[实用新型]一种桩体中性面位置的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种桩体中性面的测量装置。适用于岩土工程技术领域。

背景技术

桩体是作为地基处理中重要的竖向承载力构件，桩体与土体的组合共同承担上部荷载，在软弱地基中的桩承受上部荷载时，荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力共同承担，当桩周土相对于桩体向上位移时产生正摩阻力；当桩周土产生相对于桩体向下的位移时，就产生负摩阻力；当桩周土位移与桩体位移相等时摩阻力为零，此处称为中性面，中性面为负摩阻力过渡到正摩阻力的分界面，在中性面处桩身轴力最大。负摩擦力对桩基来说,相当于在其上增加了竖向荷载,对桩基的承载能力和沉降都是不利的。要正确地估计桩基上负摩擦力的大小,确定中性面的位置至关重要。

目前对中性面的确定方法，一种是现场实验法，该法通过在桩体不同断面处埋设应力计或应变计，测得最大的桩身应力所在的面为中性面，这种方法所测的最大桩身应力受负摩阻力的影响，所得的中性面位置不是很精确，存在一定误差；其次用规范法，通过对照《建筑桩基规范》对桩基中性面深度确定的方法，但是这种方法给定中性面的取值范围是一个估计值，不是特别的精确，因此急需一种测试装置能精确快速的测出桩的中性面位置。

实用新型内容

为精确定位桩体受负摩阻力时的中性面位置，本实用新型提供一种新的测量装置。同时提供了相应的利用该测量装置进行中性面位置测量的方法。

本实用新型包括有受力测量装置、可降解硬质管、灵敏电流计、微型GPS定位器四部分组成。受力测量装置是通过小支撑杆⑹将上薄钢板⑽、下薄钢板⑵和硬盒子⑶内的线圈⑸、条形磁铁⑷组合起来，并与可降解硬质管⑴形成稳定的装置，线圈⑸通过电线⑻与灵敏电流计⑼连接。两块薄钢板⑵、⑽的长宽尺寸都为40mm,硬盒子⑶由高强度塑料制成，其尺寸40mm×40mm×40mm，其内部有一根条形磁铁⑷通过小支撑杆⑹固定着，条形磁铁⑷的N极朝下，S极朝上，尺寸为10mm×10mm×35mm，线圈⑸通过小型支撑杆⑹与上下薄钢板⑽、⑵连接着，线圈直径为24mm，长度为20mm。盒子内部固定着一个微型GPS定位器，其次，小支撑杆⑹的直径为2～3mm，由高强度的钢材制成。可降解硬质管⑴由聚乙交酯纤维材料制成，强度高且随着一定的时间可以在土壤中降解掉，其长度与打入土中桩体的长度一致。受力测量装置在可降解硬质管⑴中，每间隔200mm处安置一个，桩体的中点位置密集安置，此时每间隔100mm安置一个。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1.结构构造简单，容易操作；

2.可降解硬质管由聚乙交酯纤维材料制成，可降解、强度高且对环境不会造成污染；

3.目前尚未有相应测中性面位置的装置

附图说明

图1—本实用新型的整体图

图2―测量装置的大样图

图中

1—可降解硬质管；2—下薄钢板；3—硬盒子；4—条形磁铁；5—线圈；6—小支撑杆；7—微型GPS定位器；8—电线；9—灵敏电流计；10—上薄钢板。

具体实施方式

本实用新型在使用时先随着桩一起打入需要加固的软土地基中，随着桩穿过新沉积的欠固结土或新填土，土层产生自重固结下降、土体因超孔隙水压力消散而重新固结以及桩侧地面因大面积堆载而下沉时产生负摩阻力，此时随着一定的时间的流逝，可降解硬质管⑴在土体中降解掉，让测量装置的两边薄钢板⑵、⑽在土体中受桩的侧摩阻力作用，在桩负摩阻力产生的区域，上薄钢板⑽在负摩阻力的作用下向下运动，上薄钢板⑽的运动，带动与小支撑杆⑹固定的线圈⑸向下运动，由电磁感应定律和楞次定律可知，线圈做切割磁感线的运动，产生感应电流，线圈向下运动，磁通量减少，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，由右手定则可判断出感应电流的方向，形成的感应电流通过电线⑻传递到灵敏电流计⑼，此时灵敏电流计⑼上的电流是负极流向正极，灵敏电流计⑼的指针逆时针偏转；同理，在桩的正摩阻力产生的区域，下薄钢板⑵在正摩阻力的作用下向上运动，下薄钢板⑵的运动，带动与小支撑杆⑹固定的线圈⑸向上运动，由电磁感应定律和楞次定律可知，线圈做切割磁感线的运动，产生感应电流，磁通量增大，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，由右手定则可判断出感应电流的方向，形成的感应电流通过电线⑻传递给灵敏电流计⑼，此时灵敏电流计⑼上的电流是正极流向负极，灵敏电流计⑼的指针顺时针偏转。由于在可降解硬质管⑴内每间隔一定距离安装这样的测量装置，随着可降解硬质管⑴的降解，测量装置可完全表现出桩不同位置的受力特性，直到有一个装置的位置既不受负摩阻力的作用也不受正摩阻力的作用，即这点位置的摩阻力为0，此时灵敏电流计⑼上的指针不偏转，该点位置就是中性点位置，然后由微型GPS定位器⑺发射这一点位置的信号，得到中性面的准确位置。