CN213014389U - 一种桩基静载试验量测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种桩基静载试验量测装置，包括：上下相对设置的上承载环和下承载环；设置于所述上承载环上方的上部钢筋笼，所述上部钢筋笼下部连接所述上承载环；设置于所述下承载环下方的下部钢筋笼，所述下部钢筋笼上部连接所述下承载环；设置于所述上承载环和所述下承载环之间的位移测量锥和至少一个油压计，每一所述油压计上端连接所述上承载环、下端连接所述下承载环。本实用新型的有益效果为：在进行静载试验时获得反映实际桩体的力学数据及桩体设计标高处真实沉降量的数据；具有安装方便，可回收多次使用的优点。

Description

一种桩基静载试验量测装置

技术领域

本实用新型涉及基坑开挖工程中桩基工程的单桩竖向抗压承载力测试，尤其涉及一种桩基静载试验量测装置。

背景技术

随着城市建设的发展，目前的建筑物为了充分利用空间资源，修建的高度越来越高，基坑开挖的深度也进一步加深，这些情况对桩基承载力的要求也越来越高，如何正确评价单桩的承载能力是确定桩基承载力的重要依据，关系到桩基础是否安全。

目前单桩承载力的最直接、最可靠的检测方法是静载试验，静载试验可提供较为完整可靠的承载力参数，但是当静载试验运用于有深大基坑的桩基工程中时往往造成工程潜在的不安全因素，这是因为在深大基坑的施工过程中，由于工期、技术等的需要，现有的施工方案一般都是先在拟建场地进行桩基施工，然后再开挖至深大基坑的设计标高。在桩基施工完成以后而未进行基坑开挖之前便需要进行静载试验，以此试验的依据来确定桩基承载力是否满足设计要求。

选择在桩基施工完成以后而未进行基坑开挖之前进行静载试验，会导致静载试验所测得的单桩承载力值较真实值偏大，这是因为在开挖前测得的单桩承载力包含了基坑开挖段土体对桩体的侧摩阻力，而在基坑开挖后会开挖掉基坑设计标高以上的土体和桩体，单桩真实的承载力并不包括基坑开挖段土体对桩体的侧摩阻力，所以会导致静载试验所测得的单桩承载力值较真实值偏大。当基坑开挖的深度越深，地层的工程性质越好时，这个承载力误差就会越大，如果按照开挖前测得的承载力进行设计，会出现建筑物桩基承载力不足的风险，带来较大的安全隐患。

现有的一些方法考虑了上述因素的影响，如提出了在开挖地层上部设置一定措施消除设计标高以上地层侧摩阻力影响的方法，但是现有的方法存在着一些不足，比如其进行静载试验前后需要在桩体上部分步骤套设两层套管，且要在指定位置安置传感器，其套管、应力计和位移计的埋设在现场实施过程中有不少的难度，因此，需要设计出一种能测得单桩真实承载力的量测装置与其用于桩基静载试验的方法。

实用新型内容

为了解决基坑开挖情况下使用静载试验所测得的单桩承载力值较真实值偏大的问题，本实用新型的实施例提供了一种桩基静载试验量测装置。

本实用新型的实施例提供一种桩基静载试验量测装置，包括：

上下相对设置的上承载环和下承载环；

设置于所述上承载环上方的上部钢筋笼，所述上部钢筋笼下部连接所述上承载环；

设置于所述下承载环下方的下部钢筋笼，所述下部钢筋笼上部连接所述下承载环；

设置于所述上承载环和所述下承载环之间的位移测量锥和至少一个油压计，每一所述油压计上端连接所述上承载环、下端连接所述下承载环。

进一步地，所述位移测量锥设置于线路保护管内，所述位移测量锥上端连接位移测量锥连线，所述线路保护管的内孔为上端细下端粗的阶梯孔，所述位移测量锥外壁的相对两侧上各设有一活动槽，每一所述活动槽内设有一定位部件，每一所述定位部件包括弹簧和弹片，所述弹片转动设置于所述活动槽内，且所述弹片内侧通过所述弹簧连接所述活动槽内侧，所述弹簧使所述弹片部分伸出所述活动槽，所述弹片伸出所述活动槽的部分卡住所述线路保护管内孔的阶梯过渡处，使所述移测量锥测量锥固定。

进一步地，所述弹片为三角板，所述活动槽的内侧面为阶梯端面，所述弹片的内侧面于所述活动槽的内侧面贴合，且所述弹片的内侧面通过所述弹簧固定于所述活动槽的内侧面。

进一步地，所述油压计为柱状结构，所述油压计包括油缸及活塞，所述活塞下部嵌设于所述油缸内，所述油缸内设有液压油，所述油缸的底部设有油压传感器，所述油缸固定连接所述下承载环，所述活塞固定连接所述上承载环。

进一步地，所述油压传感器通过油压计线路连接计算机。

进一步地，所述上部钢筋笼和所述下部钢筋笼均为多根钢筋围成的圆柱结构，所述下部钢筋笼的每根钢筋通过钢筋笼接头连接所述下承载环，所述钢筋笼接头设置于所述下承载环的下方，所述下承载环上方设有连接头螺栓，所述连接头螺栓贯穿所述下承载环并螺纹连接所述钢筋笼接头，所述下部钢筋笼的每一所述钢筋上端与所述钢筋笼接头焊接连接，所述上部钢筋笼与所述上承载环的连接方式与所述下部钢筋笼与所述下承载环的连接方式相同。

进一步地，所述油压计的数量为三个以上，所有油压计环绕所述上承载环的轴线均匀分布。

本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)通过油压计可以测得桩体设计标高处的应力值，而不是只有地面处桩顶的应力值，消除了上部土层侧摩阻力的影响，能获得反映实际桩体的力学数据；

(2)同时可通过位移测量锥测量桩体设计标高处的位移值，而不是只有地面处桩顶的位移值，消除了上部桩体自身的压缩量对沉降值数据收集的影响，能获得反映桩体设计标高处真实沉降量的数据；

(3)上部钢筋笼和上承载环、下部钢筋笼和下承载环均通过连接头螺栓螺纹连接，其操作方便，且适用性强，并且在测试结束进行开挖后可以将该测量装置回收，达到节约成本的目的，具有较高的推广应用价值，具有安装方便，可回收多次使用的优点。

附图说明

图1是本实用新型一种桩基静载试验量测装置处于测试状态的示意图；

图2是本实用新型一种桩基静载试验量测装置处于测试状态的立体图；

图3是本实用新型一种桩基静载试验量测装置处于测试状态的主视图；

图4是图2中A处的局部放大图；

图5是图4中连接头螺栓和钢筋笼连接头的剖视图；

图6是图1中位移测量锥6的示意图；

图7是位移测量锥内收状态的剖面示意图；

图8是位移测量锥打开状态的剖面示意图；

图9是图1中油压计的剖面示意图。

图中：1-油压计、2-上承载环、3-下承载环、4-钢筋笼连接头、5-线路保护管、6-位移量测锥、7-连接头螺栓、8-拟建场地地表、9-桩体设计标高处、10-上部钢筋笼、11-下部钢筋笼、12-油压计线路、13-计算机、14-内管、15-上部荷载、16-上部基准梁、17-位移量测锥连线、18-弹簧、19-弹片、20-转轴、21-活塞、22-缸体、23-油压传感器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1、2和3，本实用新型的实施例提供了本实用新型的实施例提供一种桩基静载试验量测装置，包括：

上下相对设置的上承载环2和下承载环3；

设置于所述上承载环2上方的上部钢筋笼10，所述上部钢筋笼10下部连接所述上承载环2；

设置于所述下承载环3下方的下部钢筋笼11，所述下部钢筋笼11上部连接所述下承载环3；

设置于所述上承载环2和所述下承载环3之间的位移测量锥6和至少一个油压计1，每一所述油压计1上端连接所述上承载环2、下端连接所述下承载环3。

具体的，请参考图2和3，所述上承载环2和所述下承载环3均为钢制的环形盘状结构，所述上承载环2和所述下承载环3大小与形状完全相等。所述上部钢筋笼10和所述下部钢筋笼11均为多根钢筋围成的圆柱结构，且所述上承载环2和所述下承载环3的外径大于所述上部钢筋笼10和所述下部钢筋笼11的直径，所述上承载环2和所述下承载环3的内径小于所述上部钢筋笼10和所述下部钢筋笼11的直径，以便所述上承载环2和所述上部钢筋笼10的安装连接、以及所述下承载环3和所述下部钢筋笼11的安装连接。

请参考图3、4和5，所述下部钢筋笼11的每根钢筋通过钢筋笼接头4连接所述下承载环3，所述钢筋笼接头4设置于所述下承载环3的下方，所述下承载环3上方设有连接头螺栓7，所述下承载环3上设有多个均匀分布的连接孔，所述连接头螺栓7贯穿所述下承载环3上的连接孔并螺纹连接所述钢筋笼接头4，所述下部钢筋笼11的每一所述钢筋上端与所述钢筋笼接头4焊接连接，所述上部钢筋笼10与所述上承载环2的连接方式与所述下部钢筋笼11与所述下承载环3的连接方式相同。

请参考图1、2、3和9，所述油压计1为柱状结构，所述油压计1包括油缸21及活塞22，所述活塞22下部嵌设于所述油缸21内，所述油缸21内设有液压油，所述油缸21的底部设有油压传感器23，所述油缸21焊接连接所述下承载环3，所述活塞22焊接连接所述上承载环2，使所述油压计1与所述上承载环2和所述下承载环3垂直连接。

关于所述油压计1的数量可以设置一个或多个，为了达到更准确的测量桩体设计标高处的应力值，一般所述油压计1的数量为三个及以上，所有油压计1环绕所述上承载环2的轴线均匀分布。在本实施例中所述油压传感器23通过油压计线路12连接计算机13，通过计算机13读取所述油压计1的数据。

请参考图1和6，所述位移测量锥6设置于线路保护管5内，所述位移测量锥6上端连接位移测量锥连线17，所述线路保护管5的内孔为上端细下端粗的阶梯孔，所述位移测量锥6外壁的相对两侧上各设有一活动槽，每一所述活动槽内设有一定位部件，每一所述定位部件包括弹簧18和弹片19，所述弹片19转动设置于所述活动槽内，且所述弹片19内侧通过所述弹簧18连接所述活动槽内侧，所述弹簧18使所述弹片19部分伸出所述活动槽，所述弹片19伸出所述活动槽的部分卡住所述线路保护管5内孔的阶梯过渡处，使所述移测量锥测量锥6固定。本实施例中，所述弹片19为直角三角板，所述活动槽的内侧面为阶梯端面，所述活动槽的内侧面上部相对下部内凹，所述弹片19的中部设有转轴20，所述转轴20固定于所述活动槽内，且所述弹片19可绕所述转轴20转动。所述弹片19的内侧面于所述活动槽的内侧面下部贴合，且所述弹片19的内侧面通过所述弹簧18固定于所述活动槽的内侧面的上部。

所述位移测量锥6具有内收和打开两个状态。请参考图7，在所述位移测量锥6在所述线路保护管5内下放时，所述线路保护管5内孔的内壁对所述弹片19进行挤压，使所述弹片19缩回所述活动槽内，所述位移测量锥6处于内收状态；请参考图8，在所述位移测量锥6下放至所述线路保护管5内孔的阶梯过渡处后，使所述弹片19伸出所述活动槽外，且所述弹片19上部在所述线路保护管5内孔的阶梯过渡处限制先，所述位移测量锥6处于打开状态，保持位置固定。

请参考图6，这里所述线路保护管5为管状结构，所述线路保护管5焊接固定在所述上承载环2和所述下承载环3上，所述线路保护管5的位置垂直于所述上承载环2和所述下承载环3，且所述线路保护管5上端延伸出所述上部钢筋笼10上端。所述线路保护管5包括内管14和外管，所述内管14为环状结构，直径小于所述外管内径，所述内管14固定于所述外管的内部，上述的线路保护管5的内孔即为所述内管14的内孔。所述内管14用所述位移测量锥17连线下放所述移测量锥6，所述外管与所述内管14之间用于容置所述油压计线路12，用于保护所述油压计线路12，使所述油压计线路12安全延伸至地表以上。

使用上述桩基静载试验量测装置的进行静载试验方法如下：

1、在拟建场地地表8的预设位置进行灌注桩成孔，在成孔完成以后，将上承载环2、下承载环3、上部钢筋笼10、下部钢筋笼11和油压计1组装连接，将油压计1的油压计线路12穿过线路保护管5引出到拟建场地地表8位置，以便于上部钢筋笼10和下部钢筋笼11下放以后，在进行静载试验前再将油压计线路12与计算机13连接。

2、通过起吊机将钢筋笼整体吊起后下放至指定位置，即保证下承载环3处于桩体设计标高处9，保证所述上钢筋笼2和所述下钢筋笼3处于垂直状态，且轴心处于钻孔中心位置，将所述位移量测锥6通过线路保护管5的内管14顶部下放至桩体设计标高9位置，位移量测锥6下放后可自动固定位置，下放后的位移量测锥6用于收集桩体设计标高处真实沉降量的数据。

3、对灌注桩进行浇灌，灌注到下承载环位置时尽量保证平稳缓慢的灌注，以保证装置的完好且位置稳固。在桩体施工完成经过规定的时间以后，进行桩基静载检测，在拟建场地地表8的灌注桩顶部位置施加上部荷载15，然后通过计算机13读取油压计1的数据，经过一系列转换便能得到压力的大小，记录收集到的压力的大小，然后根据上承载环2或下承载环3的面积将收集到的压力的大小换算成为上承载环2或下承载环3上应力的大小，由于桩体受力后遵循等应变理论，桩体各处的应力可视为一致的，即可代表桩体设计标高处9的应力值。

4、在进行桩基静载检测，在拟建场地地表8的位置灌注桩顶部位置施加上部荷载15时，同时需要根据上部基准梁16与位移量测锥连线17的相对位置变化来确定桩体设计标高处9的位移数据。

5、静载试验测试完成以后，进行基坑开挖，开挖到桩体设计标高处9以后，便可将连接头螺栓7拧开，将上承载环2和上部钢筋笼10、下承载环3和下部钢筋笼11分离，用于下次测试。

综上，在进行静载试验时，可收集到桩体设计标高处的应力数据与位移数据，且完成静载试验后可将所述桩基静载试验量测装置回收，用于下次测试。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种桩基静载试验量测装置，其特征在于，包括：

上下相对设置的上承载环和下承载环；

设置于所述上承载环上方的上部钢筋笼，所述上部钢筋笼下部连接所述上承载环；

设置于所述下承载环下方的下部钢筋笼，所述下部钢筋笼上部连接所述下承载环；

设置于所述上承载环和所述下承载环之间的位移测量锥和至少一个油压计，每一所述油压计上端连接所述上承载环、下端连接所述下承载环。

2.如权利要求1所述的一种桩基静载试验量测装置，其特征在于：所述位移测量锥设置于线路保护管内，所述位移测量锥上端连接位移测量锥连线，所述线路保护管的内孔为上端细下端粗的阶梯孔，所述位移测量锥外壁的相对两侧上各设有一活动槽，每一所述活动槽内设有一定位部件，每一所述定位部件包括弹簧和弹片，所述弹片转动设置于所述活动槽内，且所述弹片内侧通过所述弹簧连接所述活动槽内侧，所述弹簧使所述弹片部分伸出所述活动槽，所述弹片伸出所述活动槽的部分卡住所述线路保护管内孔的阶梯过渡处，使所述移测量锥测量锥固定。

3.如权利要求2所述的一种桩基静载试验量测装置，其特征在于：所述弹片为三角板，所述活动槽的内侧面为阶梯端面，所述弹片的内侧面于所述活动槽的内侧面贴合，且所述弹片的内侧面通过所述弹簧固定于所述活动槽的内侧面。

4.如权利要求1所述的一种桩基静载试验量测装置，其特征在于：所述油压计为柱状结构，所述油压计包括油缸及活塞，所述活塞下部嵌设于所述油缸内，所述油缸内设有液压油，所述油缸的底部设有油压传感器，所述油缸固定连接所述下承载环，所述活塞固定连接所述上承载环。

5.如权利要求4所述的一种桩基静载试验量测装置，其特征在于：所述油压传感器通过油压计线路连接计算机。

6.如权利要求1所述的一种桩基静载试验量测装置，其特征在于：所述上部钢筋笼和所述下部钢筋笼均为多根钢筋围成的圆柱结构，所述下部钢筋笼的每根钢筋通过钢筋笼接头连接所述下承载环，所述钢筋笼接头设置于所述下承载环的下方，所述下承载环上方设有连接头螺栓，所述连接头螺栓贯穿所述下承载环并螺纹连接所述钢筋笼接头，所述下部钢筋笼的每一所述钢筋上端与所述钢筋笼接头焊接连接，所述上部钢筋笼与所述上承载环的连接方式与所述下部钢筋笼与所述下承载环的连接方式相同。

7.如权利要求1所述的一种桩基静载试验量测装置，其特征在于：所述油压计的数量为三个以上，所有油压计环绕所述上承载环的轴线均匀分布。

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