CN117344807A - 一种用于检测基桩的竖向承载力装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于基桩承载力检测技术领域，具体涉及一种用于检测基桩的竖向承载力装置及其检测方法，包括第一荷载箱、第二荷载箱和桩体，所述第二荷载箱设置于一段桩和二段桩之间的第二平衡点上，所述第一荷载箱设置于桩体底部的第一平衡点上，所述第一荷载箱和第二荷载箱包括上板、若干液压装置和下板，所述上板、液压装置和下板依次堆叠连接，所述上板顶部和下板底部分别设置有安装槽，还包括若干上位移杆、若干下位移杆、位移传感器、套管、止回阀、加载装置、加压油管、大隔离管和小隔离管，通过以上装置和方法，能够提高对桩体检测数据的准确性，并且有效的提高桩体的垂直度和结构强度。
Description
技术领域
本发明属于基桩承载力检测技术领域，具体涉及一种用于检测基桩的竖向承载力装置及其检测方法。
背景技术
基桩的竖向承载力一般通过静载实验进行检测，较为普遍使用的为自平衡静载实验，自平衡静载实验一般在基桩的平衡点上设置一个荷载箱对基桩的上下部分进行加载，而在单荷载箱静载实验的基础上又提出了双荷载箱静载实验，双荷载箱技术是在桩身不同位置埋设荷载箱，并灵活组合不同荷载箱之间的加载次序，以分段测试的方式获得整桩的极限承载力。通过这种方式，双荷载箱技术可以克服单荷载箱测试中因平衡点选取不准确，造成上段桩、下段桩不能同时破坏，所测承载力偏低的问题。具体来说，对于长桩和大吨位的基桩测试，双荷载箱技术可以更准确地模拟桩身上部的受力情况，为设计提供更为准确的承载力数据。对于桩端压浆前后的承载力对比，双荷载箱技术可以更精细地显示出压浆对桩端承载力的增强效果。对于扩径桩(侧阻小端阻大)的测试，双荷载箱技术可以通过调整荷载箱的位置和加载次序，更准确地评估侧阻和端阻的各自贡献。因此，双荷载箱技术具有更高的测试效率和精度，能够适应更多复杂环境和工程需求，为基桩工程的质量和安全提供更可靠的保障。
授权公告号CN 115233752 B公布的一种基于桩身双荷载箱的反向自平衡试桩法，其确定上、下两个平衡点,将桩分为上段桩、中段桩和下段桩三段；在上段桩顶部以及相邻段桩之间分别设置一个荷载箱，依次记为第一荷载箱、第二荷载箱和第三荷载箱；荷载箱均包括千斤顶和压力传感器；在上段桩顶部设置反力锚固系统,包括反力端板和将反力端板与中段桩锚固相连的锚索；布置位移监测系统，分别监测上段桩、中段桩和下段桩的位移；依次加载第三荷载箱、第二荷载箱和第一荷载箱,根据每次加载的荷载位移曲线得到每段桩的正极限承载力；然后相加得到桩基总极限承载力。
而当试验桩为嵌岩桩时，由于桩端承载力较高，如按常规预埋荷载箱则整桩无承载力平衡点，因此提出了一种用于检测基桩的竖向承载力装置及其检测方法，使其在对嵌岩桩的静载实验能够使用双荷载箱时各桩端受力情况进行检测，以提高检测效率和精度。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于检测基桩的竖向承载力装置及其检测方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明的一种用于检测基桩的竖向承载力检测方法，将桩体分为一段桩和二段桩，将桩体桩端岩层在原设计位置往下多打若干米至第一平衡点处，以使其上的岩层和土层的桩侧阻力和多打的深度为l岩岩层在第一平衡点所处的桩端阻力相平衡，以测得桩端岩层的承载力，通过计算和经验判断确定桩体上第二平衡点，并通过第一荷载箱和第二荷载箱在第一平衡点和第二平衡点处加压并测得桩体极限承载力，第一平衡点处于桩体底部，将第二荷载箱设置于一段桩和二段桩之间的第二平衡点上，将所述第一荷载箱设置于桩体底部的第一平衡点上，所述第二荷载箱设置于第二平衡点上；
对第一荷载箱和第二荷载箱的加载顺序为：
步骤一：对第二荷载箱进行加载，以使第二荷载箱以二桩段位移产生一定的位移稳定后即停止加载，此时荷载箱加载值为Qmax2，则测得其上桩段土层的桩侧阻力为Qmax2；
步骤二：对第一荷载箱进行加载，以使桩端岩层达到其极限值或达到设计要求的应力值σ岩或使上段桩位移达到40mm后待其稳定后即可从停止加载，此时荷载箱加载值为Qmax1，从测得桩端岩层的极限端阻力为Qmax1，则桩端单位阻力实测计算值为σ岩′＝Qmax1/A，
步骤三：通过上述2个步骤可检测出桩端的单位竖向承载力σ岩与桩土层的承载力Qmax2，由此则可将上述2项承载力汇总求和即可求得该桩的整桩单桩竖向极限承载力如下式；
Qu＝(Qmax2-G)/γ+σ岩′A
同时，通过以上步骤也可求得岩层的侧阻力值如下：
因此，在第一平衡点上时，桩体承载力与桩端所受应力值相等，即：
其中ui为桩周长，li为土层厚，土层的侧阻力极限值，l岩为入岩深度，G为桩自重，σ岩为桩底岩承载力极限值或设计要求的设计极限值，A桩端面积，γ为抗拔系数。
进一步的，所述第一荷载箱和第二荷载箱均包括上板、若干液压装置和下板，所述上板、液压装置和下板依次堆叠连接。
进一步的，所述上板顶部和下板底部分别设置有安装槽，所述安装槽为所述上板和下板上设置的双层环形立壁围合而成，所述安装槽用于基桩的安装限位。
进一步的，还包括加载装置和加压油管，所述加载装置设置于基桩外部，所述液压装置上设置有受油口，所述受油口穿过上板并通过所述加压油管与所述加载装置连接。
进一步的，还包括若干上位移杆、若干下位移杆和位移传感器，若干所述上位移杆均匀分布于所述上板顶部并与所述上板顶部可拆卸式连接，所述下位移杆穿过所述上板并均匀分布可拆卸式连接于所述下板上，所述上位移杆和下位移杆与所述位移传感器可拆卸式连接。
进一步的，所述上位移杆和下位移杆外部同轴套接有套管，所述套管可拆卸式连接在上板和下板上，所述上位移杆和下位移杆与套管滑动贴合。
进一步的，所述液压装置包括止回阀，所述止回阀设置于液压装置壳体上，所述止回阀入口端设置于液压装置壳体外部，出口端设置于液压装置壳体内部。
进一步的，若干所述液压装置呈环形阵列设置于上板和下板之间并且所述环形阵列轴心与上板和下板圆心共线。
进一步的，还包括大隔离管和小隔离管，所述上板和下板中心为圆形中空结构，所述大隔离管套设于若干所述液压装置外侧，所述小隔离管连接于上板和下板的圆形中空结构上，使大隔离管、小隔离管、上板和下板之间形成空腔，所述大隔离管和小隔离管底部与所述下板顶部可分离式抵接。
本发明的有益效果为：
(1)通过在桩体上设置双荷载箱，能够有效避免因设置单荷载箱时桩体平衡点计算不准确，导致自平衡静载实验得出的桩体的承载力数据不准确，通过在桩体内设置双荷载箱，能够在做自平衡静载实验时通过对桩体的多次加压并计算，提高检测数据的准确性。
(2)通过在荷载箱上板顶部和下板底部设置由双层环形立壁形成的安装槽，使钢筋笼上的竖向钢筋能够安装于安装槽内，使荷载箱上板和下板上分别连接的钢筋笼能过够保持在同一条轴线上，有效的提高了钢筋笼的垂直度和结构强度。
(3)通过在荷载箱的液压装置内设置止回阀，使止回阀内的液压油无法流出液压装置，而在自平衡静载实验完成之后能将液压装置内的液压油吸出到桩体外部，以及将重新填充在断桩处的混凝土能够被止回阀从液压装置外部吸入液压装置内部，使荷载箱能够与桩体合为一体，避免了液压装置内部的液压油存放在液压装置内对桩体结构强度的影响，提高了桩体的结构强度。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的第一荷载箱和第二荷载箱在嵌岩桩桩体的位置结构示意图；
图2为本发明的第一荷载箱和第二荷载箱的侧面结构示意图；
图3为本发明的第一荷载箱和第二荷载箱的俯视剖面结构示意图；
图4为本发明的第一荷载箱和第二荷载箱的俯视结构示意图；
图5为本发明的第一荷载箱和第二荷载箱在摩擦桩桩体的位置结构示意图。
附图标记说明：1、上板；2、液压装置；3、下板；4、安装槽；5、下位移杆；6、小隔离管；7、套管；8、上位移杆；9、受油口；10、止回阀；11、大隔离管；12、一段桩；13、二段桩；14、第一荷载箱；15、第二荷载箱。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
本发明的一种用于检测基桩的竖向承载力检测方法，将桩体分为一段桩12和二段桩13，将桩体桩端岩层在原设计位置往下多打若干米至第一平衡点处，以使其上的岩层和土层的桩侧阻力和多打的深度为岩层在第一平衡点所处的桩端阻力相平衡，以测得桩端岩层的承载力，通过计算和经验判断确定桩体上第二平衡点，并通过第一荷载箱14和第二荷载箱15在第一平衡点和第二平衡点处加压并测得桩体极限承载力，第一平衡点处于桩体底部，将第二荷载箱15设置于一段桩12和二段桩13之间的第二平衡点上，将所述第一荷载箱14设置于桩体底部的第一平衡点上，所述第二荷载箱15设置于第二平衡点上；
对第一荷载箱14和第二荷载箱15的加载顺序为：
步骤一：对第二荷载箱15进行加载，以使第二荷载箱15以二桩段位移产生一定的位移稳定后即停止加载，此时荷载箱加载值为Qmax2，则测得其上桩段土层的桩侧阻力为Qmax2；
步骤二：对第一荷载箱14进行加载，以使桩端岩层达到其极限值或达到设计要求的应力值σ岩或使上段桩位移达到40mm后待其稳定后即可从停止加载，此时荷载箱加载值为Qmax1，从测得桩端岩层的极限端阻力为Qmax1，则桩端单位阻力实测计算值为σ岩′＝Qmax1/A。
步骤三：通过上述2个步骤可检测出桩端的单位竖向承载力σ岩与桩土层的承载力Qmax2，由此则可将上述2项承载力汇总求和即可求得该桩的整桩单桩竖向极限承载力如下式；
Qu＝(Qmax2-G)/γ+σ岩′A
同时，通过以上步骤也可求得岩层的侧阻力值如下：
因此，在第一平衡点上时，桩体承载力与桩端所受应力值相等，即：
其中ui为桩周长，li为土层厚，土层的侧阻力极限值，l岩为入岩深度，G为桩自重，σ岩为桩底岩承载力极限值或设计要求的设计极限值，A桩端面积，γ为抗拔系数；
如图5所示，当试验桩为摩擦桩时，将第一荷载箱14布置在离桩底0.35Qu处(即一段桩12侧及桩底承载力为整桩极限竖向承载力的35％。)，第二荷载箱15布置在离第一荷载箱14以上0.25Qu处(即在两个荷载箱间的二段桩13的桩侧承载力为整桩承载力的Qu的25％，第二荷载箱15以上为三段桩，其桩侧承载力为整桩承载力的Qu的40％。)。其加载顺序为：
步骤一：先对第一荷载箱14加载，加载至0.35Qu或加载至使一段桩12产生一定位移(此时即认为其承载力基本发挥)稳后即停止加载。(为使试验的后续进行，建议一段桩12的位移达到20mm时即可认为的其极限承载力已基本发挥。)由于此时第一荷载箱14以上二段桩13和三段桩的预估竖向承载力有0.65Qu，因而可有较大概率使一段桩12加载至0.35Qu或其极限值而不使第一荷载箱14以上桩段发生较大位移而无法检测出一段桩12的承载力。
步骤二：对第二荷载箱15加载，加载至0.25Qu或加载至使二段桩13产生一定位移(此时即认为其承载力基本发挥)稳后即停止加载。(为使试验的后续进行，建议二段桩13的位移达到20mm时即可认为的其极限承载力已基本发挥。)由于此时三段桩的预估竖向承载力有0.40Qu，因而可有较大概率二段桩13加载至0.25Qu或其极限值而不使第二荷载箱15以上桩段发生较大位移而无法检测出二段桩13的承载力。
步骤三：继续对第二荷载箱15加载使二段桩13下端与一段桩12顶部接触闭合，然后继续加载使检测三段桩的竖向承载力。由于此时三段桩的预估竖向承载力为0.40Qu，而一段桩12及二段桩13的承载力之和为0.60Qu，因而可有较大概率三段桩加载至0.40Qu或其极限值，从而检测出三段桩的竖向极限承载力。
步骤四：通过上述3个步骤可检测出3段桩体的竖向承载力，由此则可将上述3段桩体汇总求和即可求得该桩的整桩单桩竖向极限承载力。
由于静载试验中需要通过荷载箱对桩体施加压力，而第一荷载箱14需要设置于桩体底部，使第一荷载箱14底部抵接于桩孔底部，第一荷载箱14顶部连接于一段桩12底部，而第二荷载箱15的底部连接一段桩12顶部，第二荷载箱15顶部连接二段桩13底部，为了对桩体施加压力以测得桩体承载力数据，因此在一实施例中，第一荷载箱14和第二荷载箱15包括上板1、若干液压装置2和下板3，所述上板1、液压装置2和下板3依次堆叠连接；
具体的，荷载箱由三部分组成，其中液压装置2用于对桩体施加压力，液压装置2包括了活动端和固定端，而上板1则连接于液压装置2的活动端，下板3则连接于液压装置2的固定端，当液压装置2加压并使活动端开始移动时，荷载箱的上板1和下板3的距离增加，当第一荷载箱14安装于桩体底部，第二荷载箱15安装于桩体的第二平衡点上，并且桩体完成浇筑后，第二荷载箱15加压使桩体第二平衡点处形成断桩，并分裂为一段桩12和二段桩13，而后第一荷载箱14加压对一段桩12和桩孔底部施加压力，以检测桩体的承载力。
由于在桩体内设置两个荷载箱，并且两个荷载箱分别设置于桩体中段和桩体底部，而桩体在与荷载箱连接时还未进行浇筑，因此与荷载箱连接的为桩体内部的钢筋笼，一般的钢筋笼与荷载箱连接时是在计算出桩体的平衡点后对钢筋笼的对应位置进行切割，并将切割后的上下两段钢筋笼的若干竖向钢筋的内侧壁与荷载箱上板1和下板3的外侧壁进行焊接，因此当钢筋笼焊接成型后无法保证其形成完全的圆形，因此也无法保证在将钢筋笼的每根竖向钢筋都能焊接在荷载箱上板1和下板3侧壁，又由于该桩体的钢筋笼被切割成两段，在已经降低了桩体抗拉力和抗压力的情况下由于钢筋笼无法完全与荷载箱焊接而进一步降低了桩体的抗拉力和抗压力，而且在将钢筋笼切割成两段时无法保证对钢筋笼上每根竖向钢筋切割的平齐度，当所有竖向钢筋与荷载箱焊接完成后导致对整根桩体的垂直度造成影响；
因此为了提高实验完成后桩体的质量，在一实施例中，所述上板1顶部和下板3底部分别设置有安装槽4，所述安装槽4为所述上板1和下板3上设置的双层环形立壁围合而成，所述安装槽4用于基桩的安装限位；具体的，荷载箱的上板1顶部和下板3的底部上有突出其平面的双层环形立壁，在双层环形立壁中间为一安装槽4，安装槽4的宽度与钢筋笼上的竖向钢筋的直径相同，使竖向钢筋能够伸入安装槽4中，而双层环形立壁的直径又与钢筋笼的直径相同，因此可以使钢筋笼的所有竖向钢筋刚好可以全部安装于安装槽4中，而当所有竖向钢筋都安装入安装槽4内时，则无需考虑竖向钢筋的平齐度问题，也无须考虑竖向钢筋与荷载箱连接问题，因为钢筋笼的竖向钢筋安装入安装槽4后双层环形立壁的两边内侧壁会对钢筋有限制作用，保证其所有竖向钢筋安装入安装槽4后沿着双层环形立壁垂直安装，不会出现钢筋笼的垂直度出现偏差，而由于荷载箱的上板1和下板3都设置有安装槽4，因此当两段钢筋笼同时安装于上板1顶部和下板3底部的安装槽4时，上段钢筋笼和下段钢筋笼的轴向共线，并且在两段钢筋笼安装完成后对钢筋笼进行焊接，使钢筋笼的所有竖向钢筋与双层环形立壁进行焊接固定，保证其安装后的稳定性，又由于钢筋笼所有竖向钢筋都安装于安装槽4内并进行了焊接，因此荷载箱能对上下两段钢筋笼提供更好的支撑力，在浇筑完成后也能对一段桩12和二段桩13提供更好的支撑力。
由于两个荷载箱安装于钢筋笼上，钢筋笼放置于桩孔内并进行浇筑，在浇筑的混凝土凝结后需要对荷载箱进行加压，因此在一实施例中，还包括加载装置和加压油管，所述加载装置设置于基桩外部，所述液压装置2上设置有受油口9，所述受油口9穿过上板1并通过所述加压油管与所述加载装置连接；
在荷载箱安装于钢筋笼上后，通过加压油管一端安装于液压装置2的受油口9上，加压油管的另一端安装于桩体外部的加载装置上，在桩体浇筑完成以后，通过桩体外部的加载装置对荷载箱施加压力，使荷载箱对桩体施加压力，使桩体形成向上或向下的位移，进而对桩体位移数据进行记录和计算，以求得自平衡静载实验所需的实验数据，以检测改桩体的承载力能否达到设计要求。
由于上述实施例中荷载箱对桩体施加压力，使桩体断桩并分别向上和向下产生位移，当一段桩12和二段桩13产生上下位移后需要对位移数据进行检测和记录，因此在一实施例中，还包括若干上位移杆8、若干下位移杆5和位移传感器，若干所述上位移杆8均匀分布于所述上板1顶部并与所述上板1顶部可拆卸式连接，所述下位移杆5穿过所述上板1并均匀分布可拆卸式连接于所述下板3上，所述上位移杆8和下位移杆5与所述位移传感器可拆卸式连接；
通过在荷载箱上板1上设置上位移杆8和在下板3上设置下位移杆5，又使上位移杆8和下位移杆5另一端与桩体外部的位移传感器连接，当荷载箱加压后使桩体产生位移，即可通过桩体外部的位移传感器检测上位移杆8和下位移杆5的位移得出一段桩12和二段桩13的位移以及处于桩体底部的第一荷载箱14下板3向下的位移情况，而由于第二荷载箱15的下板3处于上板1下方，为了使第二荷载箱15和下位移杆5和套管7连接至桩体外部，因此需要使下位移杆5和下位移杆5的套管7穿过上板1连接至桩体外部，同理，由于第一荷载箱14处于第二荷载箱15下方，因此第一荷载箱14的上位移杆8、下位移杆5和套管7都需要穿过第二荷载箱15与桩体外部的位移传感器连接；
为了使两个荷载箱、上位移杆8、下位移杆5、套管7和位移传感器方便运输和使用，或者根据桩体长度调整上位移杆8、下位移杆5和套管7的长度，因此使两个荷载箱、上位移杆8、下位移杆5、套管7和位移传感器之间都为可拆卸式连接，可以根据需要进行更换。
由于荷载箱以及上位移杆8、下位移杆5和加压油管安装完成后需要将荷载箱和钢筋笼放置于桩孔内，并对桩孔进行混凝土浇筑，在混凝土凝固后进行自平衡静载实验，在自平衡静载实验过程中，需要通过监测上位移杆8和下位移杆5的位移进而检测处桩体的位移，而上位移杆8和下位移杆5连接与荷载箱的上板1和下板3上并连接至桩体外部，因此上位移杆8和下位移杆5在混凝土浇筑过程中会与混凝土结合，导致其无法随着不同分段的桩体的位移而产生位移，因此无法将不同分段的桩体的位移数据传输到位移传感器中；
因此，为了避免上位移杆8和下位移杆5设置于桩体内时混凝土凝固对其检测数据造成影响，因此在一实施例中，上位移杆8和下位移杆5外部同轴套接有套管7，所述套管7可拆卸式连接在上板1和下板3上，所述上位移杆8和下位移杆5与套管7滑动贴合；
通过在上位移杆8和下位移杆5外部同轴套接套管7，并且使套管7可拆卸式连接在荷载箱的上板1和下板3上，而上位移杆8和下位移杆5与相对应的套管7滑动贴合，当对桩体进行浇筑时，套管7外部与混凝土接触并被混凝土固定住，而处于套管7内部的上位移杆8和下位移杆5则还可自由滑动，进而可以对荷载箱上板1和下板3所连接的桩段的上下位移进行检测，而套管7不仅可以作为上位移杆8和下位移杆5的保护装置，由于在静载实验过程中需要通过荷载箱对桩体的平衡点位置施加压力并使桩体形成断桩，在做完静载实验后需要将断桩位置重新填入混凝土，因此在荷载箱处形成断桩后套管7也会在荷载箱的拉力下与荷载箱的下板3分离，因此可在桩体外部通过套管7对荷载箱部位重新填充入混凝土并使其凝固，使桩体能够恢复其结构强度，保证其承载力。
由于荷载箱内存有液压油，当荷载箱通过桩体外部的加压装置加压后，荷载箱对其上板1和下板3连接的桩体施加作用力使桩体断桩，此时荷载箱的上板1以及液压装置2的活动端与荷载箱上段桩体连接，而荷载箱下板3与液压装置2的固定端则与下段桩体连接，因此在加压装置对荷载箱加压后，荷载箱内存在的液压油无法排出，当对桩体的断桩处重新填充混凝土时，由于荷载箱的液压装置2内部与外部没有连通，因此液压装置2内的液压油会被封在桩体内，外部的混凝土也无法进入液压装置2内，因此导致桩体断桩处的结构强度不足，为了提高桩体在自平衡静载实验后的桩体结构强度，需要将荷载箱内部的液压油排出，再使混凝土填充入液压装置2内，使荷载箱与桩体成为一个整体，提高桩体的结构强度；
因此在一实施例中，液压装置2包括止回阀10，所述止回阀10设置于液压装置2壳体上，所述止回阀10入口端设置于液压装置2壳体外部，出口端设置于液压装置2壳体内部；止回阀10设置于液压装置2内，通过对止回阀10的出口端和进口端的方向进行设置，使液压装置2在无外力施压情况下，由于止回阀10在液压装置2壳体内部有弹簧将止回阀10的滚珠顶在止回阀10的通道上，因此液压装置2保持封闭状态，而当液压装置2内部加压时，由于止回阀10的入口端在壳体外部，出口端在壳体内部，因此液压装置2会保持封闭状态，液压装置2内部的液压油不会泄漏到液压装置2外，而在静载实验完成以后，需要对断桩重新填充，需要通过套管7对断桩处进行填入水泥，当水泥填满断桩位置时，通过原本与荷载箱的液压装置2连接的加压油管，在桩体外部提供负压，即将液压装置2内的液压油吸出，此时由于止回阀10的单向流动性，因此一边将液压装置2内的液压油从加压油管吸出，另一方面能将填充在断桩处的混凝土吸进荷载箱内，虽然止回阀10内的弹簧将滚珠在止回阀10通道上向壳体外部方向顶压，但是当负压压力大于弹簧的弹力时，则可使止回阀10外部的混凝土进入液压装置2内，并且在进一步的吸力下使混凝土填充满整个液压装置2内部，并且混凝土沿着加压油管一直吸到桩体外部，使加压油管内也填满混凝土，当混凝土凝固后能够有效提高状体的结构强度。
由于荷载箱使通过若干个液压装置2共同施加压力，为了保证荷载箱施加压力的均匀性，因此需要使液压装置2在荷载箱上均匀分布，因此在一实施例中，若干所述液压装置2呈环形阵列设置于上板1和下板3之间并且所述环形阵列轴心与上板1和下板3圆心共线。
由于上述实施例中通过止回阀10将重新填充在断桩处的混凝土吸进液压装置2内，然而由于止回阀10直接连通至液压装置2壳体外部，其在桩体第一次浇筑混凝土时则有极大可能被混凝土包裹住，导致其无法实现在断桩处重新填充混凝土时将混凝土吸入液压装置2内，因此需要在原本基础上添加一个保护结构，使止回阀10在第一次浇筑混凝土时不会被混凝土包裹，因此在一实施例中，还包括大隔离管11和小隔离管6，所述上板1和下板3中心为圆形中空结构，所述大隔离管11套设于若干所述液压装置2外侧，所述小隔离管6连接于上板1和下板3的圆形中空结构上，使大隔离管11、小隔离管6、上板1和下板3之间形成空腔，所述大隔离管11和小隔离管6底部与所述下板3顶部可分离式抵接；
由于荷载箱为三段式结构，即通过上板1、液压装置2和下板3叠加连接在一起，而上板1和下板3为环形结构，液压装置2则设置于上板1和下板3之间的环形结构上，上板1和下板3中间有圆形的孔洞，并在上板1和下板3的内环上连接有小隔离管6，在上板1和下板3的外环上连接大隔离管11，并且大隔离管11和小隔离管6都与上板1固定连接，而与下板3为可分离式连接，并且能使上板1、下板3、大隔离管11和小隔离管6中间形成的空腔在荷载箱加压前保持密封，使桩体在浇筑混凝土时混凝土不会进入空腔内，使止回阀10不会被混凝土包裹住，而在混凝土凝固并且在做完静载实验时，随着荷载箱的加压会使上板1和下板3分离，因此上板1、下板3、大隔离管11和小隔离管6中间形成的空腔也随之打开，使止回阀10与荷载箱外部连通，在通过套管7对断桩处重新填充混凝土时，在桩体外部通过加压油管同时对液压装置2内施加负压使液压装置2内的液压油先被吸出，然后进一步的将填充入的混凝凝土吸入液压装置2内部并沿着加压油管填充直至桩体顶部，使整个荷载箱的内部和外部都与桩体合为一体，有效的提高了桩体的结构强度，保证了桩体的承载力。
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，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但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简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种用于检测基桩的竖向承载力检测方法，其特征在于，将桩体分为一段桩和二段桩，将桩体桩端岩层在原设计位置往下多打若干米至第一平衡点处，以使其上的岩层和土层的桩侧阻力和多打的深度为l岩岩层在第一平衡点所处的桩端阻力相平衡，以测得桩端岩层的承载力，通过计算和经验判断确定桩体上第二平衡点，并通过第一荷载箱和第二荷载箱在第一平衡点和第二平衡点处加压并测得桩体极限承载力，第一平衡点处于桩体底部，将第二荷载箱设置于一段桩和二段桩之间的第二平衡点上，将所述第一荷载箱设置于桩体底部的第一平衡点上，所述第二荷载箱设置于第二平衡点上；
对第一荷载箱和第二荷载箱的加载顺序为：
步骤一：对第二荷载箱进行加载，以使第二荷载箱以二桩段位移产生一定的位移稳定后即停止加载，此时荷载箱加载值为Qmax2，则测得其上桩段土层的桩侧阻力为Qmax2；
步骤二：对第一荷载箱进行加载，以使桩端岩层达到其极限值或达到设计要求的应力值σ岩或使上段桩位移达到40mm后待其稳定后即可从停止加载，此时荷载箱加载值为Qmax1，从测得桩端岩层的极限端阻力为Qmax1，则桩端单位阻力实测计算值为σ岩′＝Qmax1/A，
步骤三：通过上述2个步骤可检测出桩端的单位竖向承载力σ岩′与桩土层的承载力Qmax2，由此则可将上述2项承载力汇总求和即可求得该桩的整桩单桩竖向极限承载力如下式；
Qu＝(Qmax2-G)/γ+σ岩′A
同时，通过以上步骤也可求得岩层的侧阻力值如下：
因此，在第一平衡点上时，桩体承载力与桩端所受应力值相等，即：
其中ui为桩周长，li为土层厚，土层的侧阻力极限值，l岩为入岩深度，G为桩自重，σ岩为桩底岩承载力极限值或设计要求的设计极限值，A桩端面积，γ为抗拔系数。
2.一种用于检测基桩的竖向承载力装置，其采用如权利要求1所述的一种用于检测基桩的竖向承载力检测方法，其特征在于，所述第一荷载箱和第二荷载箱均包括上板、若干液压装置和下板，所述上板、液压装置和下板依次堆叠连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于检测基桩的竖向承载力装置，其特征在于，所述上板顶部和下板底部分别设置有安装槽，所述安装槽为所述上板和下板上设置的双层环形立壁围合而成，所述安装槽用于基桩的安装限位。
4.根据权利要求2所述的一种用于检测基桩的竖向承载力装置，其特征在于，还包括加载装置和加压油管，所述加载装置设置于基桩外部，所述液压装置上设置有受油口，所述受油口穿过上板并通过所述加压油管与所述加载装置连接。
5.根据权利要求2所述的一种用于检测基桩的竖向承载力装置，其特征在于，还包括若干上位移杆、若干下位移杆和位移传感器，若干所述上位移杆均匀分布于所述上板顶部并与所述上板顶部可拆卸式连接，所述下位移杆穿过所述上板并均匀分布可拆卸式连接于所述下板上，所述上位移杆和下位移杆与所述位移传感器可拆卸式连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于检测基桩的竖向承载力装置，其特征在于，所述上位移杆和下位移杆外部同轴套接有套管，所述套管可拆卸式连接在上板和下板上，所述上位移杆和下位移杆与套管滑动贴合。
7.根据权利要求2所述的一种用于检测基桩的竖向承载力装置，其特征在于，所述液压装置包括止回阀，所述止回阀设置于液压装置壳体上，所述止回阀入口端设置于液压装置壳体外部，出口端设置于液压装置壳体内部。
8.根据权利要求5所述的一种用于检测基桩的竖向承载力装置，其特征在于，若干所述液压装置呈环形阵列设置于上板和下板之间并且所述环形阵列轴心与上板和下板圆心共线。
9.根据权利要求6所述的一种用于检测基桩的竖向承载力装置，其特征在于，还包括大隔离管和小隔离管，所述上板和下板中心为圆形中空结构，所述大隔离管套设于若干所述液压装置外侧，所述小隔离管连接于上板和下板的圆形中空结构上，使大隔离管、小隔离管、上板和下板之间形成空腔，所述大隔离管和小隔离管底部与所述下板顶部可分离式抵接。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1800816A (zh) * | 2006-01-11 | 2006-07-12 | 孔清华 | 桩体自平衡静载荷测定方法 |
| KR20070043282A (ko) * | 2005-10-20 | 2007-04-25 | (주)백경지앤씨 | 양방향 복동식 말뚝재하시험 측정장치 및 측정방법 |
| KR20070052089A (ko) * | 2005-11-16 | 2007-05-21 | 주식회사 삼보지반기술 | 지반에 타설된 콘크리트 말뚝의 지지하중 측정방법 및 그장치 |
| KR20110072136A (ko) * | 2009-12-22 | 2011-06-29 | 성균관대학교산학협력단 | 말뚝 기초시험용 하중 재하 시험장치 |
| CN105839678A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-08-10 | 湖北工业大学 | 一种改进型桩基竖向承载力试验反向自平衡法及试验装置 |
| US20160326708A1 (en) * | 2015-05-07 | 2016-11-10 | Loadtest, Inc. | Device and method for gathering data to model the lateral load response characterization of a pile |
| CN208472711U (zh) * | 2018-05-18 | 2019-02-05 | 上海勘测设计研究院有限公司 | 布置两级荷载箱的自平衡法试验嵌岩桩 |
| CN110514523A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-29 | 广东工业大学 | 一种应力加载组合装置 |
| CN110820816A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 重庆交通大学 | 具备桩身自反力平衡静载试验功能的工程桩及荷载箱 |
| CN111560998A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-08-21 | 杭州大地工程测试技术有限公司 | 用于桩基自平衡检测的设备及应用该设备的检测方法 |
| CN115233752A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-10-25 | 湖北工业大学 | 一种基于桩身双荷载箱的反向自平衡试桩法 |
| CN218116580U (zh) * | 2022-08-09 | 2022-12-23 | 广西岩土新技术有限公司 | 一种多层荷载箱自平衡检测装置 |
-
2023
- 2023-10-20 CN CN202311364470.1A patent/CN117344807A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070043282A (ko) * | 2005-10-20 | 2007-04-25 | (주)백경지앤씨 | 양방향 복동식 말뚝재하시험 측정장치 및 측정방법 |
| KR20070052089A (ko) * | 2005-11-16 | 2007-05-21 | 주식회사 삼보지반기술 | 지반에 타설된 콘크리트 말뚝의 지지하중 측정방법 및 그장치 |
| CN1800816A (zh) * | 2006-01-11 | 2006-07-12 | 孔清华 | 桩体自平衡静载荷测定方法 |
| KR20110072136A (ko) * | 2009-12-22 | 2011-06-29 | 성균관대학교산학협력단 | 말뚝 기초시험용 하중 재하 시험장치 |
| US20160326708A1 (en) * | 2015-05-07 | 2016-11-10 | Loadtest, Inc. | Device and method for gathering data to model the lateral load response characterization of a pile |
| CN105839678A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-08-10 | 湖北工业大学 | 一种改进型桩基竖向承载力试验反向自平衡法及试验装置 |
| CN208472711U (zh) * | 2018-05-18 | 2019-02-05 | 上海勘测设计研究院有限公司 | 布置两级荷载箱的自平衡法试验嵌岩桩 |
| CN110514523A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-29 | 广东工业大学 | 一种应力加载组合装置 |
| CN110820816A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 重庆交通大学 | 具备桩身自反力平衡静载试验功能的工程桩及荷载箱 |
| CN111560998A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-08-21 | 杭州大地工程测试技术有限公司 | 用于桩基自平衡检测的设备及应用该设备的检测方法 |
| CN218116580U (zh) * | 2022-08-09 | 2022-12-23 | 广西岩土新技术有限公司 | 一种多层荷载箱自平衡检测装置 |
| CN115233752A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-10-25 | 湖北工业大学 | 一种基于桩身双荷载箱的反向自平衡试桩法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 中华人民共和国住房和城乡建设部: "建筑基桩自平衡静载试验技术规程JGJ/T 403-2017", 30 September 2017, 中国建筑工程出版社, pages: 13 * |
| 龚成中;何春林;洪静;: "基于自平衡技术双荷载箱测试方法应用分析", 建筑科学, vol. 26, no. 09, 20 September 2010 (2010-09-20), pages 75 - 78 * |
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