[发明专利]双伞式预应力管桩分段静荷载试验方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种双伞式预应力管桩分段静荷载试验方法及装置。

背景技术

静载荷试验是指按桩的使用功能，分别在桩顶逐级施加轴向压力、轴向上拔力或在桩基承台底面标高一致处施加水平力，观测桩的相应检测点随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，根据荷载与位移的关系（即                                               曲线）判定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。桩基静载荷试验是目前检验桩基承载力各种方法中使用最广且被公认为试验结果最准确、最可靠的方法。

常用的桩基静载荷测试方法有三种：堆载法、锚桩法和自平衡法。

堆载法是单桩竖向静载试验提供反力的一种方式，即通过以试桩为中心搭设试验平台，码放砂袋、混凝土配重、钢锭等，通过千斤顶加压，给试桩提供竖向压力，从而检验试桩的承载力是否满足设计要求的方法。它适合不同荷载量试验，但是试验成本较高，而且由于试验结束后要放水，对试验场地的环境影响比较大。

锚桩法是通过千斤顶、横梁连接锚桩，将锚桩的上拔力反作用于试桩的测桩法。它安装比较快捷，特别对大吨位试桩，节约成本明显，但是锚桩在试验过程中受到上拔力的作用，其桩间土的扰动会影响到试桩。

自平衡法把试桩分成上下两端，是利用上段桩侧阻和下段桩侧阻与端阻的自相平衡的一种测桩法。它避免了庞大的反力装置，装置较为简单，但是荷载箱平衡点位置遇到预估，且荷载箱上部测读的是负摩擦力，与实际情况不同。

发明内容

为了克服现有静载荷试验后试桩成的试验成本过高，以及每次试验都要重新搭建试验平台，还有只能测得桩基承载力（即使是自平衡法，也只能测得试桩的两段的侧阻系数、桩的侧阻、桩端承力）。结合预应力管桩的构造特点，本文提出一种双伞式预应力管桩分段静荷载试验方法及装置。通过双伞式撑架分段给预应力管桩施加荷载，装置本身能够移动，可以分段直接测出桩基的摩阻力，用完之后能够回收再利用，试桩本身也没有破坏，从而能够再利用。结合本文提出的试验方法，整个试验便于实施。相对传统的静荷载方法，整个试验的成本也大大减少。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

双伞式预应力管桩分段静荷载试验装置，包括静荷载装置一、静荷载装置二、静荷载装置三，静荷载装置一包括一个千斤顶、设置在千斤顶上下两端的伞状撑架、控制伞状撑架开合的滑块；千斤顶上下两端分别焊接有钢管，通过钢管安装着一个伞状撑架；伞状撑架由四个互相呈90度分布的铰接支架组成；其中一根支架与千斤顶铰接，另一根支架与钢管上的滑块铰接，同时这两根支架又相互铰接；滑块与钢管组成的液压缸可以收缩伸张，从而带动滑块上下滑动进而控制伞状撑架的张合；千斤顶液压管与千斤顶上的进压油嘴连接；

静荷载装置二是在静荷载装置一的基础上增加一个伞状撑架，同时将静荷载装置一中的千斤顶替换为穿心式千斤顶，即静荷载装置二包括穿心式千斤顶、设置在穿心式千斤顶顶端、底端以及拉杆末端的伞状撑架、控制伞状撑架开合的滑块；滑块和钢管组成液压缸；

静荷载装置三包括穿心式千斤顶、设置在穿心式千斤顶底端承脚的伞状撑架、控制伞状撑架开合的滑块；穿心式千斤顶顶端设置有工具锚，穿心式千斤顶的底端拉杆连接着伞状撑架；

所述的静荷载装置一、静荷载装置二、静荷载装置三上的所有伞状撑架最初都是闭合的。

双伞式预应力管桩分段静荷载试验方法，具体包括如下步骤：

步骤1、将静荷载装置一通过钢管放到第N-1节预应力管桩和第N节预应力管桩的连接处，此时荷载加载装置中的伞状撑架是闭合的；

步骤2、对液压缸加压，液压缸伸张从而推动滑块从而带动伞状撑架张开；

步骤3、接着通过千斤顶液压管给千斤顶加压使得千斤顶伸张，从而使上下两个伞状撑架分别撑着第N-1节预应力管桩的底部和第N节预应力管桩的顶部；千斤顶下方的伞状撑架通过与第N节预应力管桩的顶面接触给第N节预应力管桩向下的静载荷力，同时千斤顶上方的伞状撑架与第N-1节预应力管桩的底面接触从而提供静载荷反力，这个静载荷反力来源于第一节预应力管桩、第二节预应力管桩……第N-1节预应力管桩与桩侧土的侧摩阻力；第N节预应力管桩的桩顶位移由连接在桩顶的位移杆测得，从而得到第N节预应力管桩桩顶荷载位移关系；

步骤4、重复步骤1-步骤3，对第N-1节预应力管桩进行试验；试验时，只需把荷载加载装置提升到第N-2节预应力管桩和第N-1节预应力管桩的连接处；以此类推，对第二节预应力管桩以下的管桩均用此方法进行试验；