[发明专利]测力管桩

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程中桩基质量检测技术领域，具体涉及一种基于自平衡测试原理能够测量桩身受力的管桩。

背景技术

随着高层建筑的兴起，静载试验所测承载力吨位也越来越大，然而传统的测试方法中使用的反力装置很笨重，费时费力，成本也很高。近年来尽管有各种动测方法，也需大量的动静资料对比才能提高其精度。

近年来桩底加载法也比较常用，其最大特点是桩底加载，并能直接测得桩侧阻力和桩端阻力，且试验装置简单，不需锚桩及反力架，不占用施工场地，费用相对较低(可比传统方法节约25％～75％)。

桩底加载法的装置主要由一个特制的液压千斤顶式荷载箱。荷载箱可根据不同的试验桩型对其进行特别设计和制作。打入桩将荷载箱随桩打入桩底，灌注桩则将其与钢筋笼焊接后沉入桩孔。因此，荷载箱属于一次性投入器件。荷载箱主要由活塞、顶盖、箱壁三部分组成，并有输压管、芯棒伸出桩顶。在桩顶安置有千分表用于观察活塞向下的位移及顶盖向上的位移。试验时，输压管对桩底荷载箱内腔进行加压，活塞的顶盖被慢慢推开，此时向下的桩侧阻力和向上的桩端阻力发挥作用，互为反力，直至两者之一发生破坏。测得的荷载与位移关系可同时画出“桩侧阻力与位移关系图”和“桩端阻力与位移关系图”。桩底加载法是根据所测的向下桩侧阻力与向上桩端阻力迭加而确定单桩承载力的。试验时，荷载箱内腔向上的压力必等于向下的压力，与传统试桩法相比，它所得破坏荷载(包括桩身自重)至少是桩底加载法所测得破坏荷载的2倍。因此若以桩底加载法产生的破坏荷载作为桩的工作荷载，则桩至少具有大于2的抗压安全系数。

但是由于位移杆裸露在外面容易受到外力而损坏或影响其测量精度。下位移基杆和下位移杆需要在现场安装施工，使用起来比较麻烦。此外，油缸外壁需要焊接引起变形，影响油缸与活塞的相对运动及测量精度。因此，提高测量精度，减少施工难度成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明的目的是提供一种测力管桩，可以在预制车间内将荷载装置、位移测量杆以及油管装配好，使得在施工现场无需进行繁杂的焊接等工作即可以进行测量。

为了达到上述目的，本发明采用的技术手段是：一种测力管桩，包括圆筒形砼管桩、锥形桩尖及荷载装置，所述管桩包括上管桩100、下管桩300以及连接该上管桩100、下管桩300或者锥形桩尖310的荷载装置200，位于上管桩100和下管桩300之间的荷载装置200包括顶板201、底板202及位于顶板201和底板202之间的支架210，在所述支架210的内圆环中动配合安装油缸220；油缸220的顶部设置有进油口，进油口通过输油管106与地面泵站连接，油缸内部设置有活塞230；支架210的内环圈213外侧设置有下位移基杆204，上管桩100的砼环圈中预埋护管103，活动套插在护管103中的下位移杆104的下端与下位移基杆204连接，下位移杆104的上端与位于地面的下位移传感器平台123连接，所述下位移传感器传感器平台123上安装有下位移传感器124。所述上管桩100、下管桩300、荷载装置的顶板201和底板202以及支架210的外圆直径都相等；上管桩100通过上定位柱205与顶板201定位后焊接成一体，下管桩300通过下定位柱206与底板202定位后焊接成一体；所述上管桩100、下管桩300、顶板201、底板202、支架210和油缸220的中心线都与管桩中轴O-O重合。所述下位移基杆204、护管103和活动套插在护管103中并与下位移基杆204连接的下位移杆104为两个，并都对称于管桩中轴O-O；护管103两端配焊接杆上腔102和接杆下腔108；下位移基杆204下端用螺纹与底板202牢固连接，下位移基杆204上端用下插销119在接杆下腔108内与下位移杆104下端连接；下位移杆104上端用上插销122在接杆上腔102内与下位移传感器平台123连接，下位移传感器平台123与下位移传感器124连接。所述油缸的高度小于支架210的高度。所述支架210包括内环圈213、与内环圈213顶端焊接为一体的上环圈211、与内环圈213底端焊接为一体的下环圈212以及与上环圈211、下环圈212和内环圈213外圆柱面焊接为一体的径向均匀分布的竖立肋板214。所述上环圈211与荷载装置顶板201采用第一螺栓207固定并牢固焊接；所述下环圈212与荷载装置底板202通过第二螺栓208固定并在接缝K处点焊连接。所述径向均匀分布的竖立肋板214为偶数块，将上环圈211、下环圈212和内环圈213的外圆柱面围成的空间分隔为偶数个扇形区；在一组不相邻的扇形区内，弧形侧板215与两块相邻的竖立肋板214、上环圈211及下环圈212的外圆弧配合焊接为一体；在另一组不相邻的扇形区内，两个下位移基杆204对称于管桩中轴O-O安装在这组扇形区内；平行并位于上环圈211和下环圈212正中间的扇形隔板216与两块相邻的竖立肋板214及内环圈213外圆柱面焊接为一体，支架210与顶板201或底板202连接的第一螺栓207或第二螺栓208位于该组扇形区内。所述竖立肋板214为6、8、10或者12块。所述油管106是无缝钢管或者橡胶油管。