CN111677024B - 一种可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置及方法，包括自平衡荷载箱，自平衡荷载箱上侧为上半部分桩结构，自平衡荷载箱下侧为下半部分桩结构；上半部分桩结构与自平衡荷载箱之间设有上圆钢板，上圆钢板与上半部分桩结构钢管桩相焊接，下半部分桩结构与自平衡荷载箱之间设有下圆钢板，下圆钢板与下半部分桩结构钢管桩相焊接；上圆钢板、下圆钢板、上半部分桩结构钢管桩、下半部分桩结构钢管桩之间围成的空腔内安装自平衡荷载箱。本发明在保证桩体可上下移动完成检测目的的同时，也可以满足旋入式螺旋钢管桩在入土过程中对扭矩的要求，同时在自平衡法静载试验检测结束后，可将上下两部分分离桩体重新连接，将测试桩整体拔出，回收再利用。

Description

一种可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置

技术领域

本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置

背景技术

对于桩基础的竖向承载力检测，以前常用的检测方法是堆载法和锚桩法。堆载法是通过在反力平台上堆放压重(如钢筋混凝土块、袋装砂土等)，来提供试验桩加载所需的反力；锚桩法则是在试验桩周围打设锚桩，通过锚桩的抗拔力来提供加载反力。传统的检测方法需解决庞大的荷载来源、安置及运输难题，耗时费力成本高，同时，基桩潜在的承载能力也无法充分发挥，这是桩基础工程领域面临的一大难题。近年来，一种新型的桩基静载试验方法-自平衡法静载试验，在国内外许多超大直径大吨位的桩基础工程中得以大量推广应用。自平衡法静载试验，需要事先把加工好的荷载箱安放到预定位置，同时将高压油管和位移杆引出到试验平台。试验开始后，通过油管向荷载箱加载，荷载便传递到上、下段桩身，其上段桩身的侧阻及自重与下段桩身的侧阻及端阻互相提供反力来维持加载，相应的桩身向上、向下位移通过位移杆或位移丝量测，再按照一定方法将其转换为传统的桩顶加载荷载-位移曲线。该方法具有快捷、省力、试验操作简单方便、不受桥梁基础施工场地限制的优点，对工程的安全快速施工具有重要意义。桩基自平衡法静载试验有上述所述诸多优点，但也有一些问题。因为该方法使用了荷载箱，在检测前，荷载箱上下两部分桩体是简单相连，在检测结束之后，由于荷载箱的加载，上下两部分桩体分离。由于上下两部分桩体是简单相连，因此使用该方法进行检测的试验桩都为灌注桩或者静压桩。

对于采用旋入式施工工艺的螺旋钢管桩，正常的自平衡检测方法就不适用了。因为旋入式螺旋钢管桩因其桩基入土过程是通过旋转压入，桩体上下部分简单的连接无法提供足够大的扭矩，此检测方法无法使用。此外，以往此类试验桩检测结束后，由于桩身已经分离，一般都只能留在土体内，从桩身材料回收再利用以及工程场地再利用的角度考虑，如果能在测试结束后，将桩体整体拔出，则更符合现在绿色节能环保施工的要求。

发明内容

发明的目的是提供一种可回收的螺旋钢管桩的自平衡检测装置，可用于螺旋钢管桩检测其承载力，检测完成后可将整桩拔出回收。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置，包括自平衡荷载箱，自平衡荷载箱上侧为上半部分桩结构，自平衡荷载箱下侧为下半部分桩结构；所述的上半部分桩结构与自平衡荷载箱之间设有上圆钢板，所述的上圆钢板与上半部分桩结构钢管桩相焊接，所述的下半部分桩结构与自平衡荷载箱之间设有下圆钢板，所述的下圆钢板与下半部分桩结构钢管桩相焊接；所述的上圆钢板、下圆钢板、上半部分桩结构钢管桩、下半部分桩结构钢管桩之间围成的空腔内安装自平衡荷载箱；所述的上半部分桩结构、下半部分桩结构相接处采用凹凸形拼接组装方式，使上半部分桩转动时能够带动下半部分桩结构同步旋转。

进一步的，在下半部分桩下圆钢板上方焊接长方体底槽，在上半段桩结构上圆钢板下方对应位置焊接与长方体底槽尺寸相应的钢块。

进一步的，上半部分桩结构的钢管桩与下半部分桩结构的钢管桩之间凹凸拼接，其中上半部分桩结构的钢管桩在相接处为凹形，凹形内具有中间通过弹簧相连的能够向左、右侧弹出的钢销，凹形侧面在相应弹出钢销的位置设有开口；下半部分桩结构的钢管桩在相接处为凸形，在凸形的两腰具有插口；拼接时所述的钢销在弹簧的作用下插入凸形两腰的插口。

进一步的，所述的下半部分桩结构的插口底边到凸形底边之间的距离为L；L需大于当荷载箱加压时至检测结束前，上半部分桩结构与下半部分桩结构之间相分离所产生的最大位移。

进一步的，在上半部分桩结构外周设有上部外保护套，在下半部分桩结构外周设有下部外保护套，所述的上部外保护套和下部外保护套为圆筒状的紧贴桩身的薄钢板。

进一步的，所述的下半部分保护套与上部外保护套相接处重叠，重叠处下半部分保护套置于上半部分保护套外侧。

进一步的，下半部分保护套与上部外保护套相接的重叠部分采用油脂封闭，以防止泥沙进入。

进一步的，所述的长方体底槽及钢块为若干个，均匀分布在自平衡荷载箱周围。

进一步的，所述的自平衡荷载箱为环形结构，所述的上圆钢板、下圆钢板中部均具有相应的空心，并在自平衡荷载箱的环形结构内侧通过增加一个柱状钢板来连接上圆钢板和下圆钢板。

进一步的，所述的上圆钢板上具有导线穿出孔，其中穿入连接自平衡荷载箱和外部计算机，用于将自平衡荷载箱的数据信号通过导线传出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置采用特殊的连接将荷载箱上下两部分桩体相连，在保证桩体可上下移动完成检测目的的同时，也可以满足旋入式螺旋钢管桩在入土过程中对扭矩的要求，同时在自平衡法静载试验检测结束后，可将上下两部分分离桩体重新连接，将测试桩整体拔出，回收再利用。

附图说明

图1：本发明的可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置的结构示意图。

图2：上半部分桩结构、下半部分桩结构相接处的结构示意图。

图3：凹凸拼接的局部放大结构示意图。

图4：长方体底槽及钢块的结构示意图。

图5：上部外保护套和下部外保护套的结构示意图。

图6：自平衡荷载箱为环形结构时的结构示意图。

图中：1-上半部分桩结构，2-下半部分桩结构，3-上圆钢板，4-下圆钢板，5-长方体底槽，6-钢块，7-凹形，8-凸形，9-钢销，10-插口，11-弹簧，12-上部外保护套，13-下部外保护套。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

一种可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置，包括自平衡荷载箱，自平衡荷载箱上侧为上半部分桩结构1，自平衡荷载箱下侧为下半部分桩结构2；所述的上半部分桩结构1与自平衡荷载箱之间设有上圆钢板3，所述的上圆钢板3与上半部分桩结构1钢管桩相焊接，所述的下半部分桩结构2与自平衡荷载箱之间设有下圆钢板4，所述的下圆钢板4与下半部分桩结构2钢管桩相焊接。

所述的上圆钢板3、下圆钢板4、上半部分桩结构1钢管桩、下半部分桩结构2钢管桩之间围成的空腔内安装自平衡荷载箱；所述的上半部分桩结构1、下半部分桩结构2相接处采用凹凸形拼接组装方式，使上半部分桩转动时能够带动下半部分桩结构2同步旋转。

在下半部分桩下圆钢板4上方焊接长方体底槽5，在上半段桩结构上圆钢板3下方对应位置焊接与长方体底槽5尺寸相应的钢块6。

上半部分桩结构1的钢管桩与下半部分桩结构2的钢管桩之间凹凸拼接，其中上半部分桩结构1的钢管桩在相接处为凹形7，凹形7内具有中间通过弹簧11相连的能够向左、右侧弹出的钢销9，凹形7侧面在相应弹出钢销9的位置设有开口；下半部分桩结构2的钢管桩在相接处为凸形8，在凸形8的两腰具有插口；拼接时所述的钢销9在弹簧11的作用下插入凸形8两腰的插口。

所述的下半部分桩结构2的插口10底边到凸形8底边之间的距离为L；L需大于当荷载箱加压时至检测结束前，上半部分桩结构1与下半部分桩结构2之间相分离所产生的最大位移。

在上半部分桩结构1外周设有上部外保护套12，在下半部分桩结构2外周设有下部外保护套13，所述的上部外保护套12和下部外保护套13为圆筒状的紧贴桩身的薄钢板。

所述的下半部分保护套与上部外保护套12相接处重叠，重叠处下半部分保护套置于上半部分保护套外侧。

下半部分保护套与上部外保护套12相接的重叠部分采用油脂封闭，以防止泥沙进入。

所述的长方体底槽5及钢块6为若干个，均匀分布在自平衡荷载箱周围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。对于施工过程中，从中间出土的钢管桩，本发明所述的自平衡荷载箱也可设计为环形结构，所述的上圆钢板3、下圆钢板4中部均具有相应的空心，并在自平衡荷载箱的环形结构内侧通过增加一个柱状钢板来连接上圆钢板3和下圆钢板4。所述的上圆钢板3上具有导线穿出孔，其中穿入连接自平衡荷载箱和外部计算机，用于将自平衡荷载箱的数据信号通过导线传出。任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置，其特征在于：包括自平衡荷载箱，自平衡荷载箱上侧为上半部分桩结构，自平衡荷载箱下侧为下半部分桩结构；所述的上半部分桩结构与自平衡荷载箱之间设有上圆钢板，所述的上圆钢板与上半部分桩结构相焊接，所述的下半部分桩结构与自平衡荷载箱之间设有下圆钢板，所述的下圆钢板与下半部分桩结构相焊接；所述的上圆钢板、下圆钢板、上半部分桩结构、下半部分桩结构之间围成的空腔内安装自平衡荷载箱；所述的上半部分桩结构、下半部分桩结构相接处采用凹凸形拼接组装方式，使上半部分桩转动时能够带动下半部分桩结构同步旋转；

上半部分桩结构与下半部分桩结构之间凹凸拼接，其中上半部分桩结构在相接处为凹形，在相邻两个凹形之间具有中间通过弹簧相连的能够向左、右侧弹出的钢销，凹形侧面在相应弹出钢销的位置设有开口；下半部分桩结构在相接处为凸形，在凸形的两腰具有插口；拼接时所述的钢销在弹簧的作用下插入凸形两腰的插口；

所述的下半部分桩结构的插口底边到凸形底边之间的距离为L；L需大于当荷载箱加压时至检测结束前，上半部分桩结构与下半部分桩结构之间相分离所产生的最大位移。

2.根据权利要求1所述的可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置，其特征在于：在下半部分桩结构下圆钢板上方焊接长方体底槽，在上半部分桩结构上圆钢板下方对应位置焊接与长方体底槽尺寸相应的钢块。

3.根据权利要求1所述的可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置，其特征在于：在上半部分桩结构外周设有上部外保护套，在下半部分桩结构外周设有下部外保护套，所述的上部外保护套和下部外保护套为圆筒状的紧贴桩身的薄钢板。

4.根据权利要求3所述的可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置，其特征在于：所述的下半部分保护套与上部外保护套相接处重叠，重叠处下半部分保护套置于上半部分保护套外侧。

5.根据权利要求3所述的可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置，其特征在于：下半部分保护套与上部外保护套相接的重叠部分采用油脂封闭，以防止泥沙进入。

6.根据权利要求2所述的可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置，其特征在于：所述的长方体底槽及钢块为若干个，均匀分布在自平衡荷载箱周围。

7.根据权利要求1所述的可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置，其特征在于：所述的自平衡荷载箱为环形结构，所述的上圆钢板、下圆钢板中部均具有相应的空心，并在自平衡荷载箱的环形结构内侧通过增加一个柱状钢板来连接上圆钢板和下圆钢板。

8.根据权利要求1所述的可回收的螺旋钢管桩自平衡测试装置，其特征在于：所述的上圆钢板上具有导线穿出孔，其中穿入连接自平衡荷载箱和外部计算机的导线，用于将自平衡荷载箱的数据信号通过导线传出。

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