[發(fā)明專利]一種混凝土管樁樁端反力測量裝置及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210212932.3
• 申請(qǐng)日: 2012-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN102720220A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳亞平;段志東;嚴(yán)培武;馬輝;董獻(xiàn)付;郭春香;孫建忠;周勇;舒春生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州交通大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D33/00
• 分類號(hào): E02D33/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種混凝土管樁樁端反力測量裝置及方法。

背景技術(shù)

在建筑領(lǐng)域，由樁和連接樁頂?shù)臉冻信_(tái)（簡稱承臺(tái)）組成的深基礎(chǔ)，簡稱樁基。樁基具有承載力高、沉降量小而較均勻的特點(diǎn)，幾乎可以應(yīng)用于各種工程地質(zhì)條件和各種類型的工程，尤其是適用于建筑在軟弱地基上的重型建（構(gòu)）筑物；在沿海以及軟土地區(qū)，樁基應(yīng)用比較廣泛。

管樁是一種樁，圓柱形、空心，形狀如管而得名；按照制造材料分為混凝土管樁和鋼管樁，最常用的是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（其中還有普通、高強(qiáng)、薄壁等區(qū)分），管樁和承臺(tái)都是樁基的一部分。

樁基的承載力，由樁身摩擦力和樁端反力構(gòu)成，是樁基設(shè)計(jì)中非常重要的數(shù)據(jù)。模型樁樁端反力的實(shí)驗(yàn)室測量可通過土壓力盒設(shè)備實(shí)現(xiàn)，但對(duì)實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)工程樁，目前還不存在能夠承載工程樁載荷數(shù)量級(jí)的土壓力盒。對(duì)于工程摩擦樁，即便存在能夠承擔(dān)樁端載荷的土壓力盒，但在實(shí)際操作中，難免存在土壓力盒成活率偏低、以及測試數(shù)據(jù)失真等普遍問題，且土壓力盒的匹配誤差更大，標(biāo)定也較為繁瑣。由于常規(guī)土壓力盒幾何尺寸遠(yuǎn)小于樁端尺寸，在埋設(shè)時(shí)也難以做到土壓力盒的承壓板與樁底墊層面完全齊平。此外，寒區(qū)低溫環(huán)境，通常不符合常規(guī)土壓力盒標(biāo)定的溫度工作范圍。?

工程樁樁端反力的測量，往往是通過對(duì)樁周摩擦力的測量，利用樁的力學(xué)平衡計(jì)算得到。由于，樁周摩擦力的測量難以做到準(zhǔn)確，故而樁端發(fā)力的計(jì)算數(shù)值也缺乏準(zhǔn)確性。

本發(fā)明解決了工程樁樁端反力不能直接測量的實(shí)際問題。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一、測量準(zhǔn)確性差與環(huán)境適應(yīng)性差等缺陷。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問題，提出一種混凝土管樁樁端反力測量裝置，以實(shí)現(xiàn)制作方便、易于安裝、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)與測量準(zhǔn)確性好的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的另一目的在于，提出一種混凝土管樁樁端反力測量裝置的實(shí)現(xiàn)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種混凝土管樁樁端反力測量裝置，包括測力筒，以及與所述測力筒配合設(shè)置的多個(gè)電阻測量應(yīng)變片、多個(gè)溫度補(bǔ)償應(yīng)變片、動(dòng)靜應(yīng)變儀與連接線路；所述多個(gè)電阻測量應(yīng)變片及多個(gè)溫度補(bǔ)償應(yīng)變片，分別通過導(dǎo)線與動(dòng)靜應(yīng)變儀連接；所述測力筒的筒形及尺寸，與待測管樁的樁頂載荷、樁身自重及樁端幾何尺寸相匹配設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述測力筒，包括用于與待測管樁的樁端固結(jié)的固定端，以及固結(jié)在所述固定端下方、且由相互配合設(shè)置的測量段外筒與測量段內(nèi)筒構(gòu)成的測量段。

進(jìn)一步地，所述測力筒，還包括用于在樁孔底層平整度及堅(jiān)硬度不好時(shí)保護(hù)測量段的筒形樁靴。這里，為保護(hù)測量段而設(shè)置的筒形樁靴，該筒形樁靴為可選部件，當(dāng)樁孔底層平整度好且堅(jiān)硬度高時(shí)可不用該筒形。

進(jìn)一步地，在所述測量段外筒的壁面內(nèi)側(cè)、以及測量段內(nèi)筒的壁面外側(cè)，分別布置四個(gè)測點(diǎn)，每個(gè)測點(diǎn)的位置按照均分圓周布置，即每個(gè)測點(diǎn)之間相隔90度圓心角；內(nèi)、外筒上的各測點(diǎn)，采用錯(cuò)位布置，即內(nèi)筒上的測點(diǎn)與外筒上的測點(diǎn)之間間隔45度圓心角；

在每個(gè)測點(diǎn)的位置，沿測量段的軸向，粘貼一個(gè)電阻測量應(yīng)變片；靠近每個(gè)測點(diǎn)的位置，焊接有垂直于測量段壁面、且與測量段同材料的一個(gè)薄片，在該薄片上粘貼一個(gè)溫度補(bǔ)償應(yīng)變片。

進(jìn)一步地，在所述電阻測量應(yīng)變片及其引線的外圍，涂覆有用于保護(hù)電阻測量應(yīng)變片的環(huán)氧樹脂。

進(jìn)一步地，所述固定端、測量段與筒形樁靴之間，依次通過多個(gè)螺栓組件固結(jié)；在所述多個(gè)螺栓組件中，每個(gè)螺栓組件至少包括帶帽螺栓、以及與帶帽螺栓匹配設(shè)置的防水墊圈。

進(jìn)一步地，所述多個(gè)電阻測量應(yīng)變片、多個(gè)溫度補(bǔ)償應(yīng)變片、以及動(dòng)靜應(yīng)變儀之間的連接線路，采用惠更斯半橋電路的接線方式，用于實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償和彈性模量補(bǔ)償。

進(jìn)一步地，所述測力筒的材料，選用高強(qiáng)度的Q345鋼材。

同時(shí)，本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案是：一種與以上所述的混凝土管樁樁端反力測量裝置相匹配的混凝土管樁樁端反力測量方法，包括：

采集待測管樁的樁頂載荷、樁身自重、以及樁端幾何尺寸，確定測力筒的形狀與尺寸；

基于確定的測力筒形狀與尺寸，加工構(gòu)成測力筒的固定端、測量段外筒、測量段內(nèi)筒與筒形樁靴，并按測點(diǎn)的位置粘貼電阻測量應(yīng)變片與溫度補(bǔ)償應(yīng)變片；

將加工所得固定端、測量段外筒、測量段內(nèi)筒與筒形樁靴，組裝成測力筒；將測力筒與待測管樁固結(jié)，并連接相應(yīng)的測量電路；