CN110056020B - 后置劲芯加长混凝土桩试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及后置劲芯加长混凝土桩试验方法，其特征在于：在地面板上依次布设底部平台板和底板承载板，并在底部平台板和底板承载板之间设置输浆槽支撑体和挡水板；将模型箱吊装至底板承载板上，并在模型箱内部预设水平位移测试体和竖向位移测试体；将旧混凝土桩置于模型箱内的设定位置，并在其外侧设置密实度控制体；先通过喷砂装置向模型箱向内喷砂，再同步通过喷水横管上的喷水头喷水和横向压板下压提升外侧填充体的密实度；根据外侧填充体的布设高度，向上调整滑移横撑的位置。本发明方法所采用的结构整体性强、能够有效控制砂土密实度、降低砂土填埋和密实难度，并可同步满足桩身应力测试、桩周外侧填充体横向变形和竖向变形测试要求。

Description

后置劲芯加长混凝土桩试验方法

技术领域

本发明涉及一种结构整体性强、砂土密实度控制准确，并可同步满足桩身应力测试和外侧填充体横向变形和竖向变形测试要求的后置劲芯加长混凝土桩试验方法，属于岩土工程领域，适用于混凝土桩室内模型试验。

背景技术

在传统的室内模型试验中，砂土的密实方法主要包括振冲密实和夯击密实等，通过将砂土分层填入逐层密实，每层砂土的密实度通过取样计算测得。现有的密实度控制方法不够严谨，通过取样测量确定密实度通常会有较大的误差，对试验结果以及结论分析的影响都非常显著。

现有技术中已有的一种砂土快速共振密实方法,该方法使用的施工设备为数头振动器,包括通过吊索悬挂在设备主体悬臂上的横梁,横梁两端又通过钢索设置两个振动头,振动头上设置有进水口,该进水口通过管路连接至高压水泵,其特征在于,所述快速密实方法包括在高压水冲的配合下,将数头振冲器的振动头插入被处理的砂性土中至所需的深度,然后逐级提升振动头,每提升0.5～2米,就地用砂土填入振冲形成的成孔中,停留振动适当时间后继续提升,重复填砂土以及停留振动的步骤直至提升到被处理外侧填充体顶部,其中,所述振动头的间距设置为1～8米,所述振动头的电机功率为75～320KW。该发明不仅施工速度快,而且更加环保,施工成本相比现有方法也可以节省约30％。但是并未涉及外侧填充体的密实度控制等情况、后置劲芯体植入、试验产生的废水同步收集等内容。

鉴于此，为进一步完善异形基桩的试验方法，目前亟待发明一种结构整体性强、砂土密实度控制准确，并可可同步满足桩身应力测试和外侧填充体横向变形和竖向变形测试要求的后置劲芯加长混凝土桩试验装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不但结构整体性强，而且能够准确控制砂土密实度，降低砂土填埋和密实的难度，还可以同步满足桩身应力测试、桩周外侧填充体横向变形和竖向变形测试，并可有效提升竖向荷载和横向荷载控制准确度的后置劲芯加长混凝土桩试验方法。

后置劲芯加长混凝土桩试验方法，其特征在于包括以下试验步骤：

1）模型箱及旧混凝土桩制备：制备满足试验尺寸要求的模型箱，并在模型箱的底板上设置渗水槽孔；采用桩体模具制备旧混凝土桩，在旧混凝土桩的桩芯部位预留劲芯植入孔，在旧混凝土桩的内部预设辅助架设筋，并沿辅助架设筋的竖向均匀间隔设置应变传感器；在劲芯植入孔内插入内侧模板；

2）模型箱安装定位：在地面板上依次布设底部平台板和底板承载板，并在底部平台板和底板承载板之间设置输浆槽支撑体和挡水板；使底部平台板上表面的输浆槽与废水收集池相连；将模型箱吊装至底板承载板上，并在模型箱的外侧设置反力架和仪表固定支架；在模型箱内部预设水平位移测试体和竖向位移测试体，并使水平位移测试体和竖向位移测试体与仪表固定支架相连；在模型箱的内侧设置限位滑轨，在支架撑柱的内侧设置喷砂装置；

3）旧混凝土桩安装定位：将旧混凝土桩置于模型箱内的设定位置，然后在旧混凝土桩外侧设置固定横撑和滑移横撑，并使固定横撑和滑移横撑的另一端分别与支架撑柱和限位滑轨相连；在固定横撑和滑移横撑与旧混凝土桩相接处设置弧形压板；

4）外侧填充体控制性填充：校核旧混凝土桩的横向位置，将输砂管与外部供砂装置相连；在旧混凝土桩的外侧设置密实度控制体；先通过喷砂装置向模型箱向内喷砂，再同步通过喷水横管上的喷水头喷水和横向压板下压提升外侧填充体的密实度；根据外侧填充体的布设高度，向上调整滑移横撑的位置，再重复外侧填充体的填充施工；外侧填充体填充完成后，拆除喷砂装置和密实度控制体；在外侧填充体填充施工时，同步在内侧模板的底端和旧混凝土桩的底端沿横向布设土压力传感器；

5）后置劲芯加长段设置：先将旧混凝土桩的桩芯部位的内侧模板抽出，再插入辅助架设筋，并在辅助架设筋上沿竖向均匀间距粘贴应变传感器，再进行混凝土灌注施工；

6）荷载施加装置布设：在旧混凝土桩的外露端设置横向抱箍，在支架撑柱上设置固定支架和转向滑轮，并使横向抱箍通过固定绳索与横载施加箱连接；固定绳索经转向滑轮转向，并在固定绳索上设置测力计；旧混凝土桩的顶端设置压力分散板和竖向加载装置，并使竖向加载装置的另一端与顶部横梁相接；

7）后置劲芯加长混凝土桩性能测试：通过竖向加载装置和横载施加箱对旧混凝土桩施加竖向荷载和横向荷载，同步通过水平位移测试体和竖向位移测试体观测外侧填充体在不同部位的水平和竖向变形情况；通过土压力传感器观测荷载施加时桩身底端的土压力情况；通过在旧混凝土桩和劲芯体加长段的应变传感器观测桩身应力以及两者之间的差异应变情况。

步骤1）所述模型箱采用钢板与角钢材料焊接而成，横断面呈正方形，立面呈长方形；所述桩体模具由两个半圆形的模具弧板连接而成，在两个模具弧板相接处设置连接转轴和连接耳板；在模具弧板的顶端设置吊装耳板，底部设置排气孔，外表面设置振动器，并在吊装耳板上预留长方形吊槽；在模具弧板上预设撑筋连接栓和撑板凹槽，撑板凹槽的平面形状与内侧撑板相同，并在螺纹撑筋的两端分别设置内侧撑板和转动手柄；通过内侧撑板限定钢筋笼的横向位置。

步骤2）所述底板承载板采用钢板轧制而成，其上预设渗水槽孔和撑柱限位槽；所述反力架由支架撑柱和顶部横梁组成，并使支架撑柱和顶部横梁垂直焊接连接；所述的仪表固定支架采用角钢焊接而成，底部通过支架支撑板与地面板连接；所述水平位移测试体和竖向位移测试体均由测试连杆、测杆端板和变形读数仪组成，并在测试连杆的外侧设置保护套管；所述喷砂装置由喷砂管、砂土喷口和输砂管组成，在喷砂管与支架撑柱之间设置砂管转轴和管道挂杆；在管道挂杆与支架撑柱之间设置挂杆转轴。

步骤3）所述限位滑轨上设置横撑限位槽，所述弧形压板内径与旧混凝土桩相同，弧度角为30~45°；所述固定横撑和滑移横撑均采用螺杆，其固定横撑和滑移横撑上均设置横向紧固螺栓。

步骤4）所述密实度控制体由横向压板、密实度控制探头、密实度传感器、竖向压杆、喷水横管、反力横板和液压加载器组成；所述密实度控制探头和密实度传感器连接，并使密实度传感器与竖向压杆通过传感器横板连接，根据密实度控制探头插入固定深度时密实度传感器的读数情况确定外侧填充体的密实度情况；所述液压加载器的两端分别与反力横板和顶部横梁相接，并根据密实度传感器的读数情况，通过后台控制加压过程。

步骤6）所述的横向抱箍由抱箍螺栓与抱箍耳板组成。

本发明的有益效果：

（1）本发明设置了整体式反力架和底部承载结构，并使竖向与水平加载装置均固定在反力架上，可以实现竖向与水平方向加载；同时在竖向加载的过程中，可以利用模型箱内部外侧填充体的自重，从而实现了荷载施加的自平衡设计。

（2）本发明在荷载施加过程中可以同步满足桩身和后置加长劲芯段的应力应变以及外侧填充体变形测试的要求，提升了测试成果的准确性。

（3）本发明中压实度控制器与密实度控制探头外接电脑设备，可通过密实度控制体对外侧填充体的密实状态进行精确测试；同时，本发明采用喷水与下压向组合的方式对外侧填充体进行压实度控制，降低了压实度控制的难度。

（4）本发明在装置下部的支架底板上预设渗水槽孔，并在底部平台板上设置输浆槽，使输浆槽外侧与废水收集池相连，可减小试验过程中产生的废水对外界环境的影响。

附图说明

图1是本发明后置劲芯加长混凝土桩试验流程图；

图2是本发明外侧填充体控制性填充结构示意图；

图3是本发明后置劲芯加长混凝土桩测试装置示意图；

图4是图2和图3后置劲芯加长体混凝土桩示意图；

图5是是图2和图3底部平台板横断面示意图；

图6是图1桩体模具横截面示意图；

图中：1-模型箱；2-旧混凝土桩；3-渗水槽孔；4-桩体模具；5-辅助架设筋；6-应变传感器；7-内侧模板；8-地面板；9-底部平台板；10-底板承载板；11-输浆槽支撑体；12-挡水板；13-输浆槽；14-废水收集池；15-反力架；16-仪表固定支架；17-水平位移测试体；18-竖向位移测试体；19-限位滑轨；20-支架撑柱；21-喷砂装置；22-固定横撑；23-滑移横撑；24-弧形压板；25-外侧填充体；26-输砂管；27-密实度控制体；28-喷水横管；29-喷水头；30-横向压板；31-土压力传感器；32-劲芯加长段；33-横向抱箍；34-固定支架；35-转向滑轮；36-固定绳索；37-横载施加箱；38-测力计；39-压力分散板；40-竖向加载装置；41-顶部横梁；42-模具弧板；43-连接转轴；44-连接耳板；45-吊装耳板；46-排气孔；47-振动器；48-吊槽；49-撑筋连接栓；50-撑板凹槽；51-内侧撑板；52-螺纹撑筋；53-转动手柄；54-撑柱限位槽；55-支架支撑板；56-测试连杆；57-测杆端板；58-变形读数仪；59-保护套管；60-喷砂管；61-砂土喷口；62-砂管转轴；63-管道挂杆；64-挂杆转轴；65-横撑限位槽；66-横向紧固螺栓；67-密实度控制探头；68-密实度传感器；69-竖向压杆；70-反力横板；71-液压加载器；72-传感器横板；73-抱箍螺栓；74-抱箍耳板；75-劲芯植入孔。

具体实施方式

混凝土配合比设计及浇筑技术要求、现场吊装技术要求、外侧填充体填充技术要求、荷载施加测试技术要求等，本实施方式中不再赘述，重点阐述本发明涉及方法的实施方式。

图1是本发明后置劲芯加长混凝土桩试验流程图，参照图1所示，后置劲芯加长混凝土桩的试验步骤：

1）模型箱1及旧混凝土桩2制备：制备满足试验尺寸要求的模型箱1，并在模型箱1的底板上设置渗水槽孔3；采用桩体模具4制备旧混凝土桩2，在旧混凝土桩2的桩芯部位预留劲芯植入孔75，在旧混凝土桩2的内部预设辅助架设筋5，并沿辅助架设筋5的竖向均匀间隔设置应变传感器6；在劲芯植入孔75内插入内侧模板7；

2）模型箱1安装定位：在地面板8上依次布设底部平台板9和底板承载板10，并在底部平台板9和底板承载板10之间设置输浆槽支撑体11和挡水板12；使底部平台板9上表面的输浆槽13与废水收集池14相连；将模型箱1吊装至底板承载板10上，并在模型箱1的外侧设置反力架15和仪表固定支架16；在模型箱1内部预设水平位移测试体17和竖向位移测试体18，并使水平位移测试体17和竖向位移测试体18与仪表固定支架16相连；在模型箱1的内侧设置限位滑轨19，在支架撑柱20的内侧设置喷砂装置21；

3）旧混凝土桩2安装定位：将旧混凝土桩2置于模型箱1内的设定位置，然后在旧混凝土桩2外侧设置固定横撑22和滑移横撑23，并使固定横撑22和滑移横撑23的另一端分别与支架撑柱20和限位滑轨19相连；在固定横撑22和滑移横撑23与旧混凝土桩2相接处设置弧形压板24；

4）外侧填充体25控制性填充：校核旧混凝土桩2的横向位置，将输砂管26与外部供砂装置相连；在旧混凝土桩2的外侧设置密实度控制体27；先通过喷砂装置21向模型箱1向内喷砂，再同步通过喷水横管28上的喷水头29喷水和横向压板30下压提升外侧填充体25的密实度；根据外侧填充体25的布设高度，向上调整滑移横撑23的位置，再重复外侧填充体25的填充施工；外侧填充体25填充完成后，拆除喷砂装置21和密实度控制体27；在外侧填充体25填充施工时，同步在内侧模板7的底端和旧混凝土桩2的底端沿横向布设土压力传感器31；

5）后置劲芯加长段32设置：先将旧混凝土桩2的桩芯部位的内侧模板7抽出，再插入辅助架设筋5，并在辅助架设筋5上沿竖向均匀间距粘贴应变传感器6，再进行混凝土灌注施工；

6）荷载施加装置布设：在旧混凝土桩2的外露端设置横向抱箍33，在支架撑柱20上设置固定支架34和转向滑轮35，并使横向抱箍33通过固定绳索36与横载施加箱37连接；固定绳索36经转向滑轮35转向，并在固定绳索36上设置测力计38；旧混凝土桩2的顶端设置压力分散板39和竖向加载装置40，并使竖向加载装置40的另一端与顶部横梁41相接；

7）后置劲芯加长混凝土桩性能测试：通过竖向加载装置40和横载施加箱37对旧混凝土桩2施加竖向荷载和横向荷载，同步通过水平位移测试体17和竖向位移测试体18观测外侧填充体25在不同部位的水平和竖向变形情况；通过土压力传感器31观测荷载施加时桩身底端的土压力情况；通过在旧混凝土桩2和劲芯体加长段的应变传感器6观测桩身应力以及两者之间的差异应变情况。

图2是本发明外侧填充体控制性填充结构示意图，图3是本发明后置劲芯加长混凝土桩测试装置示意图，图4是图2和图3后置劲芯加长体混凝土桩示意图，图5是是图2和图3底部平台板横断面示意图，图6是图1桩体模具横截面示意图。参照图1~图6所示，一种后置劲芯加长混凝土桩试验装置及方法，其特征在于制备满足试验尺寸要求的模型箱1，并在模型箱1的底板上设置渗水槽孔3；采用桩体模具4制备旧混凝土桩2；在地面板8上依次布设底部平台板9和底板承载板10，并在底部平台板9和底板承载板10之间设置输浆槽支撑体11和挡水板12；使底部平台板9上表面的输浆槽13与废水收集池14相连；将模型箱1吊装至底板承载板10上；将旧混凝土桩2置于模型箱1内的设定位置，然后在旧混凝土桩2外侧设置固定横撑22和滑移横撑23；校核旧混凝土桩2的横向位置；在旧混凝土桩2的外侧设置密实度控制体27；先通过喷砂装置（21）向模型箱1向内喷砂，再同步通过喷水横管28上的喷水头29喷水和横向压板30下压提升外侧填充体25的密实度；根据外侧填充体25的布设高度，向上调整滑移横撑23的位置，再重复外侧填充体25的填充施工。

模型箱1的尺寸为1000mm×1000mm×1500mm（长×宽×高），周边骨架采用角钢焊接，再由高强螺栓连接可拆卸铁板，立面设置横向劲肋保证强度。

旧混凝土桩2为中空的钢筋混凝土桩，外径为30cm，内径为10cm。

渗水槽孔3的直径为20mm。

桩体模具4采用厚度为1cm的铝合金模板，上部直径为30cm，下部直径为20cm，包括两个半圆形模具弧板42；两个半圆形模具弧板42由连接转轴43连接，连接转轴43采用直径为20mm的栓轴。

辅助架设筋5采用直径为10mm的光面钢筋。

应变传感器6采用BX120-2AA型应变片。

内侧模板7采用尺寸与旧混凝土桩2相配套的PVC管，外径为10cm。

地面板8为混凝土地面，混凝土强度等级为C30。

底部平台板9采用厚度为2mm的钢板制成，横断面呈矩形，其高度分别为2cm和6cm。

底板承载板10采用厚度为10mm的钢板制成，横断面呈矩形，其高度分别为2cm和6cm。

输浆槽支撑体11采用厚度为1cm的钢板轧制而成，其宽度为2cm，长度为20cm。

挡水板12采用不锈钢的厚度为2mm的钢板，高度为1cm。

输浆槽13的宽度为5cm，高度为3cm，横断面呈矩形。

废水收集池14采用容积为1L的水箱。

反力架15由支架撑柱20和顶部横梁41组成，并使支架撑柱20和顶部横梁41垂直焊接连接，其中顶部横梁41与支架撑柱20均采用强度等级为Q235，尺寸为150×150×7×10的H型钢。

仪表固定支架16采用厚度为2mm的角钢焊接而成，底部通过支架支撑板55与地面板8固定连接；支架支撑板55采用厚度为2mm，平面尺寸为5×5cm的钢板轧制而成，与仪表固定支架16焊接连接。

水平位移测试体17和竖向位移测试体18均由测试连杆56、测杆端板57和变形读数仪58组成，并在测试连杆56的外侧设置保护套管59，其中测试连杆56采用φ6的光圆钢筋；测杆端板57采用强度为Q235的钢板切割而成，厚度为2mm；变形读数仪58采用量程为0~50mm，精度为0.01mm的指针式百分表；保护套管59采用直径为10mm的PVC管。

限位滑轨19采用厚度为2cm的钢板轧制而成，其宽度为5cm。

喷砂装置21由喷砂管60、砂土喷口61和输砂管26组成，在喷砂管60与支架撑柱20之间设置砂管转轴62和管道挂杆63；在管道挂杆63与支架撑柱20之间设置挂杆转轴64，其中喷砂管60与输砂管26均采用直径为5cm的钢管；砂土喷口61采用厚度为1mm的钢板轧制而成，横断面呈漏斗形，之间为20cm；砂管转轴62与挂杆转轴64均采用直径为3cm的球铰，可转动角度为0~180°；管道挂杆63采用直径为30mm的钢管。

固定横撑22和滑移横撑23均采用直径为30mm的螺杆，其固定横撑22和滑移横撑23上均设置横向紧固螺栓66；横向紧固螺栓66采用内径为30mm的螺栓。

弧形压板24内径与旧混凝土桩2相同，弧度角为30~45°。

外侧填充体25采用级配良好的砂土。

密实度控制体27由喷水横管28、横向压板30、密实度控制探头67、密实度传感器68、竖向压杆69、反力横板70和液压加载器71组成，其中喷水横管28采用直径为3cm的钢管；横向压板30采用厚度为10mm的不锈钢钢板；密实度控制探头67采用电子式静力触探CPTU探头；密实度传感器68采用电子式传感器，型号与静力触探探头相匹配；竖向压杆69采用直径为60mm的钢管；反力横板70采用强度等级为Q235B，厚度为1cm的钢板轧制而成；液压加载器71采用量程200kN，行程200mm的油压千斤顶。

喷水头29采用节能喷水头。

土压力传感器31采用LY-350型，量程为0~0.5MPa的微型土压力盒。

劲芯加长段32通过在中空的旧混凝土桩2内浇筑混凝土形成，混凝土强度等级为C40。

横向抱箍33由抱箍螺栓73与抱箍耳板74组成，抱箍螺栓73采用直径22mm的不锈钢螺栓；抱箍耳板74平面尺寸为5cm×5cm，材料与桩体模具4相同。

固定支架34采用强度等级为Q235的钢板切割而成，厚度为2mm。

转向滑轮35采用不锈钢轴承大滑轮，直径为10cm。

固定绳索36采用直径为15.2mm的钢索。

横载施加箱37采用φ30的钢筋切割焊接而成的200mm×200mm×500mm长×宽×高长方体钢筋笼，最大载重为100kg。

测力计38的最大量程为500kg。

压力分散板39采用强度等级为Q235B、厚度为1cm的钢板轧制而成。

竖向加载装置40采用量程200kN，行程200mm的油压千斤顶。

顶部横梁41采用强度等级为Q235，尺寸为150×150×7×10的H型钢。

连接耳板44采用厚度为2mm的钢板切割而成。

吊装耳板45采用厚度为10mm的钢板轧制而成，宽度为6cm、长度为10cm，与模具弧板42焊接连接。

排气孔46为直径10mm的圆形出气孔。

振动器47采用额定功率为220V的表面振动器。

吊槽48的形状为长方形，其中长为4cm，宽为2cm。

撑筋连接栓49与螺纹撑筋52尺寸相配套，嵌于桩体模具4的侧壁上。

撑板凹槽50的平面尺寸与内侧撑板51相同，厚度为2mm。

内侧撑板51采用强度为Q235的钢板切割而成，其高度为5cm，宽为2cm，厚度为2mm。

螺纹撑筋52采用φ22的螺杆切割制成。

转动手柄53采用钢板切割，与螺纹撑筋52焊接连接，宽度为2cm，长度为6cm。

撑柱限位槽54的平面尺寸与支架撑柱20尺寸相配套，深度为2mm。

横撑限位槽65的平面尺寸与滑移横撑23尺寸相配套，深度为5mm。

反力横板70采用强度等级为Q235B，厚度为1cm的钢板轧制而成。

传感器横板72采用厚度为2mm的钢板切割而成。

劲芯植入孔75的直径为100mm。

Claims (6)

1.后置劲芯加长混凝土桩试验方法，其特征在于包括以下试验步骤：

1）模型箱（1）及旧混凝土桩（2）制备：制备满足试验尺寸要求的模型箱（1），并在模型箱（1）的底板上设置渗水槽孔（3）；采用桩体模具（4）制备旧混凝土桩（2），在旧混凝土桩（2）的桩芯部位预留劲芯植入孔（75），在旧混凝土桩（2）的内部预设辅助架设筋（5），并沿辅助架设筋（5）的竖向均匀间隔设置应变传感器（6）；在劲芯植入孔（75）内插入内侧模板（7）；

2）模型箱（1）安装定位：在地面板（8）上依次布设底部平台板（9）和底板承载板（10），并在底部平台板（9）和底板承载板（10）之间设置输浆槽支撑体（11）和挡水板（12）；使底部平台板（9）上表面的输浆槽（13）与废水收集池（14）相连；将模型箱（1）吊装至底板承载板（10）上，并在模型箱（1）的外侧设置反力架（15）和仪表固定支架（16）；在模型箱（1）内部预设水平位移测试体（17）和竖向位移测试体（18），并使水平位移测试体（17）和竖向位移测试体（18）与仪表固定支架（16）相连；在模型箱（1）的内侧设置限位滑轨（19），在支架撑柱（20）的内侧设置喷砂装置（21）；

3）旧混凝土桩（2）安装定位：将旧混凝土桩（2）置于模型箱（1）内的设定位置，然后在旧混凝土桩（2）外侧设置固定横撑（22）和滑移横撑（23），并使固定横撑（22）和滑移横撑（23）的另一端分别与支架撑柱（20）和限位滑轨（19）相连；在固定横撑（22）和滑移横撑（23）与旧混凝土桩（2）相接处设置弧形压板（24）；

4）外侧填充体（25）控制性填充：校核旧混凝土桩（2）的横向位置，将输砂管（26）与外部供砂装置相连；在旧混凝土桩（2）的外侧设置密实度控制体（27）；先通过喷砂装置（21）向模型箱（1）向内喷砂，再同步通过喷水横管（28）上的喷水头（29）喷水和横向压板（30）下压提升外侧填充体（25）的密实度；根据外侧填充体（25）的布设高度，向上调整滑移横撑（23）的位置，再重复外侧填充体（25）的填充施工；外侧填充体（25）填充完成后，拆除喷砂装置（21）和密实度控制体（27）；在外侧填充体（25）填充施工时，同步在内侧模板（7）的底端和旧混凝土桩（2）的底端沿横向布设土压力传感器（31）；

5）后置劲芯加长段（32）设置：先将旧混凝土桩（2）的桩芯部位的内侧模板（7）抽出，再插入辅助架设筋（5），并在辅助架设筋（5）上沿竖向均匀间距粘贴应变传感器（6），再进行混凝土灌注施工；

6）荷载施加装置布设：在旧混凝土桩（2）的外露端设置横向抱箍（33），在支架撑柱（20）上设置固定支架（34）和转向滑轮（35），并使横向抱箍（33）通过固定绳索（36）与横载施加箱（37）连接；固定绳索（36）经转向滑轮（35）转向，并在固定绳索（36）上设置测力计（38）；旧混凝土桩（2）的顶端设置压力分散板（39）和竖向加载装置（40），并使竖向加载装置（40）的另一端与顶部横梁（41）相接；

7）后置劲芯加长混凝土桩性能测试：通过竖向加载装置（40）和横载施加箱（37）对旧混凝土桩（2）施加竖向荷载和横向荷载，同步通过水平位移测试体（17）和竖向位移测试体（18）观测外侧填充体（25）在不同部位的水平和竖向变形情况；通过土压力传感器（31）观测荷载施加时桩身底端的土压力情况；通过在旧混凝土桩（2）和劲芯体加长段的应变传感器（6）观测桩身应力以及两者之间的差异应变情况。

2.根据权利要求1所述的后置劲芯加长混凝土桩试验方法，其特征在于：步骤1）所述模型箱（1）采用钢板与角钢材料焊接而成，横断面呈正方形，立面呈长方形；所述桩体模具（4）由两个半圆形的模具弧板（42）连接而成，在两个模具弧板（42）相接处设置连接转轴（43）和连接耳板（44）；在模具弧板（42）的顶端设置吊装耳板（45），底部设置排气孔（46），外表面设置振动器（47），并在吊装耳板（45）上预留长方形吊槽（48）；在模具弧板（42）上预设撑筋连接栓（49）和撑板凹槽（50），撑板凹槽（50）的平面形状与内侧撑板（51）相同，并在螺纹撑筋（52）的两端分别设置内侧撑板（51）和转动手柄（53）；通过内侧撑板（51）限定钢筋笼的横向位置。

3.根据权利要求1所述的后置劲芯加长混凝土桩试验方法，其特征在于：步骤2）所述底板承载板（10）采用钢板轧制而成，其上预设渗水槽孔（3）和撑柱限位槽（54）；所述反力架（15）由支架撑柱（20）和顶部横梁（41）组成，并使支架撑柱（20）和顶部横梁（41）垂直焊接连接；所述的仪表固定支架（16）采用角钢焊接而成，底部通过支架支撑板（55）与地面板（8）连接；所述水平位移测试体（17）和竖向位移测试体（18）均由测试连杆（56）、测杆端板（57）和变形读数仪（58）组成，并在测试连杆（56）的外侧设置保护套管（59）；所述喷砂装置（21）由喷砂管（60）、砂土喷口（61）和输砂管（26）组成，在喷砂管（60）与支架撑柱（20）之间设置砂管转轴（62）和管道挂杆（63）；在管道挂杆（63）与支架撑柱（20）之间设置挂杆转轴（64）。

4.根据权利要求1所述的后置劲芯加长混凝土桩试验方法，其特征在于：步骤3）所述限位滑轨（19）上设置横撑限位槽（65），所述弧形压板（24）内径与旧混凝土桩（2）相同，弧度角为30~45°；所述固定横撑（22）和滑移横撑（23）均采用螺杆，其固定横撑（22）和滑移横撑（23）上均设置横向紧固螺栓（66）。

5.根据权利要求1所述的后置劲芯加长混凝土桩试验方法，其特征在于：步骤4）所述密实度控制体（27）由横向压板（30）、密实度控制探头（67）、密实度传感器（68）、竖向压杆（69）、喷水横管（28）、反力横板（70）和液压加载器（71）组成；所述密实度控制探头（67）和密实度传感器（68）连接，并使密实度传感器（68）与竖向压杆（69）通过传感器横板（72）连接，根据密实度控制探头（67）插入固定深度时密实度传感器（68）的读数情况确定外侧填充体（25）的密实度情况；所述液压加载器（71）的两端分别与反力横板（70）和顶部横梁（41）相接，并根据密实度传感器（68）的读数情况，通过后台控制加压过程。

6.根据权利要求1所述的后置劲芯加长混凝土桩试验方法，其特征在于：步骤6）所述的横向抱箍（33）由抱箍螺栓（73）与抱箍耳板（74）组成。