[发明专利]预应力管桩桩端承载力测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种预应力管桩桩端承载力测试装置及方法，属于测试设备领域。通过内有中空通道的锥形桩靴来实现空心预应力管桩桩端土的加固；通过桩端承载力测试装置来实现预应力管桩桩端承载力的定量估计，从而更精确掌握施工完成后的预应力管桩的承载力特性。该方法原理简单可靠，操作简便，适用工况广泛，受现场施工条件影响较小。

技术领域

本发明属于测试设备领域，具体涉及一种用于预应力管桩桩端承载力测试装置及方法。

背景技术

桩基工程作为工程建设中的一项重要环节，对整个工程的质量与经济效益都有着举足轻重的影响。在桩基工程中，预应力管桩具有质量稳定可靠、桩身混凝土强度高、耐锤打性好、施工周期短、对环境影响小、单位承载力造价低等优点，近几年已被广泛应用于建筑物和构筑物的基础工程中。

但预应力管桩在实际工程施工过程由于施工方法不当，容易出现质量隐患，往往达不到所需要的效果，大量实践资料表明，施工完成后预应力管桩其桩侧摩阻力一般能够满足设计要求，但桩端阻力由于预应力管桩的上浮等原因容易出现比设计值偏低的情况，从而影响预应力管桩的安全正常使用。因此，开发一种能够直接测试施工完成后的预应力管桩桩端承载力的装置和方法对于保证基础的安全使用尤为重要。

发明内容

考虑到施工完成后的预应力管桩其桩端承载力值容易出现偏低的情况，从而使得预应力管桩的承载力不满足设计要求，因此需要尽可能的对桩端土进行加固，并发明一套用于预应力管桩桩端承载力测试的装置和方法对其进行检验，以保证桩基的施工质量。

解决具体技术问题采用的技术方案是：

预应力管桩桩端承载力测试装置，其包括预应力管桩桩身、锥形桩靴和内置承载力测试装置，锥形桩靴分为嵌入部分和锥体部分，嵌入部分嵌于预应力管桩桩身底部使两者连接为一体；所述的内置承载力测试装置包括由流体驱动胀缩的膨胀囊和由流体驱动的千斤顶，膨胀囊以及千斤顶放置于预应力管桩桩身内部，且千斤顶顶于膨胀囊和锥形桩靴的嵌入部分之间；膨胀囊的囊腔以及千斤顶的流体入口分别通过管道连接至预应力管桩桩顶；所述膨胀囊在膨胀后能够与预应力管桩桩身内腔形成用于为千斤顶提供反向推力的过盈配合。

作为优选，锥形桩靴中开设连通所述嵌入部分顶面以及侧面底部的中空通道，用于通过通道进行桩底注浆。

作为优选，所述的流体为气体和/或液体。

作为优选，所述的膨胀囊由位于中心的硬质柱体以及包裹于硬质柱体周向的囊体组成，所述的硬质柱体用于为千斤顶提供着力点。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述预应力管桩桩端承载力测试装置的桩端承载力测试方法，其步骤如下：

步骤1、在预应力管桩沉桩之前，将锥形桩靴的嵌入部分插装至桩端，而后将组装完成的预应力管桩沉入预定位置，然后根据设计及施工要求，通过锥形桩靴上预留的中空通道进行桩端土注浆加固的施工操作；

步骤2、将内置承载力测试装置放入桩身空间内预定位置，而后通过与膨胀囊相连的管道向膨胀囊内注入流体，使其膨胀并压紧于预应力管桩桩身内侧，从而实现装置的固定；而后通过与千斤顶相连的管道向千斤顶内注入流体，使其施加压力于锥形桩靴并传递至桩端土中，从而得出桩端土的P-S曲线，由此得到预应力管桩的桩端承载力大小；

步骤3、测试完成后，通过管道将膨胀囊和千斤顶中的流体进行释放，并将整个装置从预应力管桩桩身内取出，以待进行下一组测试。

本发明的有益效果如下：

1.本发明的预应力管桩桩端承载力测试装置和方法，可用于对施工完成后的预应力管桩的桩端承载力进行快速测试，而无需其他大型机械设备的辅助；

2.在预应力管桩桩端安装带有中空通道的锥形桩靴，可以在通过桩底注浆来实现对桩端土的加固，可在一定程度上提高桩端承载力；