加載扇7分別與鋼粧加載扇4、鋼環(huán)加載扇3對(duì)位。通過第一油管10向千斤頂8加載，千斤頂?shù)锥思虞d扇7通過鋼環(huán)加載扇3向鋼環(huán)施加荷載，千斤頂頂端加載扇6通過鋼粧加載扇4獲得反力。
[0045]如圖5和6所示，粧底要模擬土塞效應(yīng)，因此鋼粧I下部同軸嵌套有2m長(zhǎng)的第二鋼環(huán)17，且第二鋼環(huán)17內(nèi)徑與待測(cè)試的預(yù)應(yīng)力管粧內(nèi)徑一致;鋼粧I與第二鋼環(huán)17之間通過圓環(huán)狀的第一鋼板12固定連為整體。
[0046]粧底試驗(yàn)段11包括同軸嵌套且底部平齊的第三鋼環(huán)19和第四鋼環(huán)20，第三鋼環(huán)19直徑大于第四鋼環(huán)20，兩者之間通過第二鋼板13和位于第二鋼板13下方的第三鋼板18固定。第三鋼板18與第三鋼環(huán)19和第四鋼環(huán)20的底部平齊，以更好地模擬預(yù)應(yīng)力管粧。第三鋼環(huán)19和第四鋼環(huán)20插入鋼粧I與第二鋼環(huán)17的環(huán)形腔內(nèi)，并實(shí)現(xiàn)具有一定上下自由度的固定。粧底試驗(yàn)段11與鋼粧I底部可以嵌入連接，打粧時(shí)可傳遞壓力，環(huán)狀千斤頂14加載時(shí)又可以無阻礙分開。其實(shí)現(xiàn)方式為:鋼粧I與第三鋼環(huán)19、第四鋼環(huán)20與第二鋼環(huán)17相對(duì)應(yīng)的部位均開設(shè)有矩形槽孔，并通過銷釘16插入矩形槽孔進(jìn)行固定，使鋼粧I和粧底試驗(yàn)段11之間在垂直方向上具有一定的自由度。銷釘可以在條形孔槽環(huán)內(nèi)上下滑動(dòng)，狀千斤頂加載時(shí)鋼環(huán)段可以產(chǎn)生位移，試驗(yàn)結(jié)束后鋼粧上拔時(shí)可以使試驗(yàn)段不致與鋼粧脫離。由于條形孔槽和銷釘16的存在，試驗(yàn)后可以整體上拔實(shí)驗(yàn)裝置，重復(fù)利用。
[0047]環(huán)狀千斤頂14放置于第一鋼板12和第二鋼板13之間形成的環(huán)形空腔內(nèi)。第一鋼板12上開有小孔，用于穿過環(huán)狀千斤頂14的第二油管15和位移桿，油管和位移桿延伸至地面。加載時(shí)，通過第二油管15給環(huán)狀千斤頂14加載。
[0048]基于上述裝置，本發(fā)明提供了一種使用該裝置的預(yù)應(yīng)力管粧分層測(cè)試承載力的靜荷載試驗(yàn)方法，包括以下步驟；
[0049]步驟1:將帶有粧底試驗(yàn)段11并安裝好環(huán)狀千斤頂14的鋼粧I打入土中直至目標(biāo)深度，對(duì)目標(biāo)土層進(jìn)行試驗(yàn)，將千斤頂8下放到該土層對(duì)應(yīng)位置的第一鋼環(huán)2處，下放過程中使千斤頂8上連接的千斤頂頂端加載扇6、千斤頂?shù)锥思虞d扇7分別與鋼粧加載扇4、鋼環(huán)加載扇3位置錯(cuò)開，直至千斤頂頂端加載扇6、千斤頂?shù)锥思虞d扇7所處位置位于鋼粧加載扇4和鋼環(huán)加載扇3之間；
[0050]步驟2:轉(zhuǎn)動(dòng)千斤頂8使得千斤頂頂端加載扇6、千斤頂?shù)锥思虞d扇7分別與鋼粧加載扇4、鋼環(huán)加載扇3處于同一垂線上，然后通過油管10對(duì)千斤頂8加載，使千斤頂?shù)锥思虞d扇7與鋼環(huán)加載扇3接觸提供靜荷載，千斤頂頂端加載扇6與鋼粧加載扇4接觸提供靜荷載反力；
[0051 ]步驟3:對(duì)管粧在該層土的承載力進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)
[0052]步驟4:對(duì)所有待測(cè)土層重復(fù)步驟1-3，實(shí)現(xiàn)分層的靜荷載試驗(yàn)。不同土層的承載力計(jì)算公式如下:
[0053]試驗(yàn)土層厚度為H，鋼環(huán)長(zhǎng)度為h，鋼環(huán)外徑可近似與鋼粧外徑相同為r，測(cè)得鋼環(huán)極限摩阻力為f，則預(yù)制管粧在該土層的承載力F為:
[0054]F=(H/h)Xf
[0055]鋼環(huán)極限摩阻力由靜荷載試驗(yàn)中獲得。
[0056]步驟5:用環(huán)狀千斤頂14進(jìn)行端承力靜荷載試驗(yàn)，通過油管15向環(huán)狀千斤頂14施加荷載，環(huán)狀千斤頂14底端支座與第二鋼板13接觸提供靜荷載，環(huán)狀千斤頂14頂部支座與第一鋼板12接觸提供靜荷載反力；
[0057]步驟6:試驗(yàn)結(jié)束后，上拔鋼粧I及粧底試驗(yàn)段11，回收使用。
[0058]為了更加精確地模擬預(yù)應(yīng)力管粧，可在鋼粧I外表面、鋼環(huán)外表面、底部鋼環(huán)內(nèi)側(cè)涂上與混凝土性質(zhì)相當(dāng)?shù)谋印?br>[0059]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，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)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種預(yù)應(yīng)力管粧分層測(cè)試承載力的靜荷載試驗(yàn)裝置，其特征在于包括鋼粧(I)和粧底試驗(yàn)段(11); 所述的鋼粧(I)外徑、粧長(zhǎng)與待測(cè)試的預(yù)應(yīng)力管粧一致，鋼粧(I)的粧身外壁上每隔一定高度開設(shè)有若干排呈環(huán)形陣列分布的矩形槽孔(5);每一排矩形槽孔(5)所在的鋼粧(I)外側(cè)固定有一第一鋼環(huán)(2)，第一鋼環(huán)(2)上固定有若干個(gè)鋼環(huán)加載扇(3)，鋼環(huán)加載扇(3)穿過矩形槽孔(5)伸入鋼粧(I)內(nèi)部;第一鋼環(huán)(2)與鋼環(huán)加載扇(3)作為整體可在矩形槽孔(5)內(nèi)上下自由滑動(dòng);每一排矩形槽孔(5)上方固定有若干個(gè)鋼粧加載扇(4);鋼環(huán)加載扇(3)與鋼粧加載扇(4)之間設(shè)有千斤頂(8)，且千斤頂(8)頂端固定有與鋼粧加載扇(4)一一對(duì)應(yīng)的千斤頂頂端加載扇(6)，千斤頂(8)底端固定有與鋼環(huán)加載扇(3)--對(duì)應(yīng)的千斤頂?shù)锥思虞d扇(7); 所述的鋼粧(I)下部同軸嵌套有第二鋼環(huán)(17)，且第二鋼環(huán)(17)內(nèi)徑與待測(cè)試的預(yù)應(yīng)力管粧內(nèi)徑一致;鋼粧(I)與第二鋼環(huán)(17)之間通過圓環(huán)狀的第一鋼板(12)固定;所述的粧底試驗(yàn)段(11)包括同軸嵌套且底部平齊的第三鋼環(huán)(19)和第四鋼環(huán)(20)，第三鋼環(huán)(19)直徑大于第四鋼環(huán)(20)，兩者之間通過第二鋼板(13)和位于第二鋼板(13)下方的第三鋼板(18)固定;第三鋼環(huán)(19)和第四鋼環(huán)(20)插入鋼粧(I)與第二鋼環(huán)(17)的環(huán)形腔內(nèi)，并實(shí)現(xiàn)具有一定上下自由度的固定;環(huán)狀千斤頂(14)放置于第一鋼板(12)和第二鋼板(13)之間形成的環(huán)形空腔內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力管粧分層測(cè)試承載力的靜荷載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的鋼粧(I)與第三鋼環(huán)(19)、第四鋼環(huán)(20)與第二鋼環(huán)(17)相對(duì)應(yīng)的部位均開設(shè)有矩形槽孔，并通過銷釘(16)插入矩形槽孔進(jìn)行固定，使鋼粧(I)和粧底試驗(yàn)段(11)之間在垂直方向上具有一定的自由度。3.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力管粧分層測(cè)試承載力的靜荷載試驗(yàn)裝置，其特征在于同一高度的鋼環(huán)加載扇(3)或鋼粧加載扇(4)均按呈90°角、一環(huán)4個(gè)的環(huán)形陣列均勻排布，且鋼環(huán)加載扇(3)與鋼粧加載扇(4)位于同一垂線上。4.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力管粧分層測(cè)試承載力的靜荷載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的第三鋼板(18)與第三鋼環(huán)(19)和第四鋼環(huán)(20)的底部平齊。5.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力管粧分層測(cè)試承載力的靜荷載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的第一鋼板(12)上開有小孔，用于穿過環(huán)狀千斤頂(14)的油管和位移桿。6.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力管粧分層測(cè)試承載力的靜荷載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的千斤頂(8)上垂直連接有上部鋼管(9)，用于下放及提升千斤頂(8)。7.—種使用權(quán)利要求1所述裝置的預(yù)應(yīng)力管粧分層測(cè)試承載力的靜荷載試驗(yàn)方法，其特征在于包括以下步驟； 步驟1:將帶有粧底試驗(yàn)段(11)并安裝好環(huán)狀千斤頂(14)的鋼粧(I)打入土中直至目標(biāo)深度，對(duì)目標(biāo)土層進(jìn)行試驗(yàn)，將千斤頂(8)下放到該土層對(duì)應(yīng)位置的第一鋼環(huán)(2)處，下放過程中使千斤頂(8)上連接的千斤頂頂端加載扇(6)、千斤頂?shù)锥思虞d扇(7)分別與鋼粧加載扇(4)、鋼環(huán)加載扇(3)位置錯(cuò)開，直至千斤頂頂端加載扇(6)、千斤頂?shù)锥思虞d扇(7)所處位置位于鋼粧加載扇(4)和鋼環(huán)加載扇(3)之間； 步驟2:轉(zhuǎn)動(dòng)千斤頂(8)使得千斤頂頂端加載扇(6)、千斤頂?shù)锥思虞d扇(7)分別與鋼粧加載扇(4)、鋼環(huán)加載扇(3)處于同一垂線上，然后通過油管(10)對(duì)千斤頂(8)加載，使千斤頂?shù)锥思虞d扇(7)與鋼環(huán)加載扇(3)接觸提供靜荷載，千斤頂頂端加載扇(6)與鋼粧加載扇(4)接觸提供靜荷載反力； 步驟3:對(duì)管粧在該層土的承載力進(jìn)行靜荷載試驗(yàn) 步驟4:對(duì)所有待測(cè)土層重復(fù)步驟1-3，實(shí)現(xiàn)分層的靜荷載試驗(yàn)； 步驟5:用環(huán)狀千斤頂(14)進(jìn)行端承力靜荷載試驗(yàn)，通過油管(15)向環(huán)狀千斤頂(14)施加荷載，環(huán)狀千斤頂(14)底端支座與第二鋼板(13)接觸提供靜荷載，環(huán)狀千斤頂(14)頂部支座與第一鋼板(12)接觸提供靜荷載反力； 步驟6:試驗(yàn)結(jié)束后，上拔鋼粧(I)及粧底試驗(yàn)段(11 )，回收使用。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于預(yù)制管粧在某一土層的承載力具體計(jì)算公式如下: 試驗(yàn)土層厚度為H，鋼環(huán)長(zhǎng)度為h，鋼環(huán)外徑為r，測(cè)得鋼環(huán)極限摩阻力為f，則預(yù)制管粧在該土層的承載力F為: F=(H/h) Xf0
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預(yù)應(yīng)力管樁分層測(cè)試承載力的靜荷載試驗(yàn)裝置及其方法。采用試驗(yàn)鋼樁，進(jìn)行樁身摩阻力測(cè)試時(shí)，鋼樁樁身每隔一定距離設(shè)置有對(duì)稱矩形槽，外套接鋼環(huán)，加載裝置為普通千斤頂和兩端的加載扇，通過上部鋼管升降從而改變加載裝置位置，千斤頂加載扇轉(zhuǎn)動(dòng)后可以通過鋼環(huán)以及鋼樁上的加載扇給鋼環(huán)加載。進(jìn)行樁底端承力試驗(yàn)時(shí)，通過環(huán)狀千斤頂?shù)撞恐ёc下底板接觸從而向樁底試驗(yàn)段施加荷載，上部支座與上頂板接觸提供反力。整個(gè)試驗(yàn)的靜載荷反力由樁身自身的側(cè)摩阻力提供，試驗(yàn)結(jié)束后試驗(yàn)裝置也可整體上拔回收使用，大大節(jié)約了試驗(yàn)成本。
【IPC分類】E02D33/00
【公開號(hào)】CN105649124
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王奎華, 肖偲, 吳君濤, 高柳, 李振亞
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日