[发明专利]一种检测钢管桩内外摩阻力的装置

说明书

本发明公开了一种检测钢管桩内外摩阻力的装置，该装置包括嵌套在一起的外钢管桩(1)和内钢管桩(2)，且其顶端对齐共同固定在桩顶垫板(4)的下表面，内钢管桩(2)的底端伸出外钢管桩(1)的底端，在外钢管桩(1)和内钢管桩(2)的底端设置有桩底封口(5)，所述的桩底封口(5)包括钢垫板(6)和柔性密封垫(7)；在外钢管桩(1)的外表面和内钢管桩(2)的外表面贴有应变片(3)；保护装置(8)固定于外钢管桩(1)的外表面；本发明提供的检测钢管桩内外摩阻力的装置应用于检测钢管桩沉桩过程中管桩所受的内摩阻力和外摩阻力，且该装置具有装置简易、操作快捷、应用方便等优点，在钢管柱研究中有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及一种检测钢管桩内外摩阻力的装置，属于桩基础应用领域。

背景技术

近年来钢管桩在工程中得到了广泛应用，由于钢管桩底部开口，在沉桩过程中土体涌入桩管内部，形成土塞，增加了沉桩的阻力。土塞闭塞效应的正确判断对桩的可打入性及承载力预测有着重要的影响，针对这一问题，国内外众多学者开展了大量的研究工作。土塞是由于管桩内壁与土芯间的摩阻力作用形成的，而按照规范计算公式来设计，是忽略土塞段与钢管桩的内摩阻力的，必然会造成单桩承载力计算值偏低，实际工程中经常会发现试桩的单桩承载力要大于设计院给定的值。目前来看，对土塞段内摩阻力的研究还不够成熟，亟需更准确的测试方法来进一步研究。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种检测钢管桩内外摩阻力的装置，该装置能够准确地分别测得钢管桩所受外摩阻力和内摩阻力，推进钢管桩土塞段内摩阻力的研究工作。

技术方案：本发明提供了一种检测钢管桩内外摩阻力的装置，所述的钢管桩包括嵌套在一起的外钢管桩和内钢管桩，且外钢管桩和内钢管桩顶端对齐共同固定在桩顶垫板的下表面，内钢管桩的底端伸出外钢管桩的底端，在外钢管桩和内钢管桩的底端设置有桩底封口，所述的桩底封口包括钢垫板和柔性密封垫，钢垫板固定于内钢管桩的底端，在钢垫板与外钢管桩底端的间隙处填充柔性密封垫；在外钢管桩的外表面和内钢管桩的外表面均贴有应变片；位于外钢管桩外表面的应变片外层设置有保护装置。

其中：

所述的嵌套在一起的外钢管桩和内钢管桩是指外钢管桩和内钢管桩同心嵌套在一起，且内钢管桩(2)的外径与应变片(3)厚度之和小于外钢管桩(1)的内径。

所述的桩顶垫板为环形钢板，其外径不小于外钢管桩的外径、其内径不大于内钢管桩的内径。

所述的外钢管桩和内钢管桩顶端对齐共同固定在桩顶垫板的下表面的固定方式为焊接连接、螺栓连接或者铆钉连接。

所述的钢垫板为环形钢板，其内径与内钢管桩内径一致，外径尺寸介于外钢管桩的内径和外径之间。

所述的钢垫板固定于内钢管桩的底端的固定方式为焊接连接、螺栓连接或者铆钉连接。

所述在外钢管桩的外表面和内钢管桩的外表面均贴有应变片，应变片的具体布置如下：在外钢管桩的外表面沿轴向布置有不少于两组应变片，每组应变片包含不少于两个应变片，其环向均匀分布于外钢管桩的外表面上；在内钢管桩的外表面沿轴向布置有不少于两组应变片，每组应变片包含不少于两个应变片，其环向均匀分布于内钢管桩的外表面上。

根据测试的应变值即可换算出钢管桩的内外摩阻力，其换算方法是应变值乘以弹性模量值得到轴力，两点轴力之差除以两点之间的侧表面积即可获得相应单位面积上的单位摩阻力。

所述的位于外钢管桩外表面的应变片外层设置有保护装置，是指保护装置固定于外钢管桩上，且覆盖外钢管桩外表面上的应变片。

所述的保护装置固定于外钢管桩上的固定方式为焊接连接或者粘接。

所述的保护装置为角钢板或者塑料板材。