CN108179768B - 一种桩基承载力检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桩基承载力检测装置及一种基于该检测装置的承载力检测方法，包括主体、若干辅体及电子检测装置；所述主体的端面上设置有一可凸出活动的接触部，所述电子检测装置设置在所述主体内部并抵接所述接触部；若干所述辅体围绕所述主体设置，所述辅体与所述主体间设置有可伸缩的连接件，通过所述主体、所述辅体的端面组成承载力的受力面。本发明旨在提供一种桩基承载力检测装置及其检测方法，以方便对桩基承载力的检测，且该装置的结构简单、制作成本低、检测方便可靠并能做到重复使用，适用范围广。

Description

一种桩基承载力检测方法

技术领域

本发明涉及桩基工程技术领域，具体说是一种桩基承载力检测方法。

背景技术

桩基是工程结构常用的基础形式之一，属于地下隐蔽工程，施工技术比较复杂，工艺流程相互衔接紧密，施工时稍有不慎极易出现断桩等多种形态复杂的质量缺陷，影响桩身的完整性和桩的承载能力，从而直接影响上部结构的安全。因此，其质量检测成为桩基工程质量控制的重要手段。

打桩过程中，动力打桩公式中的海利（Hiley）公式作为打桩过程中最后贯入时的极限承载力预估，在西方国家被广泛应用。海利公式由海利（Hiley，A）在1930年根据能量守恒原理和撞击定理提出的。它主要根据锤芯在沉桩锤击过程的自由落锤特征，将锤击过程分为撞击前阶段、撞击后阶段、弹性恢复阶段、回弹阶段共4个阶段。基于各阶段的能量守恒、动量传递过程进行分析，得出了打桩公式，其表达方式如下：

其中，P_u为桩的极限承载力；W_r为锤芯重；H为锤击跳高；为桩锤能量传递折减系数；/>为锤击效率；e为终锤贯入度；C为锤击时桩土体系总弹性变形，即现场可测得的桩顶回弹值。

基于海利公式，可研发一种安装于桩顶的桩基承载力测试装置，应用于工程桩动力打桩过程中的承载力检验，通过测得的桩土系统回弹值，获得桩基承载力。

发明内容

为解决现有技术上的不足，本发明的目的在于提供一种桩基承载力检测装置及其检测方法，以方便对桩基承载力的检测，且该装置的结构简单、制作成本低、检测方便可靠并能做到重复使用，适用范围广。

为解决上述问题，本发明提供一种桩基承载力检测装置，包括主体、若干辅体及电子检测装置；

所述主体的端面上设置有一可凸出活动的接触部，所述电子检测装置设置在所述主体内部并抵接所述接触部；

若干所述辅体围绕所述主体设置，所述辅体与所述主体间设置有可伸缩的连接件，通过所述主体、所述辅体的端面组成承载力的受力面。

作为优选，所述辅体包括上层辅体和下层辅体，所述上层辅体和下层辅体之间通过连接联结器进行连接，所述联结器通过连接所述连接件连接所述主体。

作为优选，所述主体包括上层主体和下层主体，所述上层主体与所述下层主体之间通过连接所述联结器进行连接，所述主体及所述辅体之间的所述联结器通过连接所述连接件进行连接。

作为优选，所述主体呈圆柱形，所述辅体为底面呈扇形的柱体，若干所述辅体以所述主体为圆心环绕排布设置在所述主体的侧面形成圆形受力面。

作为优选，所述辅体的内弧直径与所述主体的直径一致，若干所述辅体可围成一圆环并以该圆环的内圆面抵接所述主体的侧面。

作为优选，所述接触部包括一滑块，所述主体上对应所述滑块开设有供所述滑块上下运动的凹槽。

作为优选，所述电子检测装置为数显回弹仪，所述数显回弹仪的检测端凸出设置在所述凹槽内并抵接所述滑块。

一种桩基承载力检测方法，采用以上所述的检测装置进行配合检测，包括以下步骤：

S1、移动并提升桩锤，调整所述连接件的长度，使得所述主体与所述辅体组成的受力面的面积与待检测基桩的面积一致，并通过吊装设备将检测装置装设到基桩桩顶上；

S2、移走所述吊装设备，调整桩锤位置并操控卷扬机，进行基桩承载力检测；

S3、根据所述电子检测装置所测得的参数值，利用海利打桩公式计算测试结果；

S4、提升桩锤并利用所述吊装设备将检测装置移到下一待测基桩桩顶上，重复步骤S1到S3进行下一待测基桩承载力的检测。

作为优选，所述吊装设备包括横臂及设置在所述横臂两端的悬臂，所述悬臂通过螺栓可转动连接地设置在所述横臂的两端并在所述横臂的一侧形成夹持所述检测装置的容置空间；

所述横臂的另一侧设有至少两个可在所述横臂上左右滑动的夹具，所述夹具设置有配合滚动式桩架从而实现上下滑动的夹持端；

所述悬臂的两端均设有供钢丝绳穿过的吊耳。

进一步地，还包括手持式数据采集终端，所述手持式数据采集终端可通信连接所述电子检测装置从而实现初始读数校准、输入检测参数及显示检测结果的功能。

采用上述优选方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、巧妙设置有由主体和辅体组成的检测装置，柱体与辅体之间可通过连接件实现相互间距离的调整，从而使得检测装置的上端面能形成与待测基桩顶面面积一致的受力面，使得检测装置能适用于各种径宽的基桩，适用性好；并且主体与辅体均设置成两层，上层与下层之间通过联结器进行连接，当上、下层主体或辅体出现损坏时，可直接进行拆除替换，使得检测装置的结构简单实用，降低了承载力检测的工程成本。

2、检测装置主体与辅体间通过可伸缩的连接件进行连接，并且该连接件均连接在联结器上，可根据现场检测时的实际需求进行零部件的替换，将连接件替换为伸缩距离更长的连接件以获得受力面积直径更大的受力面，替换端面面积更大的辅体以获得更高的受力均衡度，从而提高检测装置的使用寿命及检测结果的准确度，提高检测施工效益。

3、设置有凸起的接触部，并且在接触部下方抵接设置有电子检测装置，通过实时的回弹检测进行数据记录，并可设置手持数据采集终端对电子检测装置进行调零校准和数据输入，使得检测的过程更为高效准确，并且安全系数高；根据施工现场常用的桩架及卷扬机等设备设置有吊装装置，使得检测装置的装设更为方便快捷，提高了检测施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明检测装置收缩状态时的俯视结构示意图；

图2是本发明检测装置收缩状态时的剖视结构示意图；

图3是本发明检测装置伸展状态时的俯视结构示意图；

图4是本发明检测装置伸展状态时的剖视结构示意图；

图5是本发明检测装置和吊装设备配合时的俯视结构示意图；

图6是本发明检测装置和吊装设备配合时的剖视结构示意图；

图7是本发明吊装设备侧视结构示意图；

图8是本发明检测方法流程示意图；

其中：

1-主体，2-辅体，3-连接件，4-联结器，5-接触部，51-滑块，52-凹槽，6-电子检测装置，7-横臂，71-夹具，72-螺栓，8-悬臂，81-吊耳。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1-7所示，本发明提供的一种桩基承载力检测装置，主要包括主体1、若干辅体2及电子检测装置6。

所述主体1包括上层主体和下层主体，所述上层主体与所述下层主体之间通过连接联结器4进行连接，所述主体1及所述辅体2之间的所述联结器4通过连接连接件3进行连接。所述主体1的端面上设置有一可凸出活动的接触部5，所述电子检测装置6设置在所述主体1内部并抵接所述接触部5；作为优选，所述接触部5包括一滑块51，所述主体1上对应所述滑块51开设有供所述滑块51上下运动的凹槽52。

若干所述辅体2围绕所述主体1设置，所述辅体2与所述主体1间设置有可伸缩的连接件3，通过所述主体1、所述辅体2的端面组成承载力的受力面。作为优选，所述辅体2包括上层辅体和下层辅体，所述上层辅体和下层辅体之间通过连接联结器4进行连接，所述联结器4通过连接所述连接件3连接所述主体1。

作为优选，所述主体1呈圆柱形，所述辅体2为底面呈扇形的柱体，若干所述辅体2以所述主体1为圆心环绕排布设置在所述主体1的侧面形成圆形受力面。进一步地，所述辅体2的内弧直径与所述主体1的直径一致，若干所述辅体2可围成一圆环并以该圆环的内圆面抵接所述主体1的侧面。

所述电子检测装置6为数显回弹仪，所述数显回弹仪的检测端凸出设置在所述凹槽52内并抵接所述滑块51。初始状态时，数显回弹仪安放在主体1的联结器4内部；当锤击时，滑块51往下滑动并下压数显回弹仪的检测端；锤击作用后，数显回弹仪压住的检测端顶起滑块51，所述滑块51向上滑动，数显回弹仪将自动记录下桩顶回弹值并进行预留发送。

下面结合具体实施例进行进一步的说明：

实施例1

一种桩基承载力检测装置，主要由数显回弹仪、扇形板，圆形板、联结器4及附属配件组成。通过12块扇形板、2块圆形板及7个联结器一起组装成可放置于桩顶的承载力检测装置，7个联结器之间通过由可收缩伸长的高强度钛合金钢杆作为连接件3进行相互连接，可使桩基承载力检测装置最大外径从0.8m扩展到1.4m。

由2块圆形板及1个联结器4组装成主体1，2块圆形板分为上层板和下层板，该上层板与下层板的中间装设联结器，数显回弹仪则装设在圆形板与联结器4连接后的中空内部，该中空内部中，还装设有检测主体1所受冲力的力传感器、检测扇形板位移距离的位移传感器。

由12块扇形板和6个联结器4组装成6个辅体2，每个辅体均由两块扇形板组成上层板和下层板，该上层板和下层板之间设有联结器，并将组成的辅体2围绕在主体1侧面上，将主体1与辅体2上的联结器4用可收缩伸长的高强度钛合金钢杆进行相连接。

考虑到测试过程中，桩锤与桩顶之间的打击力可达千吨级别，大直径桩的测试过程中可通过替换扇形板，增大检测装置的受力面积，保证检测装置的上层板与下层板的屈服应力在材料容许范围内，从而避免检测装置在测试过程中损坏。该检测装置各单元组件相互独立的同时，又紧密地联结为一个整体，各组件可进行替换，整个测试装置保养维护简单，保证测试结果的准确可靠。

根据海利公式，回弹测试值C通过现阶段在各先进仪器中广泛应用的无线传输技术，传递给手机上安装的数据采集终端APP，数据采集终端程序根据得到的回弹值C，结合已输入的推荐参数及现场实际参数，锤芯重Wr，锤击跳高H，能量传递折减系数，锤击效率/>，终锤贯入度e，自动计算终锤阶段的桩基极限承载力。

为便于对本方案的理解，此处提供一种桩基承载力检测方法，采用以上所述的检测装置进行配合检测，包括以下步骤：

S1、移动并提升桩锤，并检查桩锤冲头的破损情况：若发现桩锤冲头的平整度不满足检测要求，应进行现场打磨，以达到试验测试要求；若桩锤冲头破损严重，应进行割桩后再进行打磨。

S2、通过可收缩伸长的连接件3将环形检测装置调整到与待测钢管桩桩径大小相同，使得所述主体1与所述辅体2组成的受力面的面积与待检测基桩的面积一致。移动桩船，为安装测试装置提供操作空间，然后通过吊装设备将检测装置装设到基桩桩顶上，所述吊装设备包括横臂7及设置在所述横臂7两端的悬臂8，所述悬臂8通过螺栓72可转动连接地设置在所述横臂7的两端并在所述横臂7的一侧形成夹持所述检测装置的容置空间；所述横臂7的另一侧设有至少两个可在所述横臂7上左右滑动的夹具71，所述夹具71设置有配合滚动式桩架从而实现上下滑动的夹持端，夹具71夹紧在桩架上后，会锁住夹具71的横向滑动；所述悬臂8的两端均设有供钢丝绳穿过的吊耳81，便于使用桩船卷扬机进行控制。吊装设备通过夹具71与桩架相连接并固定住检测装置，可协同检测装置在桩架进行上下移动，工作原理同打桩船桩架抱桩器。

S3、移动桩船，使桩锤回到初始桩位，操控卷扬机，使吊装设备上下移动，同时移动检测装置，对好位置，将其放置于桩顶。然后解开吊装设备悬臂8与横臂7之间的螺栓72，然后旋转悬臂8，将悬臂8从检测装置移走，使吊装设备与检测装置分离，最后套上桩锤，进行基桩承载力检测。

S4、检测装置吊装前，打开检测装置内电子检测装置的热点发射模块，启用手机上的数据采集终端程序APP，并启用数据采集终端APP的无线连接功能，连接上电子检测装置，并校准初始读数。然后按照软件操作流程，根据工程实际情况，依次输入推荐或根据实际需要选取的动力参数，调用海利（Hiley）打桩公式，等待测试开始。根据所述电子检测装置所测得的参数值，利用海利打桩公式计算测试结果；

S5、测试完毕，提升桩锤，将吊装设备的悬臂8旋转至与检测装置相连接，拧紧螺栓72，固定好吊装设备的悬臂8和横臂7的连接，移走检测装置。

S6、提升桩锤并利用所述吊装设备将检测装置移到下一待测基桩桩顶上，重复步骤S1到S5进行下一待测基桩承载力的检测。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种桩基承载力检测方法，其特征在于，采用一种桩基承载力检测装置进行配合检测，包括主体、若干辅体及电子检测装置；

所述主体的端面上设置有一可凸出活动的接触部，所述电子检测装置设置在所述主体内部并抵接所述接触部；

若干所述辅体围绕所述主体设置，所述辅体与所述主体间设置有可伸缩的连接件，通过所述主体、所述辅体的端面组成承载力的受力面；

所述辅体包括上层辅体和下层辅体，所述上层辅体和下层辅体之间通过连接联结器进行连接，所述联结器通过连接所述连接件连接所述主体；

所述主体包括上层主体和下层主体，所述上层主体与所述下层主体之间通过连接所述联结器进行连接，所述主体及所述辅体之间的所述联结器通过连接所述连接件进行连接；

所述接触部包括一滑块，所述主体上对应所述滑块开设有供所述滑块上下运动的凹槽；

所述电子检测装置为数显回弹仪，所述数显回弹仪的检测端凸出设置在所述凹槽内并抵接所述滑块；

检测方法包括以下步骤：

S1、移动并提升桩锤，调整所述连接件的长度，使得所述主体与所述辅体组成的受力面的面积与待检测基桩的面积一致，并通过吊装设备将检测装置装设到基桩桩顶上；

通过可收缩伸长的连接件将环形检测装置调整到与待测钢管桩桩径大小相同，使得所述主体与所述辅体组成的受力面的面积与待检测基桩的面积一致，移动桩船，为安装测试装置提供操作空间，所述吊装设备包括横臂及设置在所述横臂两端的悬臂，所述悬臂通过螺栓可转动连接地设置在所述横臂的两端并在所述横臂的一侧形成夹持所述检测装置的容置空间；所述横臂的另一侧设有至少两个可在所述横臂上左右滑动的夹具，所述夹具设置有配合滚动式桩架从而实现上下滑动的夹持端，夹具夹紧在桩架上后，会锁住夹具的横向滑动；所述悬臂的两端均设有供钢丝绳穿过的吊耳，便于使用桩船卷扬机进行控制，吊装设备通过夹具与桩架相连接并固定住检测装置，可协同检测装置在桩架进行上下移动，工作原理同打桩船桩架抱桩器；

S2、移走所述吊装设备，调整桩锤位置并操控卷扬机，进行基桩承载力检测；

移动桩船，使桩锤回到初始桩位，操控卷扬机，使吊装设备上下移动，同时移动检测装置，对好位置，将其放置于桩顶，然后解开吊装设备悬臂与横臂之间的螺栓，然后旋转悬臂，将悬臂从检测装置移走，使吊装设备与检测装置分离，最后套上桩锤，进行基桩承载力检测；

S3、根据所述电子检测装置所测得的参数值，利用海利打桩公式计算测试结果；

S4、提升桩锤并利用所述吊装设备将检测装置移到下一待测基桩桩顶上，重复步骤S1到S3进行下一待测基桩承载力的检测。

2.根据权利要求1所述的桩基承载力检测方法，其特征在于，所述主体呈圆柱形，所述辅体为底面呈扇形的柱体，若干所述辅体以所述主体为圆心环绕排布设置在所述主体的侧面形成圆形受力面。

3.根据权利要求2所述的桩基承载力检测方法，其特征在于，所述辅体的内弧直径与所述主体的直径一致，若干所述辅体可围成一圆环并以该圆环的内圆面抵接所述主体的侧面。

4.根据权利要求1所述的桩基承载力检测方法，其特征在于，还包括手持式数据采集终端，所述手持式数据采集终端可通信连接所述电子检测装置从而实现初始读数校准、输入检测参数及显示检测结果的功能。