[發明專利]一種纖維筋微型抗拔樁抗拔承載力測試裝置

有效

• 申請號: 201710942103.3
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107816066B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 白曉宇;張明義;牟洋洋;陳小鈺;王永洪;章偉
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏;于正河

1.一種纖維筋微型抗拔樁抗拔承載力測試裝置，其特征在于：測試裝置的主體結構包括擴大頭高強拉拔螺桿、高強螺母、第一鋼墊板、荷重傳感器、第二鋼墊板、反力梁、第三鋼墊板、梁凳、千斤頂、千斤頂墊板、纖維筋鎖頭、纖維筋、箍筋、樁孔、位移傳感器、磁力表座、基準梁和支墩；擴大頭高強拉拔螺桿為由螺桿桿身和底部擴大頭組成的剛性實心結構，螺桿桿身的直徑由微型抗拔樁的承載力確定為60~80mm，底部擴大頭呈圓盤狀，厚度為50mm，邊緣制有若干孔洞，孔洞直徑由纖維筋的直徑確定，可供纖維筋穿過安裝，孔洞數量根據實際需要確定；六邊形圓柱體結構的高強螺母以螺紋耦合的方式連接在擴大頭高強拉拔螺桿的外表面，多個串聯使用以提供足夠的反力；方形結構的第一鋼墊板的邊長為20cm，厚度為3cm，中心制有孔洞，該孔洞直徑大于擴大頭高強拉拔螺桿的直徑，第一鋼墊板上部與高強螺母相連，下端與荷重傳感器相連；荷重傳感器為穿心結構，通過外接的配套數字顯示儀直觀顯示施加的荷載，荷重傳感器下部與第二鋼墊板相連；方形結構的第二鋼墊板邊長為30cm，厚度為3cm，中心制有孔洞，其孔洞直徑大于擴大頭高強拉拔螺桿的直徑，第二鋼墊板的底部與反力梁相連；反力梁采用厚度3 cm的鋼板焊接成箱形結構，其跨度為1.8m、寬為30cm、高為60cm，反力梁沿跨度方向設置一定數量的縱向加勁肋，縱向加勁肋的數量根據實際需要確定，確保反力梁有足夠的剛度和穩定性，在跨中反力梁的上下翼緣預留有聯通孔洞，聯通孔洞直徑要便于擴大頭高強拉拔螺桿的螺桿桿身自由穿過；千斤頂墊板對稱放置在樁孔的兩側，與樁孔邊緣的距離不小于50cm，以避免試驗裝置沉降過大造成測試數據不準確；千斤頂的底部安裝在千斤頂墊板中央，頂部緊貼第三鋼墊板，且位于第三鋼墊板中央，兩個千斤頂為同種型號，并能夠提供足夠的拉拔力，拉拔時將千斤頂與其配套的高壓油泵、分油閥用高壓油管相連，實現同步頂升反力梁；第三鋼墊板的結構與第二鋼墊板相同，使用時將第三鋼墊板置于千斤頂和反力梁之間；梁凳為型鋼焊接成的長方體敞口格構形結構，長為40cm，寬為30cm，高為40cm，保證其側面設置的與千斤頂相連的高壓油管能夠自由穿過，梁凳放置在千斤頂墊板上，第三鋼墊板和千斤頂均位于梁凳內部；方形結構的千斤頂墊板邊長為50cm，厚度為3cm，其底面與地面預先鋪設的找平砂墊層相連；纖維筋和箍筋均為玻璃纖維增強塑料全螺紋實心桿狀結構，用于增強纖維筋與混凝土的黏結力，在樁孔內箍筋呈螺旋狀，與纖維筋一起采用細鋼絲綁扎連接形成抗拔樁纖維筋籠；在樁孔外纖維筋穿過擴大頭高強拉拔螺桿擴大頭上預留的圓孔，纖維筋鎖頭與纖維筋以螺紋耦合的方式錨固在擴大頭高強拉拔螺桿上，另外，纖維筋鎖頭與纖維筋之間的縫隙內滴有AB膠或將纖維筋鎖頭蘸膠然后擰到纖維筋上，以提供足夠的錨固力；纖維筋鎖頭為內螺紋杯口型螺母，其材質與纖維筋相同，內表面為黏砂型，隨著荷載的增加使纖維筋鎖得愈來愈緊，其高度根據抗拔樁極限承載力確定，并留有1.2倍的安全系數；位移傳感器為光信號位移計，對稱安裝在纖維筋微型抗拔樁的樁頂兩側，位移傳感器通過磁力表座固定安裝在基準梁上；基準梁為槽鋼，位于樁孔兩側，基準梁的兩端分別支撐在支墩上，基準梁安裝方法滿足《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2014）的要求；支墩為混凝土澆筑的長方體預制構件，其上表面與基準梁相連，下表面與地面相連；

采用該測試裝置實現纖維筋微型抗拔樁抗拔承載力測試的具體過程為：

（1）制作抗拔樁纖維筋籠，先將纖維筋一根根地穿過螺旋箍筋，然后用細鋼絲將纖維筋綁扎固定在螺旋箍筋上，形成抗拔樁纖維筋籠，纖維筋和箍筋各自的間距和直徑需滿足現有規范和設計要求；

（2）將場地平整后，先用潛孔鉆機在既定樁位上鉆孔，形成樁孔并檢查樁孔的孔徑和孔深，再將抗拔樁纖維筋籠吊裝下放到樁孔中，保證纖維筋籠位于樁孔中央，且具有足夠的保護層厚度，然后自下而上澆筑混凝土，振搗密實后抹平樁頂，同條件下制作混凝土試塊，并檢測混凝土試塊的強度是否滿足要求；

（3）養護28天后，安裝加載裝置，先在纖維筋微型抗拔樁兩側距離樁中心至少50cm的位置分別鋪設5cm厚砂墊層并找平，保證其密實度和剛度能足夠支撐上部加載裝置，不致在加載過程中產生沉降，然后在該位置自下而上依次放置千斤頂墊板、千斤頂、第三鋼墊板、梁凳和反力梁，同時將擴大頭高強拉拔螺桿穿過反力梁，在擴大頭高強拉拔螺桿上依次將第二鋼墊板、荷重傳感器、第一鋼墊板、高強螺母穿過擴大頭高強拉拔螺桿頂部安放，旋轉高強螺母調節擴大頭高強拉拔螺桿底部擴大頭的位置，此時，用纖維筋鎖頭將在地面上外伸的纖維筋以螺紋耦合方式固定在擴大頭高強拉拔螺桿底部擴大頭的預留孔洞位置，最后用扭力扳手擰緊高強螺母，整個安裝過程中要確保擴大頭高強拉拔螺桿底部擴大頭水平且纖維筋均勻受力，而且擴大頭高強拉拔螺桿、第一鋼墊板、荷重傳感器、第二鋼墊板和反力梁的形心在同一直線上，兩個千斤頂的合力中心線與纖維筋微型抗拔樁的橫截面形心軸重合，以使纖維筋微型抗拔樁軸心受力；

（4）進行纖維筋微型抗拔樁的承載力試驗，在纖維筋微型抗拔樁兩側對稱擺放支墩，基準梁安裝在支墩上，然后在基準梁安裝磁力表座和位移傳感器，其中位移傳感器對稱的安裝在纖維筋微型抗拔樁樁頂，除確保基準梁、位移傳感器不發生晃動外，測試裝置還要滿足《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2014）的要求，將荷重傳感器連接到外接的采集儀上，千斤頂通過配套的高壓油管與配套的高壓油泵和分油閥緊密相連，預加壓檢查荷重傳感器、位移傳感器和加載裝置是否工作正常，直至荷重傳感器的讀數達到5kN，證明加載裝置已接觸緊密后開始試驗記錄纖維筋微型抗拔樁抗拔承載力和樁體上拔量。