CN101761097A - 灌注桩桩底应力测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于监测灌注桩桩底土压力、承载力的装置，尤其涉及一种灌注桩桩底应力测试装置；灌注桩桩底应力测试装置，包括：压力盒；还包括伸缩杆、导向管、弹性环、观测电缆；所述的弹性环的下端连接伸缩杆，伸缩杆的另一端连接压力盒，伸缩杆的外侧套置导向管，观测电缆沿伸缩杆与压力盒连接；本发明结构简单，安装简便，弹性环伸缩特性保证了钢筋笼在下桩过程中对压力盒起到缓冲保护作用并且弹性环积蓄的弹性变形在钢筋笼高度微调过程中将逐步释放，推动压力盒与桩底土紧密接触，本发明可有效监测桩底的应力状态，且工艺可靠，成本低廉，实际应用效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测试灌注桩桩底土压力、承载力的装置，尤其涉及一种灌注桩桩底应力测试装置。
背景技术
高层建筑和大型桥梁的基础工程中常采用灌注桩，使上部结构荷载充分传递到深部土层，从而解决大型建筑物的承载力和沉降等工程问题。桩的承载力包括桩侧承载力和桩底承载力两部分，各部分承载力的发挥过程以及极限承载力的确定是工程设计与施工中关心的重要问题。而桩底应力的监测，对于了解灌注桩工作状态、安全监控以及反馈设计具有重要意义。
桩底应力采用土压力盒监测较为合适，但是对于灌注桩，使用土压力盒来监测桩底应力则存在很大的困难，这是因为预先埋设土压力盒几乎无法避免其在桩身混凝土浇筑时被冲翻或握裹到混凝土中而失效。因此，通常的做法是使用混凝土应变计或钢筋计来监测桩的轴力，由此间接计算桩底荷载。采用这种方法的缺点是：由于桩底位置轴向应变或钢筋应力通常远小于桩顶，桩底应变或钢筋应力的监测结果受观测误差影响大，测试精度低，增加了成果分析的难度。
发明内容
要解决的技术问题：
本发明提供的灌注桩桩底应力测试装置，解决了上述所述的现有技术中压力盒不能有效安装或采用钢筋计等方法导致监测结果误差大、测试精度低、分析难度大等问题。
本发明通过以下技术方案解决技术问题：
灌注桩桩底应力测试装置，包括：压力盒；还包括伸缩杆、导向管、弹性环、观测电缆；所述的弹性环的下端连接伸缩杆，伸缩杆的另一端连接压力盒，伸缩杆的外侧套置导向管，观测电缆沿伸缩杆与压力盒连接。
本发明所述的灌注桩桩底应力测试装置，所述的观测电缆穿过伸缩杆并沿弹性环的外壁安装。
本发明所述的灌注桩桩底应力测试装置，还包括焊接件；所述的焊接件将伸缩杆与压力盒连接在一起。
本发明所述的灌注桩桩底应力测试装置，所述的弹性环由螺纹钢制成。
本发明所述的灌注桩桩底应力测试装置，所述伸缩杆和导向管由钢材制成。
本发明所述的灌注桩桩底应力测试装置，还包括万向节；所述的伸缩杆通过万向节与弹性环连接。
有益效果
本发明结构简单，安装简便，弹性环伸缩特性保证了钢筋笼在下桩过程中对压力盒起到缓冲保护作用并且弹性环积蓄的弹性变形在钢筋笼高度微调过程中将逐步释放，推动压力盒与桩底土体紧密接触，利用导向管使得伸缩杆垂直运动保证压力盒保持水平面向下接触桩底，连接件的支撑性能够使压力盒接触桩底不平坦土层时依旧能有最大的接触面和稳固性；万向节的无扭矩特性能够避免伸缩杆侧向挤压导向管产生过大的摩擦力而影响伸缩杆的自由运动；压力盒伸出钢筋笼底面一定距离，保证钢筋笼吊装到位后压力盒能刺入桩底浮土，避免压力盒在桩身混凝土浇筑时被握裹在混凝土中而失效；本发明可有效监测桩底的应力状态，且工艺可靠，成本低廉，实际应用效果好。
附图说明
图1本发明结构示意图；
图2本发明安装示意图；
图中1为压力盒、2为伸缩杆、3导向管、4为弹性环、5为万向节、6为观测电缆、7为连接件、8为钢筋笼、9为桩底浮土。
具体实施方式
下面结合附图说明对本发明进一步详细说明：
如图1所示：灌注桩桩底应力测试装置，包括：压力盒1；还包括伸缩杆2、导向管3、弹性环4、观测电缆6；所述的弹性环4的下端连接伸缩杆2，伸缩杆2的另一端连接压力盒1，伸缩杆2通过万向节5与弹性环4连接，在施工现场螺纹钢为常用建材，所以弹性环4可以由螺纹钢弯折制成；伸缩杆2的外侧套置导向管3，观测电缆6沿伸缩杆2与压力盒1连接；观测电缆6穿过伸缩杆2并沿弹性环4的外壁安装，焊接件7将伸缩杆2与压力盒1连接在一起，弹性环4上端的万向节5施工时安装在钢筋笼8的内壁上。
本发明提供的灌注桩桩底应力测试装置的设计方法如下：
1)伸缩杆2采用外径为Φ40mm、壁厚5mm的空心钢管，钢管的长度l＝2.0δ，其中δ为清孔后的实测超钻深度；
2)导向管3采用内径为Φ55mm、壁厚5mm的空心钢管，钢管的长度ld＝0.7δ，且ld不小于0.5m；
3)弹性环4可采用与钢筋笼8纵向主筋等粗的钢筋制作，如Φ32mm的螺纹钢，弹性环两端点之间的有效距离D＝l-ld，弹性环周长ld＝3.2D，先弯曲成圆环状，然后再将圆环平面弯成与钢筋笼8类似的圆柱面，安装后紧贴钢筋笼8内侧，便于桩身混凝土施工。
本发明提供的灌注桩桩底应力测试装置的安装埋设步骤如下：
1)钢筋笼8吊装前，将导向管平行钢筋笼8纵向主筋方向牢固焊接在钢筋笼8上，导向管底部与钢筋笼8底部平齐，导向管3与钢筋笼8之间保持足够的距离以保证压力盒1不超出主筋侧面，以减小钢筋笼8吊放时压力盒1与井壁的摩擦；选择合适位置，将弹性环牢固焊接在钢筋笼8上，并使万向节5中心与导向管3处于同一轴线上以避免伸缩杆2与导向管3产生过大的摩擦而影响伸缩杆2的自由运动；
2)使用预先弯折好的连接筋将压力盒1牢固焊接在伸缩杆2上，同时控制好压力盒1传感元件位置的焊接温度，以免烫坏压力盒1；
3)在钢筋笼8吊装放入灌注桩钻孔之前，将伸缩杆2穿入导向管3，然后将顶端与弹性环4焊接；
4)焊接完成之后将钢筋笼8缓慢放入钻孔，在即将到位之前，调整好钢筋笼8的方向和位置，避免就位后再调整钢筋笼8方向和高度；
5)在钢筋笼8吊放的最后阶段，连续观测土压力盒1的读数，获取土压力盒1刺入桩底浮土9过程中土体对压力盒的反作用力的变化，以了解整个装置的工作状态。
Claims (6)
1.灌注桩桩底应力测试装置，包括：压力盒(1)；其特征在于：还包括伸缩杆(2)、导向管(3)、弹性环(4)、观测电缆(6)；所述的弹性环(4)的下端连接伸缩杆(2)，伸缩杆(2)的另一端连接压力盒(1)，伸缩杆(2)的外侧套置导向管(3)，观测电缆(6)沿伸缩杆(2)与压力盒(1)连接。
2.根据权利要求1所述的灌注桩桩底应力测试装置，其特征在于：所述的观测电缆(6)穿过伸缩杆(2)并沿弹性环(4)的外壁安装。
3.根据权利要求1所述的灌注桩桩底应力测试装置，其特征在于：还包括焊接件(7)；所述的焊接件(7)将伸缩杆(2)与压力盒(1)连接在一起。
4.根据权利要求1所述的灌注桩桩底应力测试装置，其特征在于：所述的弹性环(4)由螺纹钢制成。
5.根据权利要求1所述的灌注桩桩底应力测试装置，其特征在于：还包括万向节(5)；所述的伸缩杆(2)通过万向节(5)与弹性环(4)连接。
6.根据权利要求1所述的灌注桩桩底应力测试装置，其特征在于：所述的伸缩杆(2)和导向管(3)由钢材制成。
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