CN102277884A - 竖向静载荷试验桩头处理装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种静载荷试验桩头处理装置及其施工方法，装置包括承压板，在承压板的上方安装千斤顶，其特征在于在承压板的下方通过调平装置安装桩头承压套箍，在承压板上千斤顶的两侧对称布置水平仪，千斤顶的上方设有荷重传感器，荷重传感器固定在工字钢上且与频率仪连接；桩头承压套箍、承压板、千斤顶、荷重传感器、工字钢处于同一轴线。基准桩上设置百分表测杆卡槽，百分表固定在基准桩上。本发明可以避免桩偏心受压、准确控制压桩力及百分表准确量测桩的竖向变形，从而保证了静载荷试验数据的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种竖向静载荷试验桩头处理装置，特别涉及一种避免桩偏心受压、准确控制压桩力及百分表准确量测桩的竖向变形的竖向静载荷试验桩头处理装置，本发明还提供了该桩头处理装置的施工方法。
背景技术
静载荷试验是确定单桩极限承载力的诸多方法中最直接、最基本，可靠度最高的方法，可以通过埋设测试元件可获得载荷传递、桩侧阻力、桩端阻力、桩身轴力、荷载一沉降关系等参数。静载荷试验的加载反力装置根据现场条件和桩体类型的不同可分为锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置。
在进行静载荷试验时，容易出现以下几个导致承载力和沉降数据不准确的情况：（1）千斤顶的合力中心与桩轴线不重合，桩体受力出现偏心受压；（2）由于桩的顶面倾斜不平整，承压板在安装及试验过程中易出现不水平，从而导致承压板上的百分表测杆的滑移及读数不准确。工程实践表明避免桩偏心受压、准确控制压桩力及百分表准确量测桩的竖向变形是静载荷试验的关键所在，对于小直径素混凝土桩尤为重要，因为小直径混凝土桩偏心受压时桩体内部产生弯矩，易进一步导致桩体发生压曲失稳破坏，较难测试桩侧和桩端土体强度不足时的承载力，导致承载力数据不准确，不能客观的判定实际受力状态下桩体的受力情况及成桩质量。
目前压桩力的确定和观测主要采用油压表，压力表的精度低，对测试吨位相对较小的桩，油压表较难准确反应压桩力。如量程为50t的油压表，其最小刻度为2MPa，其反应的压桩力为1t，加压和补压过程中小于1t的压力主要靠观测人员估测，有必要设置荷重传感器，通过荷重传感器频率的变化，准确确定压桩力的变化，并及时进行补压和加卸载。
目前静载荷试验工程实践中还没有一种行之有效的方法来防止加载偏心、准确控制压桩力及百分表准确量测桩的竖向变形，亟需寻求一种技术措施解决目前存在的问题。
发明内容
本发明的目的就是克服目前静载荷试验装置存在的上述缺陷，解决目前静载试验中存在的一些问题，提高静载荷试验的准确性，研制一种竖向静载荷试验桩头处理装置。
本发明的另一个目的在于提供一种竖向静载荷试验桩头处理装置的施工方法。
为了实现上述的目的，发明采用了以下技术方案。
竖向静载荷试验桩头处理装置，包括承压板，在承压板的上方安装千斤顶，其特征在于在承压板的下方通过调平装置安装桩头承压套箍，在承压板上千斤顶的两侧对称布置水平仪，千斤顶的上方设有荷重传感器，荷重传感器固定在工字钢上且与频率仪连接；桩头承压套箍、承压板、千斤顶、荷重传感器、工字钢处于同一轴线。
前述的竖向静载荷试验桩头处理装置，所述的桩头承压套箍是开口朝下的护筒，在护筒的侧壁开螺栓孔，桩头承压护筒与桩头通过螺栓固定。
承压板上设置百分表测杆卡槽，便于固定百分表，防止百分表测杆滑动，百分表固定在基准桩上。
在桩头承压护筒侧壁开螺栓孔，桩头承压护筒与桩头通过螺栓固定。
承压板上设置千斤顶固定环，与承压板同轴线，千斤顶经千斤顶固定环固定在承压板上。
在工字钢上设置荷重传感器固定装置并且通过固定螺栓连接，荷重传感器固定装置与承压板同轴线。
竖向静载荷试验桩头处理的施工方法，包括以下的步骤：
（1）凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土，挖除桩上部土层露出桩头并磨平；
（2）桩顶铺一层细砂；
（3）将桩头承压套箍套在桩头上，并用螺栓固定；
（4）调整调平装置，借助水平仪调平承压板；
（5）打设基准桩，安装基准梁，在基准梁上安置百分表，百分表测杆端部安装在承压板上的卡槽内；
（6）调整百分表归零，测试荷重传感器的初始频率，由荷重传感器和油压表控制压桩力，按要求分级加载和卸载，开始静载荷试验。
本发明可以避免桩偏心受压、准确控制压桩力及百分表准确量测桩的竖向变形，从而保证了静载荷试验数据的准确性。
附图说明
图1是竖向静载荷试验桩头处理装置。
图中：1-工字钢、2-荷重传感器固定装置、3-固定螺栓、4-荷重传感器、5-百分表及支架、6-千斤顶、7-千斤顶固定环、8-承压板、9-条式水平仪、10-承压脚螺旋、11-桩头承压护筒、12-固定螺栓2、13-桩、14-桩轴线、15-基准梁、16-基准桩、17-百分表固定点。
具体实施方式
参照图1所示，竖向静载荷试验桩头处理装置，包括桩头承压护筒11、承压调平脚螺旋10、承压板8、条式水平仪9、千斤顶固定环7、千斤顶6、荷重传感器4、荷重传感器固定装置2、基准梁15、基准桩16。
其中，桩头承压护筒11、承压板8、千斤顶固定环7、荷重传感器固定装置2的中心线与桩13的轴线14重合，能够保证千斤顶和荷重传感器4的受力中心线与桩身轴线重合。
桩头承压护筒11开口朝下，高度为0.5m，由钢管制成，其内径略大于待测桩体13的外径，侧壁设置两层角螺栓孔，每层三个角螺栓孔，通过螺栓12将其固定在桩头13，并保持紧密接触。
桩头承压护筒11和承压板8通过承压脚螺旋连接，承压脚螺旋设置三个，在承压板平台上呈正三角形布置，其正三角形的边长略小于桩内接正三角形的边长，但其中心与桩中心重合。
承压板8上放置条式水平仪9，用于监测承压板8在安装及整个试验过程中的水平度，防止桩偏心受压，两个条式水平仪9对称地布置于承压板长边方向千斤顶6的两侧。条式水平仪9的主副气泡都居中时表明承压面水平，在静载荷试验过程中若发现气泡偏离过大，可通过扳手调节承压脚螺旋10使气泡居中。
承压板8为长方形板，短边长度大于千斤顶6直径和桩13外径两者中的最大值，长边的长度大于短边长度与两个条式水平仪9长度之和，承压板8上设置百分表5，并将百分表测杆卡槽19，能保证百分表5的方便安置，防止百分表测杆滑动。百分表固定在基准桩上，承压板上设置百分表测杆卡槽，便于固定百分表，防止百分表测杆滑动。
试验过程中采用频率仪，全过程监测荷重传感器4的频率变化，配合油压表准确测量压桩力。荷重传感器固定装置2通过固定螺栓3与工字钢1紧密连接。
使用过程如下：
1) 凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土，挖除桩上部一定范围的桩周土露出桩头13并磨平；
2) 桩顶铺一层细砂；
3) 将桩头承压护筒11套在桩头上，并用固定螺栓12固定桩头13与承压护筒11；
4) 将千斤顶6放置于千斤顶固定环7内；
5) 安装荷重传感器固定装置2，通过扳手调整固定螺栓3，使得与工字钢1紧密连接；
6) 将荷重传感器4，放置于荷重传感器固定装置2内；
7) 通过扳手调整承压调平脚螺旋10，使得条式水平仪9的主副气泡都居中；
8) 打设基准桩16，放置基准梁15，在基准梁上安置百分表5，百分表测杆端部安置于百分表固定点19；
9) 千斤顶6预加载，使得装置各部件紧密接触；
10) 调整百分表归零；
11) 测试荷重传感器4的初始频率；
12) 根据要求，由荷重传感器4和油压表相互结合控制压桩力，按要求分级加载和卸载；
试验过程中及时调整承压调平脚螺旋10，确保承压板8水平。
Claims (6)
1.竖向静载荷试验桩头处理装置，包括承压板，在承压板的上方安装千斤顶，其特征在于在承压板的下方通过调平装置安装桩头承压套箍，在承压板上千斤顶的两侧对称布置水平仪，千斤顶的上方设有荷重传感器，荷重传感器固定在工字钢上且与频率仪连接；在基准桩上固定百分表，桩头承压套箍、承压板、千斤顶、荷重传感器、工字钢处于同一轴线。
2.根据权利要求1所述的竖向静载荷试验桩头处理装置，其特征在于所述的桩头承压套箍是开口朝下的护筒，在护筒的侧壁开螺栓孔，桩头承压护筒与桩头通过螺栓固定。
3.根据权利要求1所述的竖向静载荷试验桩头处理装置，其特征在于承压板上设置千斤顶固定环，与承压板同轴线，千斤顶经千斤顶固定环固定在承压板上。
4.根据权利要求1所述的竖向静载荷试验桩头处理装置，其特征在于在工字钢上设置荷重传感器固定装置并且通过固定螺栓连接，荷重传感器固定装置与承压板同轴线。
5.根据权利要求1所述的竖向静载荷试验桩头处理装置，其特征在于在承压板上设置百分表测杆卡槽。
6.基于权利要求1所述的竖向静载荷试验桩头处理的施工方法，其特征在于包括以下的步骤：
凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土，挖除桩上部土层露出桩头并磨平；
桩顶铺一层细沙；
将桩头承压套箍套在桩头上，并用螺栓固定；
调整调平装置，借助水平仪调平承压板；
打设基准桩，安装基准梁，在基准梁上安置百分表，百分表测杆端部安装在承压板上的卡槽内；
调整百分表归零，测试荷重传感器的初始频率，由荷重传感器和油压表控制压桩力，按要求分级加载和卸载，开始静载荷试验。
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