CN117432010A - 一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测方法和检测结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于基桩承载力检测技术领域，具体涉及一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测方法和检测结构，包括荷载箱，荷载箱包括上板、液压装置和下板，所述上板、液压装置和下板逐层堆叠连接，下板为双层镂空结构；双层镂空结构为两层镂空的钢板，并且所述两层镂空钢板通过中间的环形镂空立壁连接，所述液压装置有若干个，若干所述液压装置的储油箱相互连通，还包括上位移管、下位移管和套管，上位移管和下位移管分别连接在上板和下板上，套管套接于上位移管和下位移管外部，所述上板上设置有安装板，安装板用于钢筋笼的安装定位，荷载箱设置于扩大头桩的底部，通过以上结构提高了扩大头桩自平衡静载实验时桩体的结构强度和荷载箱的安装效果。

Description

一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测方法和检测结构

技术领域

本发明属于基桩承载力检测技术领域，具体涉及一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测方法和检测结构。

背景技术

随着高层建筑物和大型桥梁的建设，建筑物的载荷越来越重，建筑物基桩承载力的要求也越来越高，传统的基桩静载实验方法因其自身的局限性，越来越难以胜任大吨位的基桩静载实验任务，因此自平衡法应运而生，自平衡法的核心装置是一个由液压装置上下连接板及位移装置组成的荷载箱，实验前将荷载箱安装于桩体钢筋笼的平衡点位置，与钢筋笼焊接为一体，并分别在荷载箱上下板安装位移管，在将钢筋笼放入桩孔并浇筑混凝土后通过加压装置对荷载箱加压并通过传感器记录桩体受力情况和位移情况。

现有的基桩除了等截面的基桩外，还有扩大头桩，扩大头桩是一种桩基处理技术，通过在桩底或桩侧增加扩大头，以增加桩的承载力和减少桩的数量，从而节省工程成本，扩大头桩包括等截面段和变截面段，当对具有扩大头的桩进行自平衡静载试验以测得其单桩竖向抗压承载力时，需要通过计算和经验判断桩体的平衡点，桩体的平衡点为下段桩端部受土体的阻力加上土体对下段桩侧面的摩擦力与上段桩的重力加上上段桩与土体的摩擦力相同时的位置，现有技术的常规做法是将荷载箱埋置于等截面段和变截面段之间的交界处，以测出桩体等截面段的竖向承载力及扩大头部分的竖向承载力，但在电力线路工程中具有扩大头桩的等截面段一般是小于10米的，当荷载箱置于变截面处时，该截面处可能会引起抗剪和抗弯承载力不足，因此荷载箱不能埋置于变截面处而只能埋置于桩底。

而当荷载箱埋置于桩底时又会产生新的问题，即现有的荷载箱的结构由多个液压装置、上板和下板组合而成，多个液压装置位于上板和下板之间，并且上板和下板为圆形，多个液压装置在上板和下板之间形成环形阵列，而在对多个液压装置增加压力时是通过多个液压油管单独对每个液压装置提供油压，导致多个液压装置的油压存在微小的差别，导致在做静载实验时对桩体底部提供的力不均衡，并且现有的荷载箱是固定连接于桩体的平衡点，因此上板与下板分别与钢筋笼的上下段连接，因此荷载箱的下板为平面，但是若将现有的荷载箱埋置于桩底，下板与桩底会产生较小的缝隙，则会出现在浇筑混凝土后混凝土没有完全进入下板与桩底之间的缝隙中，荷载箱与桩底没有形成好的结合，导致在做静载实验时数据会出现误差以及对后续桩体使用造成安全隐患。

基于此，需要设计一种扩大头桩在进行自平衡静载实验的新的检测方法和检测结构。

发明内容

为解决现有技术中存在的荷载箱放置于桩体的等截面段和变截面段的交界处时该截面处可能会引起抗剪和抗弯承载力不足问题，本发明提供了一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测方法和检测结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测方法，其特征在于，首先将桩体分为等截面段桩体和变截面段桩体，所述等截面段桩体底部同轴固定连接于所述变截面段桩体顶部，然后将荷载箱设置于变截面段桩体底部，并在用混凝土浇筑前与桩体钢筋笼底部钢筋固定连接，通过荷载箱在桩体浇筑混凝土凝固后加压并检测桩体单桩竖向抗压承载力。

一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测结构，所述荷载箱包括上板、液压装置和下板，所述上板、液压装置和下板逐层堆叠连接，所述下板为双层镂空结构；

所述双层镂空结构为两层镂空的钢板，并且所述两层镂空结构通过中间的环形镂空立壁连接。

进一步的，所述液压装置有若干个，若干所述液压装置在上板和下板之间基于上板和下板的轴心形成环形阵列，若干所述液压装置的储油箱相互连通。

进一步的，其中一所述液压装置上设置有受油口，所述上板上在受油口对应位置设置有圆孔，所述受油口通过液压油管与加载装置连接。

进一步的，还包括上位移管、下位移管和两套管，所述上位移管一端可拆卸式连接于上板上，所述下位移管一端穿过所述上板并可拆卸式连接于下板上，所述上位移管和下位移管另一端可拆卸式连接于位移传感器上，两套管分别同轴套接于所述上位移管和下位移管外部，且两套管分别与上板和下板可拆卸式连接。

进一步的，所述上位移管和下位移管有若干根，若干所述上位移管和下位移管设置于所述上板和下板的不同部位。

进一步的，所述上板上设置有安装板，所述安装板为所述上板上环形立壁围合而成，所述安装板用于桩体的安装定位。

进一步的，所述液压装置包括活动端和固定端，所述活动端固定于下板上，所述固定端固定于上板上，所述液压装置用于控制上板和下板之间的距离。

进一步的，所述上板和下板为中心挖空的环形结构，所述环形镂空立壁两端分别连接上板和下板的内环边缘，并且向上凸出于所述上板平面。

本发明的有益效果为：

(1)通过使荷载箱下板为双层镂空结构的钢板，并且两层镂空钢板通过中间的环形镂空立壁连接，能够有效避免荷载箱埋置于桩孔底部并且在浇筑混凝土时荷载箱底部或者侧面会与桩孔底部和侧面形成空腔，造成桩体底部结构强度不足的问题，能够有效保证桩体浇筑后的质量。

(2)通过在荷载箱上板上设置安装板，使钢筋笼底部的竖向钢筋在与荷载箱连接时能够与安装板侧面和底部抵接，并使钢筋笼底部竖向钢筋与荷载箱上板的安装板进行焊接，提高钢筋笼和荷载箱的连接强度和保证荷载箱与钢筋笼连接时的平行状态。

(3)通过将荷载箱埋设与桩孔底部，能够避免当荷载箱置于变截面处时，该截面处可能会引起抗剪和抗弯承载力不足的问题，能够有效提高桩体的抗剪切力和抗弯承载力。

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为本发明的荷载箱侧面结构示意图；

图2为本发明的荷载箱俯视剖面结构示意图；

图3为本发明的荷载箱俯视结构示意图；

图4为本发明的桩体和荷载箱位置关系图；

图5为本发明的桩体变截面段锥体结构示意图；

图6为本发明的桩体和荷载箱的受力分析图

附图标记说明：1、上板；2、液压装置；3、下板；4、安装板；5、储油箱；6、立壁；7、下位移管；8、上位移管；9、受油口；10、通孔；11、荷载箱；12、变截面段；13、等截面段；14、区域1土体；15、区域2土体。

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。

一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测方法，由于在做扩大头桩自平衡静载实验以测得其单桩竖向抗压承载力时，需要通过计算和经验判断桩体的平衡点位置，桩体的平衡点为下段桩端部受土体的阻力加上土体对下段桩侧面的摩擦力与上段桩的重力加上上段桩与土体的摩擦力相同时的位置，在扩大头桩上其平衡点处于等截面段13和变截面段12的交界处或者靠近交界处，将荷载箱11埋置于等截面段13和变截面段12之间的交界处，该截面处可能会引起抗剪和抗弯承载力不足，因此荷载箱11不能埋置于变截面处，因此在一实施例中，首先将桩体分为等截面段13桩体和变截面段12桩体，所述等截面段13桩体底部同轴固定连接于所述变截面段12桩体顶部，然后将荷载箱11设置于变截面段12桩体底部，并在用混凝土浇筑前与桩体钢筋笼底部钢筋固定连接，通过荷载箱11在桩体浇筑混凝土凝固后加压并检测桩体单桩竖向抗压承载力；

因此如图4所示，与现有技术中进行自平衡静载实验时将荷载箱11设置于桩体的等截面段13和变截面段12的交界处不同，本方案中将荷载箱11设置于扩大头桩底部能够有效提高桩体的结构强度，避免桩体在进行自平衡静载实验时荷载箱11放置区域在水平方向的应力作用下出现折断，或者桩体荷载箱11上下部分出现折弯的现象，使桩体的整体性更强更加安全可靠。

当荷载箱11埋置于桩底时且进行加载至极限值N时，桩底土体承载力可通过测得的单位应力P₁＝N/A(A为荷载箱11底面积)后再乘以A^′而得桩底土的承载力Q_ud。此时桩体受力N包含了桩体自重W、桩截面段摩阻力N₂、土体对桩扩大头垂直于其斜面的正应力P₂及土体对扩大头斜面的摩阻力μP₂(μ为土和桩表面的摩擦系数)，易知自重W为已知项，要求得等截面段13桩体承载力N₃，则必须分析求得P₂和μP₂对桩扩大头处的影响。

由图6所示，扩大头桩所处的区域1土与区域2土为同一层土，在自平衡静载试验达到极限值时荷载箱11加载值为N，桩体扩大头处垂直于其斜表面的力为N₁，扩大头处平行于其斜面的摩阻力为N₂，桩体变截面处以上桩的受力为N₃，扩大头斜面处单位土阻力为P₂(方向垂直于斜面向下)，平行于表面的单位摩阻力μP₂(方向为平行于扩大头斜面向下)，等截面桩身直径为d，扩大头斜面与平面的夹角为θ。其中，μ为土与扩大头表面混凝土的摩擦系数，A′为扩大头底部面积，桩自重为W。

如图5所示，土体阻力垂直于扩大头桩斜面的作用力N₁如下式(1)：

N₁＝P₂×(πr²+dr)/cosθ (1

其中(πr²+dr)/cosθ为扩大头处锥体的侧表面积。

则其对桩的竖直向下的分力N_1y如下式(2)：

土体对扩大头桩平行于其斜面的摩阻力N₂如下式(3)：

N₂＝μN₁＝μP₂(πr²+dr)/cosθ (3

则其对桩的竖直向下的分力N_2y如下式(4)：

则土对扩大头桩的竖向合力N_1y+N_2y为式(5)：

N_1y+N_2y＝P₂(πr²+dr)+μP₂(πr²+dr)tanθ＝P₂(πr²+dr)(1+μtanθ) (5

由图6所示，由于区域1土体14和区域2土体15为同一种土且性质一致，而区域1土体14三维受力，区域2土体15在其桩顶以上无侧限，所以荷载箱11设置于桩底时并通过对荷载箱11加压，使荷载箱11同时对桩底和扩大头桩施加压力，此时在区域1土体14桩底处向下压做平板载荷试验比在区域2土体15沿扩大头斜面处倾斜向上压做平板载荷试验产生相同单位位移所需的单位应力大，即在桩底和垂直于斜面处土体产生相同位移时有以下关系式(6)：

P₁＞＞P₂ (6

因为其存在式(6)的关系，因此，可以通测得桩底处区域1土体14的P～s曲线来代替区域2土体15的P～s曲线，且其结果偏保守。

地基承载力曲线(P～s曲线)是指在某一区域内，地基承载力与地基沉降之间的关系曲线，通常当施加一定压力载荷于地基上时，地基会产生沉降，并且承载力也会相应增加，P～s曲线能够描述这种关系。P～s曲线通常呈现一种非线性的关系，即当压力载荷增加时，地基承载力的增加速率逐渐减小。这是由于地基材料在初始阶段的压实和变形过程中，随着沉降的增加，土体的颗粒重新排列、压实和变形。在这一过程中，土体的结构、颗粒间的摩擦和土体的抗剪强度都会发生变化，因此地基的承载力也会随之变化。

通过上述内容即可求得荷载箱11在桩底对桩加载时土对扩大头的坚直向下的作用力N_1y+N_2y的保守值，即下式(7)关系：

N_1y+N_2y＝P₂(πr²+dr)(1+μtanθ)＜＜P′₁(πr²+dr)(1+μtanθ) (7

其中式(7)中P′₁为据区域1土体14的P～s曲线取得荷载箱11上位移所对应的应力值。

则图6所示当荷载箱11加载至桩的极限承载力N时，桩体变截面处以上的受力N₃为桩体极限承载力减去变截面段12受土体阻力和摩擦力之和，如下式(8)：

N₃＝N-(N_1y+N_2y)＝N-P₂(πr²+dr)(1+μtanθ)＞＞N-P′₁(πr²+dr)(1+μtanθ) (8

区域1土体14对桩的竖向承载力为下式(9)：

Q_ud＝P₁A′ (9

综上所述，上述桩的单桩竖向承载力为下式(10)：

其中，γ为抗拔系数，抗拔系数γ是指由水平荷载引起的基础抵抗力与基础土壤抗拔力之比，

综上所述，通过对自平衡静载试验桩承载力的分析，能够得出扩大头桩单桩竖向承载力的计算方式。

由于本发明中荷载箱11设置于扩大头桩底部，因此荷载箱11在桩体底部时由于荷载箱11底部与桩孔底部接触面较大，在对桩孔进行浇筑混凝土时混凝土的流动性不足，无法完全流入荷载箱11底部与桩孔底部的接触面的缝隙中，导致完成对桩体的浇筑之后，在进行自平衡静载实验加压过程中，由于荷载箱11底部部分位置没有填充混凝土而无法提供足够的支撑力，导致荷载箱11加压时会出现倾斜或者偏移，导致实验收集的数据不够准确，桩体底部也不够稳固，因此如图1-3所示，本发明的一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测结构，包括荷载箱11，所述荷载箱11包括上板1、液压装置2和下板3，所述上板1、液压装置2和下板3逐层堆叠连接，所述下板3为双层镂空结构；

所述双层镂空结构为两层镂空的钢板，并且所述两层镂空钢板通过中间的环形镂空立壁6连接；

由于本发明主要用于扩大头桩的单桩竖向抗压承载力的检测，用于检测单桩竖向抗压承载力的是荷载箱11，为了防止当荷载箱11置于变截面处时，该截面处可能会引起抗剪和抗弯承载力不足，因此荷载箱11不能埋置于变截面处而只能埋置于桩底，由于需要将荷载箱11埋置于桩底，在对桩孔内进行浇筑时荷载箱11底部与桩孔底部会产生较小的缝隙，而浇筑的混凝土由于其自身存在一定粘稠度，因此无法像水一样流入每个缝隙中，因此荷载箱11底部与桩孔底部之间的缝隙会形成空腔，导致浇筑完成的桩体没有完全与桩孔底部抵接，而在做静载实验时桩孔底部会承受较大的压力，因此当桩孔底部与荷载箱11底部存在空腔时会造成实验时荷载箱11受到的反作用力不均匀，会造成实验数据出现误差；

因此为了使荷载箱11埋置于桩孔底部并且在进行混凝土浇筑时能够使混凝土浇筑到桩孔内的各个角落，因此使下板3为镂空结构，并且为了使浇筑混凝土后进行静载实验时下板3能为整个桩体以及荷载箱11提供稳定地基础，以保证静载实验数据的准确性，因此使下板3为双层的镂空结构，当对桩体进行浇筑时混凝土会进入下板3的双层镂空结构中，在混凝土凝固后即可为桩体和荷载箱11提供稳定的基础，在对荷载箱11加压时能使桩体和荷载箱11下部的土层均衡受力，提高实验数据的准确度。

由于桩体底部横截面积较大，为了使处于桩底的荷载箱11能够对桩体施加足够的作用力，也为了使荷载箱11对桩体施加的作用力能够平衡，因此在一实施例中，液压装置2有若干个，若干所述液压装置2在上板1和下板3之间基于上板1和下板3的轴心形成环形阵列，若干所述液压装置2的储油箱5相互连通；

由于荷载箱11是由多个液压装置2组成，而液压装置2中有储油箱5用于存储液压油，储油箱5通过与外部的加压装置连通来调节压力，因此外部的加压装置需要通过多个加压油管与储油箱5连通，并通过多个加压油管对每一个储油箱5单独加压，而每个储油箱5单独加压会导致加压不均匀，进而使荷载箱11对桩体不同位置施加的作用力存在微小的差异，而静载实验对桩体每个部位的位移数据的精准度都有较高的要求，因此为了使每个液压装置2输出的作用力保持同步并且输出的压力相同，通过使荷载箱11上所有的液压装置2的储油箱5相互连通，保证了每个液压装置2的输出的压力相同并且同步，而且通过使多个液压装置2的储油箱5连通，能够避免现有技术中通过一个主加压油管分成若干个小加压油管过程中需要使用转接头转接的问题，而且由于桩体在浇筑混凝土后混凝土凝固也会对加压油管转接头造成挤压或者使转接头变形，因此使用转接头转接也会有概率导致转接头与加压油管松动导致液压油泄漏，因此通过使多个液压装置2的储油箱5连通能够有效降低设备故障率，提高荷载箱11工作时的稳定性。

由于上述实施例中荷载箱11中多个液压装置2的储油箱5连通，因此不需要给每个液压装置2单独提供液压油并且施加压力，因此在一实施例中，其中一所述液压装置2上设置有受油口9，所述上板1上在受油口9对应位置设置有圆孔，所述受油口9通过液压油管与加载装置连接；受油口9用于与加压油管连接，由于荷载箱11上的多个液压装置2的储油箱5都相互连通，因此只需要一个液压装置2上设置有受油口9即可实现对所有液压装置2提供作用力，不仅减少了上述实施例中的转接头，还能减少每个液压装置2都需要设置的受油口9，只需要保留一个受油口9，在减少转接头和受油口9的情况下能够有效减少设备的故障率，并且提高荷载箱11对桩体不同位置施加作用力的稳定性和平衡性，提高对对桩体静载实验检测的准确度。

在上述实施例中荷载箱11中液压装置2施加压力使桩体造成竖直方向上的为以后，需要对桩体位移数据进行检测，因此在一实施例中，还包括上位移管8、下位移管7和两套管，所述上位移管8一端可拆卸式连接于上板1上，所述下位移管7一端穿过所述上板1并可拆卸式连接于下板3上，所述上位移管8和下位移管7另一端可拆卸式连接于位移传感器上，两套管分别同轴套接于所述上位移管8和下位移管7外部，且两套管分别与上板1和下板3可拆卸式连接；

由于荷载箱11在对桩体施加压力后不仅桩体会在荷载箱11作用力下上移，又因为桩体本身自重较重，又在桩体侧面与土层侧面的摩擦力下，因此荷载箱11本身也会在反作用力下向下方的土层下移，因此不仅需要检测桩体的上移数据，还需要检测荷载箱11的下移数据，因此需要通过上位移管8和下位移管7进行检测，上位移管8连接在荷载箱11的上板1上，而荷载箱11上板1又与桩体钢筋笼连接，因此通过检测荷载箱11上板1的位移数据即可得到桩体的位移数据，而下位移管7连接在荷载箱11的下板3上，由于下板3处于上板1的下方，因此下位移管7需要通过上板1上开设的通孔10并通过通孔10与下板3连接，荷载箱11在工作时会使荷载箱11所处的部分的桩体在压力的作用力下断裂开，荷载箱11的上板1和下板3的距离也会增加，此时通过检测上位移管8和下位移管7的位移数据，并通过外部的位移传感器对位移数据进行收集和分析；

由于上位移管8和下位移管7分别连接在荷载箱11的上板1和下板3上，在完成荷载箱11、加压油管以及上位移管8和下位移管7的安装后需要对桩孔内进行浇筑混凝土，使混凝土与荷载箱11和钢筋笼结合为完整的桩体结构，因此在浇筑的混凝土凝结后上位移管8和下位移管7会在混凝土凝结固定住，无法在做静载实验时产生有效的位移，因此为了使上位移管8和下位移管7在混凝土凝结后仍能实现上下移动，因此需要在上位移管8和下位移管7外部套接套管，使上位移管8和下位移管7能够在套管内部滑动，而套管一端也与荷载箱11的上板1和下板3可拆卸式连接，因此能够保证在浇筑混凝土时混凝土不会进入套管中，因此也能保证上位移管8和下位移管7能够在套管内滑动。

上述实施例中只提供了一个上位移管8和一个下位移管7，然而在实际检测中，由于荷载箱11截面积较大，并且荷载箱11在桩孔底部存在往一侧歪斜的概率，当只有一个上位移管8和一个下位移管7时，如果荷载箱11刚好基于上位移管8或者下位移管7的位置为圆心而倾斜，则上位移管8和下位移管7无法检测到荷载箱11处于倾斜状态，导致桩体底部出现变形，以至于得出错误的实验数据，因此在一实施例中，上位移管8和下位移管7有若干根，若干所述上位移管8和下位移管7设置于所述上板1和下板3的不同部位；

通过若干跟上位移管8和下位移管7设置于荷载箱11上板1和下板3的不同位置并同时进行检测，当荷载箱11其中一侧倾斜时也能被及时发现，能有效提高对荷载箱11状态的检测和进行自平衡静载实验时对桩体和荷载箱11上下位移数据的检测，提高实验的安全性和实验数据的准确性。

由于荷载箱11需要与钢筋笼进行连接，通过将钢筋笼底部的竖向的钢筋内侧面焊接到荷载箱11上板1侧面，使钢筋笼与荷载箱11形成一个整体，而钢筋笼上伸出的竖向钢筋数量较多并且每条钢筋的长度不完全相同，因此在焊接时无法保证钢筋笼上的竖向钢筋与荷载箱11上板1焊接完成后能够使荷载箱11处于水平状态，因此在一实施例中，上板1上设置有安装板4，所述安装板4为所述上板1上环形立壁6围合而成，所述安装板4用于钢筋笼的安装定位；

通过在荷载箱11上板1上设置安装板4，使钢筋笼在于上板1连接时使钢筋笼底部的竖向钢筋侧面与安装板4抵接，竖向钢筋底部与上板1顶部抵接，一方面能够对钢筋的侧面位置进行定位，由于钢筋笼是通过工人手动固定并焊接的，因此钢筋笼形状不是完全的圆形，因此钢筋笼底部伸出的竖向钢筋也不是环形围绕，因此在焊接到荷载箱11上板1时会使部分竖向钢筋没有抵接到上板1上，造成部分赶紧没有焊接或者虚焊，导致钢筋笼与荷载箱11的连接强度不足，因此通过在上板1上增加安装板4，在钢筋笼与荷载箱11连接时使钢筋笼底部的竖向钢筋外侧面与安装板4抵接再进行焊接，使每根钢筋都能与荷载箱11上板1连接固定，并且从原本的竖向钢筋与上板1侧面焊接变成竖向钢筋底部与上板1安装板4的底部和侧面抵接焊接，增加焊接面积，能够再为钢筋笼提供竖向的支撑力，使钢筋笼与荷载箱11的连接更加可靠，荷载箱11提供的支撑力也能使桩体更加稳定。

由于在钢筋笼放置到桩孔中之后需要对桩孔进行浇筑混凝土，在混凝土凝固后进行静载实验，做静载实验时在液压装置2的作用下上板1和下板3的距离会增加，进而把处于荷载箱11位置的桩体横向拉断，因此在一实施例中，液压装置2包括活动端和固定端，所述活动端固定于下板3上，所述固定端固定于上板1上，所述液压装置2用于控制上板1和下板3之间的距离，因此上板1和下板3是通过液压装置2活动连接，荷载箱11中的液压装置2的活动端固定于下板3上，固定端固定于上板1上，通过使液压装置2的活动端和固定端的相对滑动使荷载箱11的上板1和下板3实现上下滑动，进而使液压装置2的压力将荷载箱11部分的桩体拉断，并对桩体和荷载箱11的位移进行检测。

由于钢筋笼与荷载箱11固定连接后，再将高压油管、套管、上位移管8和下位移管7等装置安装固定后，需要将钢筋笼以及荷载箱11一起放入桩孔中，并使荷载箱11处于桩孔的底部，在完成以上步骤后需要对桩孔进行混凝土浇筑，在对桩孔进行浇筑时是通过混凝土浇筑泵管从桩孔底部开始浇筑，使混凝土逐步填满桩孔底部后继续浇筑使混凝土逐渐沿着桩孔向上填满整个桩孔，而荷载箱11放置于桩孔底部，使桩孔底部部分区域在浇筑时混凝土无法流动至填满整个荷载箱11所在部位，造成荷载箱11区域部分形成空腔，造成混凝土凝固后桩体底部结构强度不足，因此在一实施例中，上板1和下板3为中心挖空的环形结构，所述环形镂空立壁6两端分别连接上板1和下板3的内环边缘，并且向上凸出于所述上板1平面；

通过上板1和下板3的环形结构，使荷载箱11的中心为中空结构，在进行混凝土浇筑时浇筑泵管能够伸入荷载箱11中心，并将混凝土灌满整个荷载箱11区域，并且通过上述实施例中上板1和下板3以及本实施例中立壁6的镂空结构，使混凝土能够沿着镂空结构的孔洞流入荷载箱11与桩孔的缝隙中，并且在混凝土凝固后荷载箱11与桩孔形成比较好的结合，避免混凝土因为荷载箱11上板1的遮挡导致桩孔内壁与荷载箱11底部或者侧面部分区域没有浇筑进混凝土，导致桩体浇筑完成后形成空腔，能够有效提高桩体底部的的结构强度，能够为荷载箱11在进行自平衡静载实验时提供比较好的结构基础，避免实验数据出现误差；

为了跟更好的使荷载箱11对桩体的承载，在钢筋笼与荷载箱11焊接时需要在钢筋笼侧面增加导向钢筋，并使导向钢筋另一端与荷载箱11上立壁6延伸出上板1的部分连接，使导向钢筋与荷载箱11连接一端更好的受力，提高荷载箱11和钢筋笼连接的稳定性。

由于在对桩体做自平衡静载实验时荷载箱11设置位置和方式的不同，因此对桩体的数据检测和分析过程也会有所不同，本实施例提出一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测方法，该方法包括以下步骤：

S1、将所述桩体钢筋笼的底部放置于所述上板1上的安装板4内侧面，并对所述钢筋笼和安装板4进行焊接固定；

S2、在所述钢筋笼上固定连接有若干导向钢筋，所述立壁6延伸至上板1上表面，并且使若干所述导向钢筋一端抵接于立壁6上并与所述立壁6固定连接，若干所述导向钢筋与所述钢筋笼和立壁6连接形成倒锥形结构；

S3、将所述液压油管一端连接于受油口9上，液压油管另一端连接于加载装置上，将所述上位移管8和下位移管7分别连接于上板1和下板3上，将所述上位移管8和下位移管7连接于所述位移传感器上，将所述套管套接于上位移管8和下位移管7外并于所述上板1和下板3连接；

S4、将所述钢筋笼放置于桩孔内，并使荷载箱11处于桩孔底部位置；

S5、通过钢筋笼中空部位以及上板1的环形结构对桩孔进行浇筑，使混凝土从桩孔底部向顶部逐步浇筑；

S6、在混凝土初步凝结后通过加载装置对若干液压装置2加压，使荷载箱11同时产生向上和向下的位移，使液压装置2部分的桩体横向断裂，并通过位移传感器测得所需数据；

S7、完成实验数据后，通过下位移管7对荷载箱11外部断面重新浇筑混凝土，使断面修复。

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)

1.一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测方法，其特征在于：首先将桩体分为等截面段桩体和变截面段桩体，所述等截面段桩体底部同轴固定连接于所述变截面段桩体顶部，然后将荷载箱设置于变截面段桩体底部，并在用混凝土浇筑前与桩体钢筋笼底部钢筋固定连接，通过荷载箱在桩体浇筑混凝土凝固后加压并检测桩体单桩竖向抗压承载力。

2.一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测结构，其采用如权利要求1所述的扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测方法，其特征在于：所述荷载箱包括上板、液压装置和下板，所述上板、液压装置和下板逐层堆叠连接，所述下板为双层镂空结构；

所述双层镂空结构为两层镂空的钢板，并且所述两层镂空结构通过中间的环形镂空立壁连接。

3.根据权利要求2所述的一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测结构，其特征在于：所述液压装置有若干个，若干所述液压装置在上板和下板之间基于上板和下板的轴心形成环形阵列，若干所述液压装置的储油箱相互连通。

4.根据权利要求3所述的一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测结构，其特征在于：其中一所述液压装置上设置有受油口，所述上板上在受油口对应位置设置有圆孔，所述受油口通过液压油管与加载装置连接。

5.根据权利要求2所述的一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测结构，其特征在于：还包括上位移管、下位移管和两套管，所述上位移管一端可拆卸式连接于上板上，所述下位移管一端穿过所述上板并可拆卸式连接于下板上，所述上位移管和下位移管另一端可拆卸式连接于位移传感器上，两套管分别同轴套接于所述上位移管和下位移管外部，且两套管分别与上板和下板可拆卸式连接。

6.根据权利要求5所述的一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测结构，其特征在于：所述上位移管和下位移管有若干根，若干所述上位移管和下位移管设置于所述上板和下板的不同部位。

7.根据权利要求2所述的一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测结构，其特征在于：所述上板上设置有安装板，所述安装板为所述上板上环形立壁围合而成，所述安装板用于桩体的安装定位。

8.根据权利要求2所述的一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测结构，其特征在于：所述液压装置包括活动端和固定端，所述活动端固定于下板上，所述固定端固定于上板上，所述液压装置用于控制上板和下板之间的距离。

9.根据权利要求2所述的一种扩大头桩的单桩竖向抗压承载力检测结构，其特征在于：所述上板和下板为中心挖空的环形结构，所述环形镂空立壁两端分别连接上板和下板的内环边缘，并且向上凸出于所述上板平面。