钢管桩基础在土木工程领域运用广泛,近年来常用于近海风机基础。海上钢管桩在打桩静载运行期内均会受到多方面因素影响,其受力与变形状态复杂且直接影响上部结构的施工与运行安全,因此海上钢管桩的质量监测是桩基工程中重要的监测内容之一。传统桩基内力监测方式以点式监测为主,不适用于海上钢管桩。随着光纤感测技术在工程领域的不断发展,为海上钢管桩基础的监测提供了新的监测手段。目前在海上钢管桩质量监测中应用较为广泛的准分布式光纤感测技术与全分布式光纤感测技术仍存在一定的局限。近年来,弱光栅光纤传感技术凭借其远距离、多测点、成本低、即时监测、铺设简便等优点,开始应用于实际工程中。本文基于弱光栅技术,以海上钢管桩的变形监测为研究内容,采用理论分析、室内试验及实际工程相结合的方法进行研究。首先通过应变系数确定、回弹试验、弹性模量试验、长期稳定性试验等方面进行弱光栅标定试验。其次通过室内钢梁弯曲变形试验研究弱光栅在钢梁上的应变和挠度的变化并进行对比分析验证弱光栅的准确性。最后将其应用到实际工程中通过静载荷试验来验证弱光栅的可行性,并对钢管桩的承载能力进行分析研究。本文所完成的主要工作和取得的主要成果包括:（1）阐述了课题的研究背景、传统桩基检测技术的研究现状以及桩基传感技术的现状,对弱反射布拉格光栅技术原理及设备进行介绍。（2）进行弱光栅感测光缆性能评估研究。对不同弱光栅感测光缆进行拉伸试验,结果表明当应变系数取845με/nm时,弱光栅感测光缆的相对误差均不超过5%。对于不同封装方式的弱光栅感测光缆进行回弹性能测试时,回弹量与实测值之间的相对误差逐渐减小至10%以内。对不同的弱光栅感测光缆进行弹性模量试验中发现光缆的弹性模量均不超过400N/mm~2远小于钢材的弹性模量,极易与钢结构变形协调。在长期稳定性试验中对弱光栅光缆进行11h的稳定性检测,其应变差值在±5με以内,有较好的稳定性。（3）通过室内模型试验,进行钢梁弯曲变形试验研究。设计钢梁变形试验,在梁上下翼缘对称布设两种不同封装方式的弱光栅感测光缆各两根以及一根分布式应变感测光缆进行对比分析。通过应变分析可得J型光缆的应变相对误差平均值为5.0%而K型光缆的应变相对误差平均值为8.6%,由此可得封装方式对应变监测结果影响不大。分别用共轭梁法、二次积分法计算构件的挠度值并与千分表进行对比,结果表明两种方式所计算得出的钢梁变形与实测值误差均能保持在10%以内,从而验证弱光栅应用于钢材变形的可行性。（4）弱光栅感测光缆海上钢管桩监测。进行大型钢管桩承载力研究,通过静载荷试验,观测弱光栅波长变化并进一步计算钢管桩桩身的内力变化。通过水平静载荷试验可知,桩深应变先随着桩深增加而增加至埋深25m后应变随桩深增加而减小直至埋深40m后桩身不再受水平推力影响并通过弱光栅计算挠度与位移计实测值对比可得两者平均误差仅为16mm,相对误差在5.8%。通过竖向静载荷试验可计算出在埋深40m处应变有明显变化这与实际钢管板厚的变化相符,桩端阻力与侧摩阻力的变化可得此桩为端承摩擦桩。并由此得出桩顶沉降量与桩身压缩量和桩端沉降量的实际变化情况。从实际工程中进一步验证弱光栅感测光缆在实际工程中的可行性。