[發明專利]一種鋼管樁內摩阻力測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 201811482126.1
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109537645A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 劉潤;梁超
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D5/28
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開了一種鋼管樁內摩阻力測試裝置及測試方法，本裝置將鋼管樁作為雙管樁考慮，在外管樁和內管樁分別布置n對應變片，獨立測試樁頭荷載作用下內壁和外壁的應變，從而可以計算出在各級荷載作用下，管樁內壁與外壁的側摩阻力，即內摩阻力和外摩阻力。本發明設計原理明確，使用方法簡單，可有效解決目前管樁內側摩阻力無法準確獲得的技術難題，具有良好的應用價值。

技術領域

本發明屬于樁基承載力測試領域，尤其是一種鋼管樁內摩阻力測試裝置及測試方法。

背景技術

隨著海洋能源開采的逐漸發展，海洋結構建設中大直徑鋼管樁越來越多的被采用，其直徑可以達到6m以上。傳統的小直徑鋼管樁土塞通常為閉塞狀態，豎向極限承載力往往考慮為兩部分，分別為樁身外側的摩阻力和將管樁考慮為閉口的端阻力。在管徑增大后，大直徑鋼管樁的豎向承載模式區別于小直徑鋼管樁，其內部土塞不容易閉塞，在軟土地區，會出現大直徑鋼管樁內土塞高度與樁的入土深度一致的情況，處于完全不閉塞狀態，不能將土塞作用與樁端一起按照閉口樁考慮，需要考慮土塞與管內壁的相互作用，即內摩阻力的發揮。目前關于大直徑鋼管樁內摩阻力的研究，由于測試較為困難，其計算方法和測試方法的研究鮮有報道。在內摩阻力測試方法的研究中，以往的研究提出采用兩組試驗確定其內摩阻力，第一組進行包含土塞的管樁承載力測試，第二組進行清理土塞后的管樁承載力測試，得到兩者差異后進行分析確定土塞與管內壁內摩阻的發揮情況。這種方法的缺點在于試驗需通過兩組試驗進行，無法完全確保兩次試驗外部條件完全一致，無法準確定量化內摩阻力的發揮程度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，利用雙層管樁分別測得鋼管樁外側摩阻力及內側摩阻力的測試裝置和方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種鋼管樁內摩阻力測試裝置，包括內管樁、外管樁、內應變片、外應變片和樁頂封蓋；

所述內管樁與外管樁為同軸設置的等高空心柱體，內管樁位于外管樁的內部，內管樁與外管樁的下端樁壁之間形成密封層，內管樁和外管樁上端與樁頂封蓋相固接，在外管樁的兩側外樁壁上沿豎直方向分別等距設置n個外應變片(n≥2)，在內管樁的兩側外樁壁上沿豎直方向分別等距設置與外應變片數量相等的n個內應變片(n≥2)。

在上述技術方案中，所述外應變片之間通過外應變片數據線串連，并連接至數據采集儀，以測量其所處位置的外側摩阻力及應變值。

在上述技術方案中，所述內應變片之間通過內應變片數據線串連，并連接至數據采集儀，以測量其所處位置的內側摩阻力及應變值。

在上述技術方案中，在所述樁頂封蓋的表面內管樁和外管樁之間縫隙所處的環形區域內設置供內內應變片數據線穿過的穿孔。

在上述技術方案中，所述穿孔的數量為2個。

在上述技術方案中，所述密封層為通過焊接形成的柱底焊縫。

在上述技術方案中，所述外應變片表面涂布有環氧樹脂膠層，以保護外應變片在插入土層過程中不受破壞。

在上述技術方案中，所述環氧樹脂膠層的厚度為1-2mm。

在上述技術方案中，所述測試裝置還包括供測試使用的模型槽。

在上述技術方案中，所述模型槽內制備有由不排水的均質粘土構成的土層。

一種鋼管樁內摩阻力測試方法，按照下列步驟進行：