[发明专利]一种劲性复合桩承载力测试的试验装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种劲性复合桩承载力测试的试验装置及其使用方法，属于基础工程中试验技术领域，包括垫环、垫块、高强内芯、水泥土外芯、压力机、位移计、数据存储系统、数据线；所述位移计通过数据线与数据存储系统连接，所述压力机通过数据线与数据存储系统连接；使用方法为：选取压力机；检查数据线的连接情况；依次放置垫环、劲性复合桩、垫块；安装位移计；开启压力机，并记录数据；劲性复合桩破坏，关闭压力机。本发明在室内试验的条件下，极大程度上模拟了复合桩的现场情况，并且在前人研究的基础上分析复合桩的受力方式，针对性的采用加载方式，研究出复合桩的破坏模式，为劲性复合桩的理论提供数据支撑。

技术领域

本发明属于基础工程中试验技术领域，具体涉及到一种劲性复合桩承载力测试的试验装置及其使用方法。

背景技术

劲性复合桩是在水泥土搅拌桩初凝前将芯桩插入其中，形成共同受力的一种新的复合桩型。因此，内芯和外芯，外芯和桩周土体之间必然产生桩侧摩擦阻力，而衡量桩侧摩擦阻力主要靠侧阻力特征值，单位桩体所能承受的极限荷载力也就是最大静载试验压力除以安全系数2.0，得出的标准值。现有较常用的桩身侧阻力试验测试技术较传统，常规的方法桩身侧阻力试验方法分为两种。

一种是现场工程桩荷载试验方法是在桩身预埋置钢筋应力计，在桩顶加载竖向荷载或者水平荷载，测量桩身的轴向应力，桩顶变形和加载荷载，经过计算和分析间接得到桩身的侧阻力。此种方法最明显的缺陷是，通过桩身轴力与桩顶荷载的作差和分析得到桩身侧阻力，而不能直接测量桩土接触面的桩身侧阻力，计算中的假设会导致分析结果与实际桩身侧阻力发挥规律的误差，不能真实反映桩身侧阻力的作用规律。

另一种桩身侧阻力的测试方法是实验室内进行桩土接触面的直剪试验，这种方法可以较准确，精准的进行实验测试并监测侧阻力的变化，但是由于实验室内的桩土接触面与工程现场不符，实验结论存在误差。

因此，对现有试验方法的改进设计是十分必要的，否则势必会限制劲性复合桩的理论发展。基于此，本发明提出了一种劲性复合桩承载力测试的试验装置及其使用方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种劲性复合桩承载力测试的试验装置及其使用方法，克服了现有技术的不足。在室内试验的条件下，极大程度上模拟了复合桩的现场情况，并且在前人研究的基础上分析复合桩的受力方式，针对性的采用加载方式，研究出复合桩的破坏模式，为劲性复合桩的理论提供数据支撑。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种劲性复合桩承载力测试的试验装置，其特征在于：包括垫环、垫块、高强内芯、水泥土外芯、模拟土层、压力机、位移计、数据存储系统、数据线；所述位移计通过数据线与数据存储系统连接，所述压力机通过数据线与数据存储系统连接；

所述压力机包括加载系统、压力机支架，其中压力机支架包括支架底板和上部支撑框架，支架底板为圆形结构，支架底板的材质为铸铁，洛氏硬度为50-60HRC，上部支撑框架为高硬度合金材质，抗弯强度大于300kN/mm²；

所述模拟土层的直径应大于或等于水泥土外芯直径的3倍，模拟土层的种类应选择层状的软土或中硬土，模拟土层的标准贯入试验击数N值不超过80。

优选地，所述垫环的材质为铸铁，洛氏硬度为40-50HRC，垫环的外径大于或等于模拟土层的直径，垫环的内径大于或等于高强内芯的直径，且垫环的内径大于高强内芯的直径的部分不超过水泥土外芯直径与高强内芯直径之差的一半，垫环的高度为5-10cm。

优选地，所述垫块的材质为铸铁，洛氏硬度为40-50HRC，垫块的直径小于或等于高强内芯直径，且垫块的直径小于高强内芯直径的部分不超过高强内芯直径的八分之一，垫块的高度为5-10cm。

优选地，所述高强内芯的材质为混凝土，且混凝土强度等级不小于C50。