[发明专利]一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测系统及方法

摘要

本发明公开了一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测系统及方法，它解决了现有技术中无法实现综合检测的问题，具有解决实现试验桩基工作机理监测、桩基相互作用影响监测和桩基施工工艺检测分析的有益效果，其方案如下：一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测系统，包括设于土层的若干试验桩，试验桩内部设置桩身位移测试管；用于获取土样的岩土勘察孔，设于每一试验桩侧面；土压力计，设于每一试验桩底部以测得桩端阻力；桩顶沉降测量部件，设于每一试验桩顶部土层桩顶沉降观测点处；桩端沉降测量部件，设于每一试验桩端部桩底土层沉降观测点处。 1

主权项

1.一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测系统，其特征在于，包括：

设于土层的若干试验桩，试验桩内部设置桩身位移测试管；

用于获取土样的岩土勘察孔，设于每一试验桩侧面；

土压力计，设于每一试验桩底部以测得桩端阻力；

桩顶沉降测量部件，设于每一试验桩顶部土层桩顶沉降观测点处；

桩端沉降测量部件，设于每一试验桩端部桩底土层沉降观测点处。

2.根据权利要求1所述的一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测系统，其特征在于，所述试验桩包括至少两种抗压桩和至少两种抗拔锚桩。

3.根据权利要求1所述的一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测系统，其特征在于，还包括地表沉降测量部件地表沉降测量部件与土体分层沉降测量部件，地表沉降测量部件包括地表钢筋，地表钢筋底部与土层固定，地表钢筋与测量设备配合以获得地表沉降位移。

4.根据权利要求1所述的一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测系统，其特征在于，所述试验桩为现场浇筑桩，试验桩包括钢筋笼，在钢筋笼设置钢筋应力计；

或者，所述钢筋笼由钢筋围绕设置而成，在钢筋笼中部分钢筋设置所述的钢筋应力计，钢筋应力计两侧通过套管与钢筋连接。

5.根据权利要求1所述的一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测系统，其特征在于，所述桩顶沉降测量部件为桩顶钢筋，桩顶钢筋位于试验桩桩顶土层中央，桩顶钢筋与测量设备配合；

或者，所述桩端沉降测量部件为桩端钢筋，桩端钢筋与测量设备配合桩端钢筋位于桩身位移测量管内部，桩端钢筋底部设于试验桩桩底土层。

6.一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)选择试验场地并确定试验桩的桩型和桩基承载力大小；

2)制作试验桩，并将试验桩置于试验场地；

3)对试验桩进行桩基承载力试验，同时进行试验数据监测；

4)对试验桩桩基工作机理进行监测，以获得桩身轴力、侧摩阻力、端阻力、桩顶位移和桩端位移监测；

5)对试验桩相互作用影响进行监测；

6)对试验桩桩基施工工艺进行检测分析。

7.根据权利要求6所述的一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测方法，其特征在于，所述步骤1)中根据土层分布、物理特性、力学参数确定桩基承载力大小；

或者，所述步骤3)中桩基承载力试验的具体方法如下：

3‑1)对各试验桩中的抗压桩逐级进行加载，完成抗压破坏性试验；

3‑2)对各试验桩中的抗拔锚桩进行拉拔试验，完成破坏性实验；

或者，所述步骤3)、步骤4)和步骤5)可同时进行。

8.根据权利要求6所述的一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测方法，其特征在于，所述步骤4)中对试验桩桩基工作机理进行监测的具体方法如下：

4‑1)桩身轴力和侧摩阻力监测：通过试验桩钢筋笼的钢筋应力计进行确定，钢筋应力计所得的测量数据即为桩中该桩段钢筋的轴力，可通过数据计算算得该处桩身轴力，通过对比相邻两个钢筋应力计处的轴力，可计算出该段侧摩阻力值；

4‑2)桩端阻力监测：通过在试验桩钢筋笼底部安装的土压力计，进而测得桩端阻力；

4‑3)桩顶位移监测：通过桩顶钢筋，用测量设备测量桩顶钢筋的高度变化可直接测出桩顶位移；

4‑4)桩端位移监测：桩端钢筋位于桩身位移测试管内，端部延伸至桩端。

9.根据权利要求6所述的一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测方法，其特征在于，所述步骤5)中对试验桩相互作用影响进行监测的具体方法如下：

5‑1)单桩影响半径试验：根据距离受荷单桩不同位置处设置的地表沉降观测点和土体分层沉降测量部件，获得距离受荷单桩不同位置处地表土的沉降和不同深度处桩周土的位移，揭示距离单桩不同位置和不同深度处桩‑土体系的变形机理，获得受荷单桩的影响半径；将受荷单桩影响半径实测值和理论计算值进行比较，获得受荷单桩影响半径的合理修正值；

5‑2)基桩遮拦效应试验：在受荷单桩一侧设置一桩身布设钢筋应力计的非受荷单桩，并在距离受荷单桩不同位置处设置地表沉降观测点和土体分层沉降测量部件，获得非受荷单桩存在时不同位置处地表土的沉降和不同深度处桩周土的位移，受荷单桩对非受荷单桩的位移、轴力、侧阻力的影响，进而获得由于非受荷桩的加筋遮帘作用导致受荷单桩和桩周土位移的折减量，建立桩‑桩和桩‑土相互作用系数的计算方法。

10.根据权利要求6所述的一种试验桩工作机理与工艺效应综合检测方法，其特征在于，所述步骤6)中对试验桩桩基施工工艺进行检测分析的具体方法如下：

6‑1)在打桩前在试验桩桩位侧面钻取第一次岩土勘察孔，取土样，做标贯，进行现场旁压试验，测定定喷后桩侧土体物理参数；

6‑2)通过在测试验桩桩侧做第二次岩土勘探，取土样，做标贯，进行现场旁压试验，测定定喷后桩侧土体物理参数；

6‑3)确定桩端喷、压对桩端与桩端侧面土体物理参数；

6‑4)确定喷、压效应范围。