本發(fā)明屬于測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力測(cè)試裝置及方法。

背景技術(shù)：

樁基工程作為工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益都有著舉足輕重的影響。在樁基工程中，預(yù)應(yīng)力管樁具有質(zhì)量穩(wěn)定可靠、樁身混凝土強(qiáng)度高、耐錘打性好、施工周期短、對(duì)環(huán)境影響小、單位承載力造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，近幾年已被廣泛應(yīng)用于建筑物和構(gòu)筑物的基礎(chǔ)工程中。

但預(yù)應(yīng)力管樁在實(shí)際工程施工過(guò)程由于施工方法不當(dāng)，容易出現(xiàn)質(zhì)量隱患，往往達(dá)不到所需要的效果，大量實(shí)踐資料表明，施工完成后預(yù)應(yīng)力管樁其樁側(cè)摩阻力一般能夠滿足設(shè)計(jì)要求，但樁端阻力由于預(yù)應(yīng)力管樁的上浮等原因容易出現(xiàn)比設(shè)計(jì)值偏低的情況，從而影響預(yù)應(yīng)力管樁的安全正常使用。因此，開(kāi)發(fā)一種能夠直接測(cè)試施工完成后的預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力的裝置和方法對(duì)于保證基礎(chǔ)的安全使用尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

考慮到施工完成后的預(yù)應(yīng)力管樁其樁端承載力值容易出現(xiàn)偏低的情況，從而使得預(yù)應(yīng)力管樁的承載力不滿足設(shè)計(jì)要求，因此需要盡可能的對(duì)樁端土進(jìn)行加固，并發(fā)明一套用于預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力測(cè)試的裝置和方法對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證樁基的施工質(zhì)量。

解決具體技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：

預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力測(cè)試裝置，其包括預(yù)應(yīng)力管樁樁身、錐形樁靴和內(nèi)置承載力測(cè)試裝置，錐形樁靴分為嵌入部分和錐體部分，嵌入部分嵌于預(yù)應(yīng)力管樁樁身底部使兩者連接為一體；所述的內(nèi)置承載力測(cè)試裝置包括由流體驅(qū)動(dòng)脹縮的膨脹囊和由流體驅(qū)動(dòng)的千斤頂，膨脹囊以及千斤頂放置于預(yù)應(yīng)力管樁樁身內(nèi)部，且千斤頂頂于膨脹囊和錐形樁靴的嵌入部分之間；膨脹囊的囊腔以及千斤頂?shù)牧黧w入口分別通過(guò)管道連接至預(yù)應(yīng)力管樁樁頂；所述膨脹囊在膨脹后能夠與預(yù)應(yīng)力管樁樁身內(nèi)腔形成用于為千斤頂提供反向推力的過(guò)盈配合。

作為優(yōu)選，錐形樁靴中開(kāi)設(shè)連通所述嵌入部分頂面以及側(cè)面底部的中空通道，用于通過(guò)通道進(jìn)行樁底注漿。

作為優(yōu)選，所述的流體為氣體和/或液體。

作為優(yōu)選，所述的膨脹囊由位于中心的硬質(zhì)柱體以及包裹于硬質(zhì)柱體周向的囊體組成，所述的硬質(zhì)柱體用于為千斤頂提供著力點(diǎn)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用所述預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力測(cè)試裝置的樁端承載力測(cè)試方法，其步驟如下：

步驟1、在預(yù)應(yīng)力管樁沉樁之前，將錐形樁靴的嵌入部分插裝至樁端，而后將組裝完成的預(yù)應(yīng)力管樁沉入預(yù)定位置，然后根據(jù)設(shè)計(jì)及施工要求，通過(guò)錐形樁靴上預(yù)留的中空通道進(jìn)行樁端土注漿加固的施工操作；

步驟2、將內(nèi)置承載力測(cè)試裝置放入樁身空間內(nèi)預(yù)定位置，而后通過(guò)與膨脹囊相連的管道向膨脹囊內(nèi)注入流體，使其膨脹并壓緊于預(yù)應(yīng)力管樁樁身內(nèi)側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)裝置的固定；而后通過(guò)與千斤頂相連的管道向千斤頂內(nèi)注入流體，使其施加壓力于錐形樁靴并傳遞至樁端土中，從而得出樁端土的p-s曲線，由此得到預(yù)應(yīng)力管樁的樁端承載力大?。?/p>

步驟3、測(cè)試完成后，通過(guò)管道將膨脹囊和千斤頂中的流體進(jìn)行釋放，并將整個(gè)裝置從預(yù)應(yīng)力管樁樁身內(nèi)取出，以待進(jìn)行下一組測(cè)試。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力測(cè)試裝置和方法，可用于對(duì)施工完成后的預(yù)應(yīng)力管樁的樁端承載力進(jìn)行快速測(cè)試，而無(wú)需其他大型機(jī)械設(shè)備的輔助；

2.在預(yù)應(yīng)力管樁樁端安裝帶有中空通道的錐形樁靴，可以在通過(guò)樁底注漿來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)樁端土的加固，可在一定程度上提高樁端承載力；

3.預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力測(cè)試的裝置可以重復(fù)利用，能夠有效的降低測(cè)試成本。

附圖說(shuō)明

圖1內(nèi)置承載力測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)整體示意圖；

圖中：錐形樁靴1、預(yù)應(yīng)力管樁樁身2、第一管道3、第二管道4、膨脹囊5、千斤頂6、流體7。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施步驟對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1和2所示，一種預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力測(cè)試裝置，該測(cè)試裝置是由預(yù)應(yīng)力管樁以及內(nèi)置于預(yù)應(yīng)力管樁樁中的內(nèi)置承載力測(cè)試裝置組成的。其所適用的預(yù)應(yīng)力管樁樁包括中空的預(yù)應(yīng)力管樁樁身2和錐形樁靴1，錐形樁靴1分為嵌入部分和錐體部分，嵌入部分嵌于預(yù)應(yīng)力管樁樁身2底部使兩者連接為一體。由于預(yù)應(yīng)力管樁在沉樁之后，容易產(chǎn)生樁身上浮現(xiàn)象，從而使樁端承載力比設(shè)計(jì)值偏低，影響預(yù)應(yīng)力管樁的安全正常使用。因此，本實(shí)施例中，在錐形樁靴1中開(kāi)設(shè)中空通道，用于通過(guò)通道進(jìn)行樁底注漿。中空通道連通嵌入部分的頂面以及嵌入部分側(cè)面，其注漿出口剛好位于嵌入部分側(cè)面底部(靠近錐體部分頂面位置)。假如樁身出現(xiàn)上浮，樁身便會(huì)于錐形樁靴1的錐體部分頂面出現(xiàn)一定的間隙，此時(shí)可以通過(guò)中空通道進(jìn)行壓力注漿，填補(bǔ)此處的縫隙，將預(yù)應(yīng)力管樁樁、錐形樁靴1以及樁端土重新融合為一體，提高樁端承載力。

如圖1所示，內(nèi)置承載力測(cè)試裝置包括由流體7驅(qū)動(dòng)脹縮的膨脹囊5和由流體7驅(qū)動(dòng)的千斤頂6，膨脹囊5以及千斤頂6在未充氣情況下，其截面小于樁身內(nèi)腔，因此能夠放置于預(yù)應(yīng)力管樁樁身2內(nèi)部且上下移動(dòng)。膨脹囊5由位于中心的硬質(zhì)柱體以及包裹于硬質(zhì)柱體周向的囊體組成，硬質(zhì)柱體可采用剛性材料制成，千斤頂6一端直接支頂于該硬質(zhì)柱體上，用于作為著力點(diǎn)，囊體需要采用高強(qiáng)耐磨的彈性材料，以防止在于樁身摩擦過(guò)程中出現(xiàn)破損。囊體的囊腔用于存儲(chǔ)流體7，囊腔通過(guò)貫穿硬質(zhì)柱體的第一管道3連接至樁頂，通過(guò)泵等設(shè)備向其中注入氣體或液體。千斤頂6的流體7入口也通過(guò)第二管道4連接至預(yù)應(yīng)力管樁樁頂，用于向其中注入氣體或液體。當(dāng)然，注入的流體7不同時(shí)，千斤頂6也需要進(jìn)行相應(yīng)的選型。當(dāng)需要進(jìn)行承載力測(cè)試時(shí)，將內(nèi)置承載力測(cè)試裝置沉至一定的深度，使千斤頂6頂于膨脹囊5和錐形樁靴1的嵌入部分之間。此時(shí)，由于膨脹囊5未充氣，無(wú)法為千斤頂6提供充足的反向支撐力。因此，首先使膨脹囊5膨脹，與預(yù)應(yīng)力管樁樁身2內(nèi)腔形成過(guò)盈配合，通過(guò)足夠的摩擦力為千斤頂6提供反向推力。然后，在向千斤頂6中注入流體7，千斤頂6通過(guò)錐形樁靴1對(duì)樁端土施加壓力，并監(jiān)測(cè)其沉降

基于上述預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力測(cè)試裝置，還可以提供一種樁端承載力測(cè)試方法，步驟如下：

步驟1、在預(yù)應(yīng)力管樁沉樁之前，將錐形樁靴1的嵌入部分插裝至樁端，需要保證其安裝的可靠性。而后將組裝完成的預(yù)應(yīng)力管樁沉入預(yù)定位置，然后根據(jù)預(yù)先的工程設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工的要求，將注漿管對(duì)準(zhǔn)錐形樁靴1上預(yù)留的中空通道進(jìn)行樁端土注漿加固的施工操作；

步驟2、注漿完成后，取出注漿管，進(jìn)行承載力測(cè)試。首先，將內(nèi)置承載力測(cè)試裝置從樁頂下放進(jìn)入樁身空間內(nèi)底部，使千斤頂6頂于錐形樁靴1頂面。而后通過(guò)與膨脹囊5相連的第一管道3向膨脹囊5內(nèi)注入流體7，使其膨脹并壓緊于預(yù)應(yīng)力管樁樁身2內(nèi)側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)裝置的固定。流體7注入量需要視千斤頂6所需推力而定，若可提供的推力不足，則需要繼續(xù)加注流體7。膨脹囊5膨脹后，繼續(xù)通過(guò)與千斤頂6相連的第二管道4向千斤頂6內(nèi)注入流體7，使其施加壓力于錐形樁靴1并傳遞至樁端土中，從而得出樁端土的p-s曲線，由此得到預(yù)應(yīng)力管樁的樁端承載力大??；

步驟3、測(cè)試完成后，通過(guò)管道將膨脹囊5和千斤頂6中的流體7進(jìn)行釋放，并將整個(gè)裝置從預(yù)應(yīng)力管樁樁身2內(nèi)取出，清洗干凈后待進(jìn)行下一組測(cè)試。

本發(fā)明通過(guò)內(nèi)有中空通道的錐形樁靴來(lái)實(shí)現(xiàn)空心預(yù)應(yīng)力管樁樁端土的加固；通過(guò)樁端承載力測(cè)試裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力管樁樁端承載力的定量估計(jì)，從而更精確掌握施工完成后的預(yù)應(yīng)力管樁的承載力特性。該方法原理簡(jiǎn)單可靠，操作簡(jiǎn)便，適用工況廣泛，受現(xiàn)場(chǎng)施工條件影響較小。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，然其并非用以限制本發(fā)明。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。