[發明專利]鉆孔內原位靜力壓入試驗裝置以及試驗方法

有效

• 申請號: 201410339915.5
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104142388A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 王國昌;常月;廖旭濤;徐文華;于鵬;李剛
• 申請（專利權）人: 安徽省城建設計研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 汪蕙

技術領域

本發明涉及一種鉆孔內原位靜力壓入試驗裝置以及試驗方法，屬于巖土工程勘察的技術領域之中。

背景技術

巖土工程勘察中對深部地基土層和大直徑樁樁端土層承載力的確定，深層平板載荷試驗是最具說服力、最權威的試驗方法，但該試驗費時費力，花費很大，在勘察階段一般不安排，而采用理論計算、其它原位試驗手段結合地區和工程經驗綜合判定土層的承載力。

根據《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2011，深層平板載荷試驗適用于確定深部地基土層及大直徑樁樁端土層在承壓板下應力主要影響范圍內的承載力和變形參數。該試驗的承壓板采用直徑為0.8m的剛性板，試驗時要求緊靠承壓板周圍外側的土層高度應不少于80cm。加荷等級可按預估極限承載力的1/10～1/15分級施加，每級加荷后，第一個小時內按間隔10、10、10、15、15min，以后為每隔半小時測讀一次沉降；當在連續兩小時內，每小時的沉降量小于0.1mm時，則認為已趨穩定，可加下一級荷載。當出現下列情況之一時，可終止加載：

1)沉降s急驟增大，荷載～沉降(p～s)曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且沉降量超過0.04d(d為承壓板直徑)；

2)在某級荷載下，24小時內沉降速率不能達到穩定；

3)本級沉降量大于前一級沉降量的5倍；

4)當持力層土層堅硬，沉降量很小時，最大加載量不小于設計要求的2倍。

試驗結束后，根據荷載～沉降(p～s)曲線的特征確定被試驗土層的承載力特征值。

該試驗終止加荷一個重要依據是在某級荷載下，承壓板的沉降很大或不能穩定，反之，憑觀察可直接看出來的沉降很大或土體失穩狀態所對應的荷載也反映出該土體的極限承載力。本試驗裝置即是以此原理為依據來測定土層的極限承載力，在加壓裝置施加的壓力作用下，平底探頭被緩慢壓入土層中，隨著壓入深度由小到大，壓力傳感器所測得的壓力值也由小值逐漸增大至一個較穩定的值，該值即反映了被測試土層遭受破壞時的極限承載力。

巖土工程勘察常用的原位測試技術具有以下不同的缺點：

1、標準貫入、動力觸探試驗：標準貫入、動力觸探等原位測試試驗的結果僅僅是個擊數值，是土層性質的綜合模糊表征，不具有明確的力學意義。

2、旁壓、扁鏟試驗：盤壓、扁鏟試驗施加的是水平向的壓力，其直接測量的壓力是水平向的壓力，需要結合試驗結果通過地區經驗換算得到被測土層的承載力。

3、靜力觸探試驗相比：靜力觸探試驗一般用專門的靜力觸探儀從地面開始進行連續試驗，試驗過程中不能觀察到試驗深度處的土層情況。雖然靜力觸探試驗也可以結合鉆探過程進行，但由于靜力觸探設備是專用設備，與鉆機交替使用勞動強度大，一會兒用鉆機鉆探，一會兒將鉆機移走安上靜力觸探設備做試驗，非常麻煩，效率非常低，在實際的巖土工程勘察中根本不會采用這種辦法。

擬研發的試驗裝置和方法從深層平板載荷試驗的原理出發，開發一種將鉆探和靜力壓入試驗相結合的試驗裝置和方法，以鉆機自重作為反力，通過加壓裝置緩慢加壓，連續測定探頭所受到的壓入阻力，通過對壓入量的直觀量測，判斷被測土層的極限破壞荷載，進而確定土的承載力。擴大了試驗范圍，提高了試驗效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種鉆孔內原位靜力壓入試驗裝置，從深層平板載荷試驗的原理出發，開發一種鉆孔內原位靜力壓入試驗裝置，解決快速量測深部地基土層的極限阻力問題。

本發明是通過以下技術方案來實現的。

一種鉆孔內原位靜力壓入試驗裝置，包括鉆機、升降裝置、鉆機主動桿、鉆桿、加壓裝置、壓力傳感器、探頭、數據連接線、數據采集儀，上述升降裝置設置在上述鉆機內部，上述鉆機主動桿豎直設置并且裝配在上述升降裝置，上述鉆機主動桿的底端和上述鉆桿的頂端通過加壓裝置連接，上述鉆桿豎直設置，其底部連接上述壓力傳感器的頂部，上述壓力傳感器的底部連接上述探頭，上述壓力傳感器通過上述數據采集線連接至上述數據采集儀。

進一步地，上述探頭的底面設置為平底。

進一步地，上述探頭的側面由下至上向內逐漸傾斜。

進一步地，上述加壓裝置設置為液壓千斤頂。

進一步地，上述鉆桿的底部和壓力傳感器的頂部采用螺紋連接，上述壓力傳感器的底部和探頭用螺紋連接。

進一步地，上述數據連接線設置有長度刻度標示。

一種利用上述鉆孔內原位靜力壓入試驗方法，步驟包括：

S1：利用鉆機進行正常的鉆探；