[發明專利]一種測量負摩阻力中性點的裝置及方法

有效

• 申請號: 201410005769.2
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN103741727A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 蔡國軍;儲亞
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于巖土工程中樁基工程領域，涉及一種測量負摩阻力中性點的裝置及方法，具體是一種用于測定樁側土體對樁體的負摩阻力中性點的裝置，及其測定方法。

背景技術

樁身存在負摩阻力時，樁側土的固結沉降隨深度是逐步發展的。當到達某一深度后，樁側土與樁之間相對位移為零，即樁的下沉量和樁側土的沉降量相等，此位置稱為中性點。中性點處樁身負摩阻力為零，樁身軸力最大。中性點以上，樁身受負摩阻力作用；中性點以下，樁身上受正摩阻力作用。中性點是摩阻力、樁土相對位移和軸力沿樁身變化的特征點，是研究負摩阻力問題的一個重要參數。樁側土固結初期，中性點位置較高，樁身大部分區段為正摩擦力，隨著樁側土的固結，土的沉降逐漸增大，中性點也逐漸下移，中性點以上的樁側摩阻力方向發生改變，樁承受更多的負摩阻力，使樁身軸力增加。

正確計算負摩阻力導致的下拉荷載首要問題就是如何合理確定中性點深度。盡管各國學者提出了幾種常用的經驗計算公式，但樁土相互作用下中性點位置呈動態變化過程，其受到多種因素的影響，如樁側軟土層的位置、厚度，樁側土和樁端土的物理力學性質等，而現有規范中沒有考慮這點。中性點的考慮中如何反映施工過程以及以后使用過程中可能遇到的因素變化，對于樁在負摩阻力作用下的合理設計意義重大。

目前，中性點的深度計算公式還有待完善，中性點位置的獲取主要依靠現場試驗。但是現場試驗的測定方法并不是直接測得中性點的深度，而是通過樁身應力反算樁身沉降，對比土中分層沉降，計算出樁土位移零點，求取中性點深度。該方法試驗過于繁瑣，土中分成沉降也不太容易測得。

本發明給出的測量負摩阻力中性點的裝置可以通過本身數據，直接得到樁側負摩阻力中性點的深度。為工程實踐和負摩阻力的研究提供了很好的現場試驗支持。

發明內容

技術問題：負摩阻力研究中，其中性點的確定是不可或缺的一個重要環節，只有通過準確的中性點深度才能計算出樁側負摩阻力對樁體的影響。準確確定中性點位置對負摩阻力的研究發展有著重要的意義。目前，負摩阻力中性點的準確深度只能通過現場試驗來確定，但當下的現場試驗并不能直接測定負摩阻力中性點深度，試驗步驟繁瑣，試驗周期過長，并且必須通過采集數據的在處理才能確定出中性點的位置，可能會產生一定的誤差，本發明給出的測量負摩阻力中性點的裝置及方法，可以直接測得中性點的位置，并且試驗原理簡單，價格經濟合理。

技術方案：本發明的測量負摩阻力中性點的裝置。

包括：液壓裝置、液壓測變盒、傳感器和應變采集儀，其中液壓測變盒包括切入式測變片、測變保護殼、液壓推進桿，每個液壓測變盒都由液壓導管鏈接。

所述液壓測變盒為5面密封，另一端用塑料膜密封，防止加固材料的侵入。液壓測變盒內部放置液壓推動桿與液壓導管相連，靠近塑料膜一側放置切入式測變片，一段制成刀口狀，易切入樁周土內部。切入式測變片內放置較為靈敏的應變片以測定樁側土體與樁體自身的應力。傳感器豎立在試驗鋼筋上方，通過導線與下方每一個切入式測變片內的應變片相連以獲得測定數據。

負摩阻力中性點的測定實施方法為：

①每個液壓測變盒通過液壓導線和傳感線鏈接，固定在鋼筋上，間隔0.2-0.5m布設一個；

②成孔結束后將此試驗鋼筋隨鋼筋籠一起沉入孔內；

③所述試驗鋼筋靠邊放置，使得固定在鋼筋上的液壓測變盒塑料封口段緊貼樁側土體放置。

④灌注混凝土或其他加固材料后，待到養護結束后，啟動上部的液壓裝置通過液壓導管使得液壓測變盒內的切入式測變片進入樁側土體中。