试工作原理是：当土方开挖时，土体应力产生变化，土压力盒感应板同步受力并产生变形，变形引起振弦震动频率变化，通过测试频率型号测得压力值。
3、目前，灌注桩桩侧桩侧土压力埋设方法常采用“钻孔预埋法”或将土压力盒直接绑扎于灌注桩中的钢筋笼外侧，土压力盒与钢筋笼一起浇筑于桩体中(简称为“捆绑法”，下文均以捆绑法来表示该方法)，但上述埋设方法分别存在以下问题：“钻孔预埋法”是通过在灌注桩迎土侧钻孔，钻至设计深度后埋深土压力盒，后回填砂土/粘土，土压力盒埋深较浅情况下，尚可通过一定手段压实填土，确保压力盒与土体紧密接触，但对于埋深较深的土压力盒，无法保证土压力盒与灌注桩侧壁或原状土体紧密接触，土压力盒与灌注桩或原状土之间存在孔隙，实测结果与实际往往差别很大，难以反映真实土压力情况；“捆绑法”是将土压力盒直接绑扎于灌注桩中的钢筋笼外侧，混凝土浇筑时，土压力盒无法分离至桩身外侧，土压力盒容易被混凝土包裹成为桩身的一部分，此时的桩侧土压力无法传递至土压力盒，且水泥浆液容易进入到压力盒中的感应板，影响测试数据的准确性甚至导致失效，此种土压力盒埋设方法的存活率极低。
4、因此，如何实现土压力盒与土体紧密贴合(无空隙)是确保准确测量土压力的关键技术所在。针对上述问题，不断有学者提出新的方法，例如公开号为cn112431183a的中国发明专利，该现有专利公开了一种桩侧壁安装土压力盒的方法，文中指出将土压力盒用防水胶粘贴在防水帆布袋上，这种粘贴方式可能存在不牢固，由于钢筋笼在吊装过程中不可避免存在摇晃，下钢筋笼过程中钢筋笼易与孔壁发生碰撞，都容易导致土压力盒掉落；另外，该现有专利中指出，将定位筋与钢筋笼主筋焊接于止浆袋的两侧，将粘贴有土压力盒的防水帆布按照直径略大于两倍灌注桩钢筋保护层厚度缠绕在高压注浆软管的出浆孔部位，两端缠棉花绑扎牢固，通过设置有出浆孔的高压注浆软管对止浆袋注浆以推动土压力盒与孔壁贴合，经估算按此方法埋设一个土压力的成果费用约为1万元，该方法存在工艺复杂、操作过程繁琐、造价成本高等不足；同时，该方法通过观察压力表读数，控制注浆压力为土压力盒量程的25％左右，即认为注浆饱满，土压力盒与孔壁紧密贴合，该判断方法的准确性值得商榷。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于埋设灌注桩桩侧土压力盒的装置及方法，用一种简单快捷、成本低的方式使土压力盒与土体紧密贴合，提高土压力盒埋设后的存活率和监测精度。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
3、一种用于埋设灌注桩桩侧土压力盒的装置，包括表面防水布、背面防水布、土压力盒和绑扎带，所述表面防水布包裹所述土压力盒的一面后，缝制在所述背面防水布的中间区域，所述背面防水布用所述绑扎带固定在钢筋笼外侧壁上，所述土压力盒的感应板朝向灌注桩开孔土体侧，所述背面防水布固定在钢筋笼上后的松弛余量大于钢筋笼到灌注桩开孔内壁的距离。
4、本发明的有益效果在于：用表面防水布和背面防水布将土压力盒包裹起来，背面防水布用绑扎带固定在钢筋笼上后仍有松弛余量，该松弛余量能使土压力盒在混凝土灌装时接触到灌注桩开孔土体侧壁，从而能使混凝土灌装后土压力盒与土体紧密贴合，提高土压力盒埋设后的存活率和监测精度，且该装置结构简单、成本低，经测算，安装一个土压力盒的成本约为50元。
5、用于埋设灌注桩桩侧土压力盒装置的方法，所述方法为：
6、s1表面防水布包裹土压力盒的一面后，缝制在背面防水布的中间区域；
7、s2将土压力盒的背面朝向钢筋笼，将背面防水布用绑扎带固定在水平放置的钢筋笼外侧，所述背面防水布固定在钢筋笼上后的松弛余量大于钢筋笼到灌注桩开孔内壁的距离；
8、s3将钢筋笼竖直吊装至灌注桩开孔内；
9、s4向钢筋笼内部灌装混凝土，钢筋笼内部混凝土向钢筋笼外部溢流后，推着方向防水布向灌注桩开孔土体侧移动，直至将土压力盒的感应板推至与灌注桩开孔侧壁接触。
10、本发明的有益效果在于：背面防水布与表面防水布配合防止土压力盒接触到混凝土，背面防水布固定在钢筋笼后的松弛余量，使土压力盒能被从钢筋笼内部溢流出的混凝土推至接触到灌注桩开孔土体侧壁，从而能使混凝土灌装后土压力盒与土体紧密贴合，提高土压力盒埋设后的存活率和监测精度，且该方法结构简单、成本低，易于操作。
1.一种用于埋设灌注桩桩侧土压力盒的装置，其特征在于，包括表面防水布(2)、背面防水布(1)、土压力盒和绑扎带，所述表面防水布(2)包裹所述土压力盒的一面后，缝制在所述背面防水布(1)的中间区域，所述背面防水布(1)用所述绑扎带固定在钢筋笼外侧壁上，所述土压力盒的感应板朝向灌注桩开孔土体侧，所述背面防水布(1)固定在钢筋笼上后的松弛余量大于钢筋笼到灌注桩开孔内壁的距离。
2.根据权利要求1所述的用于埋设灌注桩桩侧土压力盒的装置，其特征在于，所述表面防水布(2)和背面防水布(1)的材料为尼龙布、牛津布或者无纺土工布。
3.根据权利要求1所述的用于埋设灌注桩桩侧土压力盒的装置，其特征在于，所述表面防水布(2)的形状为圆形、方形或者多边形，所述背面防水布(1)的形状为矩形或者方形。
4.根据权利要求1所述的用于埋设灌注桩桩侧土压力盒的装置，其特征在于，所述土压力盒包括土压力盒体(3)和土压力盒导线(4)，所述土压力盒体(3)位于所述表面防水布(2)和背面防水布(1)之间，所述土压力盒导线(4)顺着钢筋笼的竖向钢筋向上延伸，并用所述绑扎带固定在钢筋笼的竖向钢筋上。
5.根据权利要求1所述的用于埋设灌注桩桩侧土压力盒的装置，其特征在于，所述绑扎带为扎带、细钢丝或者细绳。
6.根据权利要求1所述的用于埋设灌注桩桩侧土压力盒的装置，其特征在于，所述背面防水布(1)的边长为40～80厘米。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的用于埋设灌注桩桩侧土压力盒装置的方法，其特征在于，所述方法为：
8.根据权利要求7所述的用于埋设灌注桩桩侧土压力盒装置的方法，其特征在于，步骤s1具体为：
9.根据权利要求8所述的用于埋设灌注桩桩侧土压力盒装置的方法，其特征在于，步骤s11中具体为：将土压力盒的背面朝向背面防水布(1)，将土压力盒放在背面防水布(1)的中间区域。
10.根据权利要求7所述的用于埋设灌注桩桩侧土压力盒装置的方法，其特征在于，步骤s2具体为：
