[发明专利]一种深长钻孔灌注桩压力测试结构及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种深长钻孔灌注桩压力测试结构及测试方法，属于建筑结构测试领域。

背景技术

桩是主要用于承担上部荷载并满足一定竖向位移要求的一种常用基础型式。实现桩基的承载能力主要通过桩端支承力和桩侧摩阻力。当地层岩性不理想时，如深厚软土地层，较难以获得可靠的桩端支承力，故通过加大桩的直径和长度来换取更大的桩侧摩阻力。影响桩侧摩阻力大小性能的2个关键因素即为桩侧土压力和桩土之间的摩擦性能，对于后者可容易采用室内试验的办法来得到。另外，当桩基用于加固边坡时，其作用于边坡上的抗滑力主要源于桩侧土压力。由此，掌握桩侧土压力是判断桩基承载性能的重要依据，并可以此反映桩土之间的作用模式，以及验算桩基自身强度。

为了获取桩侧土压力，目前常采用如下几种方法：

（1）理论分析，对桩侧土压力的分布模式进行简单假设，然后通过力学关系来求解桩侧土压力的大小；

（2）数值模拟，建立桩土作用模型，选取桩土合理的力学和变形参数，通过数值求解来获得桩侧土压力的大小；

（3）人工预埋土压力盒，按照一定间距在桩侧埋设土压力盒元件，通过连续或间断监测获取真实的桩侧土压力大小。如中国专利CN204728297U公开的一种钻孔埋设土压力盒装置，其包括带孔L型铝合金、连接板、固定盒、护线管、加强横肋，带孔L型铝合金与连接板通过螺栓组合成土压力盒埋设装置框架并间隔设有加强横肋，固定盒两侧设有卡扣与带孔L型铝合金上的卡扣孔连接，土压力盒设于固定盒内，护线管位于带孔L型铝合金内并通过导线入口连接至固定盒。

然而，理论分析和数值模拟方法对无法反应桩的真实工作状态，获得的桩侧土压力只为近似解，且存在偏离实际的情况，另外，人工预埋土压力盒仅适用于短桩及便于人工活动的桩基类型，如人工挖孔灌注桩。

现有大直径深长灌注桩其长度已超过50m，穿过的地层均存在不确定性，采用上述三种方法均无法满足获取准确的桩侧土压力。因此，在这种情况下，迫切需求一种能利用大直径深长灌注桩的特点来准确有效获得桩侧土压力的测试装置和测试方法。

发明内容

本发明旨在提供一种深长钻孔灌注桩压力测试结构及测试方法，该测试结构利用大直径深长灌注桩的特点来准确有效获得桩侧土压力，且易于实施，操作简单、效果良好、造价低、适用范围广。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种深长钻孔灌注桩压力测试结构，其结构特点是，包括固定在灌注桩上的环向主筋，设置在主筋外侧的多个土压力盒保护和固定装置，以及用于将相邻两个土压力盒保护和固定装置固定连接在一起的多个土压力盒固定装置间连接部件；每个多个土压力盒固定装置间连接部件通过定位和锁紧装置锁固在所述主筋外侧，各土压力盒保护和固定装置、土压力盒固定装置间连接部件和定位和锁紧装置之间固定相连而形成环绕在主筋外侧的环状部件；每个土压力盒保护和固定装置内装有一个土压力盒，且在深长钻孔中浇筑成形灌注桩时，该土压力盒分别与灌注桩外壁面和桩侧土保持可靠接触。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

作为一种具体的连接部件的结构形式，所述土压力盒固定装置间连接部件包括分别与相邻两个土压力盒保护和固定装置固定相连的主板，以及设置在两个主板内外侧的两块副板；所述两个主板通过两块副板和紧固件固定相连。

为了方便根据成桩尺寸调整环状部件的半径，所述两个主板的端部之间具有间隙。

作为一种具体的定位与锁紧结构形式，所述定位和锁紧装置包括主板、设置在主板外侧的立板和设置在主筋内侧的立板；所述主板和所述立板之间通过紧固件固定连接在一起。

根据本发明的实施例，所述土压力盒保护和固定装置包括两个半圆柱型壳体，两个半圆柱型壳体相对设置而形成安装土压力盒的通孔状的安装空间。

为了保证土压力盒在安装过程中不发生移动，所述半圆柱型壳体内壁面与土压力盒之间设有柔性填充材料。柔性填充材料优选为塑料泡沫。

所述环状部件的中心到土压力盒外缘的距离与深长钻孔的半径一致。

为了提高监测数据的完整性，在灌注桩的水平监测断面上沿路线方向和垂直于路线方向各布置多个土压力盒。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用所述的深长钻孔灌注桩压力测试结构进行灌注桩压力测试的方法，其包括如下步骤：

S1在水平监测断面上沿路线方向和垂直于路线方向各布置多个土压力盒，并按照设计规范将土压力盒装入土压力盒保护和固定装置中；