[发明专利]一种改进的扩底桩自平衡静载试验装置和方法

说明书

本发明公开了一种改进的扩底桩自平衡静载试验装置，包括：桩孔；钢筋笼伸入至桩孔中；辅测钢筋位于钢筋笼中，辅测钢筋在变截面位置截断并绑接钢筋计；荷载箱位于桩孔的底部；加压油泵，加压油泵位于腔室的外侧并通过油管与荷载箱连通；上位移测杆和下位移测杆均埋设入桩孔中并分别与荷载箱的上顶板和下底板固定连接；位移量测设备，安装于上位移测杆和下位移测杆的顶部；数据采集设备，用于接收钢筋计和位移量测设备采集的数据信息。本发明还公开了一种改进的扩底桩自平衡静载试验方法。本发明可以成功解决山区、其他复杂场地输电线路铁塔及通信塔基础等其他多种扩底桩承载力的试验检测问题。

技术领域

本发明涉及静载荷试验技术领域，具体为一种改进的扩底桩自平衡静载试验装置和方法。

背景技术

我国现阶段采用的桩的静载荷试验(如堆载法，锚桩法)是检测桩承载力最为可靠的一种方法，两种方法都是采用油压千斤顶在桩顶施加荷载，而千斤顶的反力，前者通过反力架上的堆重与之平衡，后者通过反力架将反力传给锚桩，与锚桩的抗拔力平衡。其存在的主要问题是：前者必须解决几百吨甚至上千吨的荷载来源、堆放及运输问题，后者必须设置多根锚桩及反力大梁，不仅所需费用昂贵，时间较长，而且易受吨位和场地条件的限制，以致许多大吨位桩和特殊场地的桩(如山地、桥桩)的承载力往往得不到准确数据，基桩的潜力不能合理发挥，这是桩基础领域面临的一大难题。

为解决以上难题，美国学者Osterberg于80年代首先提出了自平衡法测试法，并于80年代中期开展了桩承载力试验方法的研究，首先在桥梁钢桩中成功应用，后来逐渐推广至各种桩型。自平衡法利用桩土体系自身提供反力以确定单桩承载力和桩周土层的侧摩阻力、桩端阻力，是接近于竖向抗压(拔)桩实际工作状态的试验方法。其原理参照图1所示，是在桩身或桩端埋置荷载箱31，抗压试验时，利用上段桩自重、上段桩桩侧摩阻力来代替堆载法中的重物或锚桩法中的锚桩以提供反力。试验时，从桩顶通过输油管对荷载箱内腔施加压力，箱盖与箱底被推开，同时向上段桩30及下段桩32施加大小相等、方向相反的力，促使上段桩30及下段桩32的摩阻力与持力层33的端阻力发挥作用，当桩土体系破坏或满足工程的实际要求时停止试验。自平衡法试桩时的工作状态与桩实际工作时的状态有所不同，是接近于实际工作状态的一种近似方法。

因此在试验中埋设荷载箱需要将灌注桩钢筋笼截断，试验过程中荷载箱分别对上段桩和下段桩进行加载，尽管试验后可以注浆处理，但从抗水平受力和抗拔受力来说，试验检测完后桩仍然存在着缺陷或者安全风险。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种改进的扩底桩自平衡静载试验装置，其可以成功解决山区、其他复杂场地输电线路铁塔及通信塔基础等其他多种扩底桩承载力的检测问题，可以对竖向抗拔、竖向抗压承载力分别进行检测，无需将钢筋笼截断。

为实现上述目的之一，本发明提供如下技术方案：

一种改进的扩底桩自平衡静载试验装置，包括：

桩孔，所述桩孔包括桩孔上段的非扩孔部分以及位于所述桩孔下段的扩孔部分，所述非扩孔部分和扩孔部分分别用于浇筑混凝土后形成扩底桩的上桩身和下桩身，所述上桩身和下桩身以变截面为分界面；

钢筋笼，所述钢筋笼伸入至所述桩孔中；

辅测钢筋，所述辅测钢筋位于钢筋笼中，所述辅测钢筋包在变截面位置截断绑接钢筋计；

钢筋计，所述钢筋计位于所述变截面位置；

荷载箱，所述荷载箱位于桩孔的底部，即扩孔部分的底部；

加压油泵，所述加压油泵位于桩孔的外侧并通过油管与荷载箱连通；

上位移测杆，所述上位移测杆伸入所述桩孔中并与荷载箱的上顶板固定连接；

下位移测杆，所述下位移测杆伸入所述桩孔中并与荷载箱的下底板固定连接；