[發明專利]靜鉆根植樁荷載傳遞機理模型試驗的裝置和方法

有效

• 申請號: 201810386475.7
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108612134B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 王忠瑾;方鵬飛;王文軍;謝新宇;李金柱
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 33281 寧波市海曙鈞泰專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 代宇琛

本發明公開了一種靜鉆根植樁荷載傳遞機理模型試驗的裝置及方法，其裝置包括反力架、主千斤頂、墊塊、樁身套筒、樁孔套管、水平連接梁、卡箍、底兜或樁底套筒；其方法的關鍵在于：在安裝加載系統和數據采集系統的過程中，同步連帶著完成靜鉆根植樁模型的成樁。該裝置及方法能排除樁端阻力的干擾、單獨且精確的測得樁側摩阻力的發揮，也能檢測出樁端阻力和樁側摩阻力同時存在時兩者的相互關系。

技術領域

本發明涉及土木工程中的樁基加載試驗技術領域，具體講是一種靜鉆根植樁荷載傳遞機理模型試驗的裝置和方法。

背景技術

靜鉆根植樁是一種新研發出的樁型，于2010年開始在國內出現，其成樁工藝為用螺旋鉆頭鉆孔并先旋噴砼料并與孔內土體攪拌形成一定深度的水泥土，接著將預制管樁沉入鉆孔中未干涸的水泥土內，以形成外水泥土保護層、內預制管樁的組合式樁型。靜鉆根植樁由于具備低震動、低噪音、無擠土、不排泥等優點，其施工成本、工期及質量控制均優于傳統的鉆孔灌注樁，故具備廣闊的應用前景。

而靜鉆根植樁作為新出現且尚處推廣階段的樁型，需要建立傳遞機理模型，以模擬樁基受到壓力及溫度等環境荷載時樁側摩阻力及樁端摩阻力之間的相互關系，來獲取樁基的承載特性，為后續的實際施工應用提供依據。而現階段常規的現場工程靜載試驗的方法無法適用于靜鉆根植樁，其具體理由如下：現場工程靜載試驗，是在施工現場的土體內，分不同層高、不同位置來埋設壓力傳感器和溫度傳感器，再施加溫度荷載及壓力荷載，并采集各個傳感器的參數進行研究。但上述澆注在土體中的樁基模型，受到樁側摩阻力和樁端阻力總是同時存在的，所以根本無法分別測出樁側摩阻力或樁端摩阻力的大小，自然也無法直觀、準確地獲知樁側摩阻力與樁端阻力的相互影響。而且，實際操作中，在土體中埋設各個壓力傳感器時，需要在樁機旁邊挖各個不同位置的測量孔，再在孔中吊裝不同深度的傳感器，其過程費時費力，而且其吊裝深度、埋設位置很不精確，甚至有可能出現移位，故采集到的數據自然也不精確，影響最后試驗結果的準確性，況且在周邊的鉆取過多的測量孔有可能對樁基的力學性能造成影響。

發明內容

本發明要解決的一個技術問題是，提供一種能排除樁端阻力的干擾、單獨且精確的測得樁側摩阻力的發揮，也能檢測出樁端阻力和樁側摩阻力同時存在時兩者的相互關系的靜鉆根植樁荷載傳遞機理模型試驗的裝置。

本發明的一個技術解決方案是，提供一種靜鉆根植樁荷載傳遞機理模型試驗的裝置，它包括反力架、安裝在反力架頂梁上用于對樁頂端施加軸向壓力的主千斤頂、擱置在反力架底梁的墊塊、擱置在墊塊上且內部填充土體以用于包裹樁身主體的樁身套筒、用于埋在土體中以形成樁孔的樁孔套管、安裝在反力架立柱的水平連接梁、安裝在水平連接梁上用于臨時固定樁孔套管的卡箍；樁身套筒下部的橫隔板設有供樁孔套管穿過的中心孔，該裝置還包括一個與樁身套筒橫隔板連接的用于澆注樁底端的底兜或一個擱置在反力架底梁上且內部填充土體以用于包裹樁底端的樁底套筒。

本發明靜鉆根植樁荷載傳遞機理模型試驗的裝置與現有技術相比，具有以下顯著優點和有益效果。

首先，利用該裝置，可以先臨時固定樁孔套管，隨后安裝樁身套筒及底兜或樁底套筒，并填土，再拔出樁孔套管以在土體中形成完整封閉的樁孔，隨后灌漿沉管，這就解決了靜鉆根植樁模型在反力架上的成樁問題。解決成樁問題的意義在于：普通的鋼筋混凝土樁模型由于樁型簡單，可以直接先用模板澆注成型再直接安裝固定在反力架上，但靜鉆根植樁這種內管樁外混凝土保護層的特殊樁型由于需要在未干硬的水泥漿液中沉樁，所以很難直接安裝在反力架上，而利用本申請的裝置就可以在安裝加載系統和數據采集系統的過程中，同步連帶著完成靜鉆根植樁模型的成樁。而且，更重要的是，本申請可以根據需要來選擇底兜或樁底套筒，如使用樁體套筒，則成樁后樁體底端直接承載在樁底套筒內，這樣，就可以檢測出樁端阻力和樁側摩阻力同時存在時兩者的相互關系；而如果選用底兜，則樁體最終完全懸空，這就完全排除了樁端阻力的干擾、單獨且精確的測得樁側摩阻力的發揮。