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CN115839109A - 一种嵌岩打入phc管桩桩端沉降量测试装置及安装方法 - Google Patents

一种嵌岩打入phc管桩桩端沉降量测试装置及安装方法 Download PDF

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CN115839109A
CN115839109A CN202210479462.0A CN202210479462A CN115839109A CN 115839109 A CN115839109 A CN 115839109A CN 202210479462 A CN202210479462 A CN 202210479462A CN 115839109 A CN115839109 A CN 115839109A
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张明义
白晓宇
韩勃
吴江斌
贾子光
张启军
崔金辉
毛从平
郝红升
张广帅
刘慧宁
刘宪
解鸣晓
陈旭光
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Qingdao Green Technology Geotechnical Engineering Co ltd
Qingdao Yongshuo Sea Technology Co ltd
Qingdao University of Technology
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Qingdao Green Technology Geotechnical Engineering Co ltd
Qingdao Yongshuo Sea Technology Co ltd
Qingdao University of Technology
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Abstract

本发明提供一种嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置及其安装方法，测试装置包括PHC管桩、两根测量管、十字桩尖、桩尖钢板、固定在所述PHC管桩内的固定器、位于所述PHC管桩桩头的开孔钢板以及压在所述开孔钢板上的千斤顶；其中所述两根测量管对称设置，所述固定器设有两个第一测量管出孔，两个测量管分别穿过固定器的第一测量管出孔；所述开孔钢板也设有两个第二测量管出孔，两个测量管分别穿过开孔钢板的第二测量管出孔。本发明结构简单紧凑，体积小，重量轻，成本低，操作方便，坚固耐用，具有优良的动静态特性，量程范围广，测量精度高，灵敏度高，易于实现紧邻桩身的桩土界面处的土压力及孔隙水压力的测试。

Description

一种嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置及安装方法
技术领域
本发明属于建筑施工设备的技术领域，尤其涉及一种嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置及安装方法。
背景技术
嵌岩灌注桩具有承载力高、沉降量小、抗震性能好等优点，但由于灌注桩桩底易残留沉渣，工序种类繁多，施工不可控制因素较多，施工过程对成桩质量影响较大。因此，针对上部为软土，持力层为强风化泥岩的地质条件，嵌岩桩施工时可采用预制桩，预制桩配合锤击法施工工艺被广泛应用。预制桩桩端打入到强风化泥岩的“嵌岩打入桩”，施工过程中常存在贯入难度大，施工结束后承载力达不到设计要求等工程问题。
为了分析桩基竖向抗压极限承载力未达到设计要求的原因，需结合静载试验确定“嵌岩打入桩”的承载力及沉降特点，尤其是桩端沉降量，从而判断承载力不足是否是桩端泥岩发生软化或原岩结构破坏所致。
限于试验测试条件和研究水平，目前对泥岩持力层上嵌岩桩承载力研究还不够深入，尤其缺乏“嵌岩打入桩”桩端沉降量的准确测试。
故需要寻求一种泥岩持力层上“嵌岩打入桩”桩端沉降量的测试装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易于实现紧邻桩身的桩土界面处的土压力及孔隙水压力的测试的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置及安装方法。
本发明提供一种嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置，其包括PHC管桩、部分位于所述PHC管桩内且伸出PHC管桩桩头的两根测量管、位于所述PHC管桩桩端的十字桩尖、连接所述PHC管桩和十字桩尖的桩尖钢板、固定在所述PHC管桩内的固定器、位于所述PHC管桩桩头的开孔钢板以及压在所述开孔钢板上的千斤顶；其中所述两根测量管对称设置，所述固定器设有两个第一测量管出孔，两个测量管分别穿过固定器的第一测量管出孔；所述开孔钢板也设有两个第二测量管出孔，两个测量管分别穿过开孔钢板的第二测量管出孔。
优选地，所述PHC管桩设有靠近其桩头的管桩开孔，所述固定器位于管桩开孔内且位于PHC管桩内部。
优选地，所述千斤顶位于开孔钢板的中间位置。
优选地，所述千斤顶的直径小于两根测量管之间的间距。
优选地，所述十字桩尖与桩尖钢板焊接固定，所述桩尖钢板与PHC管桩桩端焊接固定，两根测量管末端对称固定在桩尖钢板上。
优选地，还包括分别位于两根测量管上的两个封口垫块、电流拉绳微位移传感器、连接所述封口垫块和电流拉绳微位移传感器的拉绳、压在所述千斤顶上的横梁；其中电流拉绳微位移传感器固定于所述横梁底部。
本发明还提供一种嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的安装方法，包括如下步骤：
S1：根据PHC管桩桩长确定测量管的长度，测量管的长度比PHC管桩的长度短；
S2：在桩尖钢板上确定测量管的位置，并通过焊接将测量管和桩尖钢板连接；
S3：在靠近PHC管桩桩头一定距离位置处，在PHC管桩的桩壁上开管桩开孔，用固定装置将测量管固定于PHC管桩桩身内壁上；
S4：打桩结束后，将临时固定测量的固定装置解开，将测量管调整好之后，在PHC管桩的管桩开孔内安装固定器，固定器的第一测量管出孔根据测量管距PHC管桩两侧桩壁的距离钻取；
S5：安装好固定器后，在测量管顶部焊接使其高出PHC管桩；
S6：安装开孔钢板，开孔钢板的第二测量管出孔根据测量管2的位置钻取。
优选地，还包括如下步骤：开孔钢板上面放置千斤顶，千斤顶上面放置横梁，测量管顶端放置封口垫块，电流拉绳微位移传感器固定于横梁底部，将电流拉绳微位移传感器的拉绳与封口垫块连接。
本发明还提供一种嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的安装方法，包括如下步骤：
S1：在PHC管桩打完之后，根据PHC管桩桩长确定测量管的长度；
S2：在桩尖钢板上确定测量管的位置，在测量管的底端涂抹胶，使测量管和桩尖钢板通过胶粘在一起；
S3：测量管安装后，在PHC管桩桩壁上开管桩开孔，在PHC管桩的管桩开孔安装固定器，固定器的第一测量管出孔根据测量管距PHC管桩两侧桩壁的距离钻取；
S4：待固定器安装好后安装开孔钢板，根据测量管距PHC管桩两侧桩壁的距离，确定开孔钢板的第二测量管出孔。
优选地，还包括如下步骤：开孔钢板上面放置千斤顶，千斤顶上面放置横梁，测量管顶端放置封口垫块，电流拉绳微位移传感器固定于横梁底部，将电流拉绳微位移传感器的拉绳与封口垫块连接。
本发明结构简单紧凑，体积小，重量轻，成本低，操作方便，坚固耐用，具有优良的动静态特性，量程范围广，测量精度高，灵敏度高，易于实现紧邻桩身的桩土界面处的土压力及孔隙水压力的测试。
附图说明
图1为本发明实施例的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的俯视原图；
图3为本发明实施例的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的固定器的结构示意图；
图4为本发明实施例的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的桩尖钢板的俯视图；
图5为本发明实施例的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的开孔钢板的结构示意图。
图6为本发明实施例的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的先安装方法的原理示意图；
图7为本发明实施例的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的后安装方法的原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图5所示，本发明公开一种嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置，其包括的材料有：PHC管桩(PHC：pre-stressed high-strength concrete；预应力高强度混凝土管桩)1、部分位于PHC管桩1内且伸出PHC管桩1桩头的对称的两根测量管2、位于PHC管桩1桩端的十字桩尖3、连接PHC管桩1和十字桩尖3的桩尖钢板4、固定在PHC管桩1内的固定器5、位于PHC管桩1桩头的开孔钢板6、分别位于两根测量管2上的两个封口垫块7、电流拉绳微位移传感器8、连接封口垫块7和电流拉绳微位移传感器8的拉绳9、压在开孔钢板6上的千斤顶10以及压在千斤顶10上的横梁11。
其中，十字桩尖3与桩尖钢板4焊接固定，桩尖钢板4与PHC管桩1桩端焊接固定，两根测量管2末端对称固定在桩尖钢板4上。
如图3所示，固定器5设有两个第一测量管出孔51，两个测量管2分别穿过固定器5的第一测量管出孔51。
如图5所示，开孔钢板6设有两个第二测量管出孔61，两个测量管2分别穿过开孔钢板6的第二测量管出孔61。
PHC管桩1设有靠近其桩头的管桩开孔11，固定器5位于管桩开孔11内且位于PHC管桩1内部。
采用先安装方法在桩尖钢板4上焊接两个测量管2，或采用后安装方法在桩尖钢板4上用环氧树脂固定两个测量管2，锤击结束后均使测量管2高出PHC管桩1桩头至少10cm；
将固定器5和开孔钢板6分别放置于PHC管桩1的管桩开孔11内和PHC管桩1的桩头，开孔钢板6上放置千斤顶10，千斤顶10位于开孔钢板6中间位置，且千斤顶10的直径小于两根测量管2之间的间距；两根测量管2顶部分别放置封口垫块7，电流拉绳微位移传感器8固定于横梁11底部，将电流拉绳微位移传感器8的拉绳9与封口垫块7连接。
本发明测量管2采用无缝不锈钢钢管，测量管2的直径为19-21mm(最好为20cm)，厚度为2-4mm(最好为3,mm)，测量管2与桩尖钢板4焊接或粘结牢固，不易于变形，适用于沉降测量。固定器5和开孔钢板6上面的开孔直径为21-23mm(最好为22mm)，略大于测量管2的直径，固定器5的直径小于PHC管桩1直径2，便于安装；开孔钢板6的直径大于PHC管桩1的直径，便于放置千斤顶10且受力均匀。十字桩尖3和桩尖钢板4直径相等，且与PHC管桩1的直径相等，焊接后与PHC管桩1为一体，十字桩尖3高度为9-11cm(最好为10cm)。
PHC管桩1桩端处的桩尖钢板4和测量管1的安装方法有打桩之前安装(先安装方法)和打桩之后安装(后安装方法)2种方法。
如图6所示，本发明嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的安装方法，本方法为先安装方法包括如下步骤：
S1：根据PHC管桩1桩长确定测量管2的长度，确保打桩过程中测量管2不被破坏，测量管2的长度应比PHC管桩1的长度短4-6cm(最好为5cm)；
S2：在桩尖钢板4上确定测量管2的位置(使两根测量管2之间的间距足够大，确保后续静载试验有足够空间安放千斤顶)，并通过焊接将测量管2和桩尖钢板4连接；
S3：在靠近PHC管桩1桩头一定距离(该距离为19-21cm，最好为20cm)位置处，在PHC管桩1的桩壁上开管桩开孔11，用铁丝等固定装置将测量管2固定于PHC管桩1桩身内壁上，避免在打桩过程中对测量管2产生破坏；
S4：打桩结束后，将临时固定测量2的铁丝等固定装置解开，将测量管2调整好之后，在PHC管桩1的管桩开孔11内安装固定器5，固定器5的第一测量管出孔51根据测量管距PHC管桩1两侧桩壁的距离钻取，并确保第一测量管出孔51的孔径略大于测量管2的直径；
S5：安装好固定器5后，在测量管2顶部焊接使其高出PHC管桩1的桩头9cm-11cm(最好为10cm)，以方便静载试验中测量PHC管桩1桩端位移变化；
S6：安装开孔钢板6，开孔钢板6的第二测量管出孔61根据测量管2的位置钻取；
S7：开孔钢板6上面放置千斤顶10，千斤顶10上面放置横梁11，测量管2顶端放置封口垫块7，电流拉绳微位移传感器8固定于横梁11底部，将电流拉绳微位移传感器8的拉绳9与封口垫块7连接。
如图7所示，本发明嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的安装方法，本方法为后安装方法，包括如下步骤：
S1：在PHC管桩1打完之后，根据PHC管桩1桩长确定测量管2的长度，确保测量管2的顶端比PHC管桩1桩头高出9cm-11cm(最好为10cm)；
S2：在桩尖钢板4上确定测量管2的位置，在测量管2的底端涂抹环氧树脂胶，使测量管2和桩尖钢板4通过环氧树脂胶粘在一起(使两根测量管2之间的间距足够大，确保后续静载试验有足够空间安放千斤顶9)；
S3：测量管2安装后，在靠近PHC管桩桩顶19-21mm(最好为20mm)位置处，在PHC管桩1桩壁上开管桩开孔11，在PHC管桩1的管桩开孔11安装固定器5，固定器5的第一测量管出孔51根据测量管2距PHC管桩1两侧桩壁的距离钻取，并确保第一测量管出孔51的孔径略大于测量管2的直径；
S4：待固定器5安装好后安装开孔钢板6，根据测量管2距PHC管桩1两侧桩壁的距离，确定开孔钢板6的第二测量管出孔61，确保第二测量管出孔61的孔径略大于测量管2的直径。
S5：开孔钢板6上面放置千斤顶10，千斤顶10上面放置横梁11，测量管2顶端放置封口垫块7，电流拉绳微位移传感器8固定于横梁11底部，将电流拉绳微位移传感器8的拉绳与封口垫块7连接。
本发明结构简单紧凑，成本低，操作方便，坚固耐用，测量精度高，稳定性好，可靠性高，易于实现嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量的测试。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置，其特征在于，其包括PHC管桩、部分位于所述PHC管桩内且伸出PHC管桩桩头的两根测量管、位于所述PHC管桩桩端的十字桩尖、连接所述PHC管桩和十字桩尖的桩尖钢板、固定在所述PHC管桩内的固定器、位于所述PHC管桩桩头的开孔钢板以及压在所述开孔钢板上的千斤顶；其中所述两根测量管对称设置，所述固定器设有两个第一测量管出孔，两个测量管分别穿过固定器的第一测量管出孔；所述开孔钢板也设有两个第二测量管出孔，两个测量管分别穿过开孔钢板的第二测量管出孔。
2.根据权利要求1所述的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置，其特征在于，所述PHC管桩设有靠近其桩头的管桩开孔，所述固定器位于管桩开孔内且位于PHC管桩内部。
3.根据权利要求1所述的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置，其特征在于，所述千斤顶位于开孔钢板的中间位置。
4.根据权利要求1所述的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置，其特征在于，所述千斤顶的直径小于两根测量管之间的间距。
5.根据权利要求1所述的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置，其特征在于，所述十字桩尖与桩尖钢板焊接固定，所述桩尖钢板与PHC管桩桩端焊接固定，两根测量管末端对称固定在桩尖钢板上。
6.根据权利要求1所述的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置，其特征在于，还包括分别位于两根测量管上的两个封口垫块、电流拉绳微位移传感器、连接所述封口垫块和电流拉绳微位移传感器的拉绳、压在所述千斤顶上的横梁；其中电流拉绳微位移传感器固定于所述横梁底部。
7.根据权利要求1-6任一所述的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据PHC管桩桩长确定测量管的长度，测量管的长度比PHC管桩的长度短；
S2：在桩尖钢板上确定测量管的位置，并通过焊接将测量管和桩尖钢板连接；
S3：在靠近PHC管桩桩头一定距离位置处，在PHC管桩的桩壁上开管桩开孔，用固定装置将测量管固定于PHC管桩桩身内壁上；
S4：打桩结束后，将临时固定测量的固定装置解开，将测量管调整好之后，在PHC管桩的管桩开孔内安装固定器，固定器的第一测量管出孔根据测量管距PHC管桩两侧桩壁的距离钻取；
S5：安装好固定器后，在测量管顶部焊接使其高出PHC管桩；
S6：安装开孔钢板，开孔钢板的第二测量管出孔根据测量管2的位置钻取。
8.根据权利要求7所述的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的安装方法，其特征在于，还包括如下步骤：开孔钢板上面放置千斤顶，千斤顶上面放置横梁，测量管顶端放置封口垫块，电流拉绳微位移传感器固定于横梁底部，将电流拉绳微位移传感器的拉绳与封口垫块连接。
9.根据权利要求1-6任一所述的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在PHC管桩打完之后，根据PHC管桩桩长确定测量管的长度；
S2：在桩尖钢板上确定测量管的位置，在测量管的底端涂抹胶，使测量管和桩尖钢板通过胶粘在一起；
S3：测量管安装后，在PHC管桩桩壁上开管桩开孔，在PHC管桩的管桩开孔安装固定器，固定器的第一测量管出孔根据测量管距PHC管桩两侧桩壁的距离钻取；
S4：待固定器安装好后安装开孔钢板，根据测量管距PHC管桩两侧桩壁的距离，确定开孔钢板的第二测量管出孔。
10.根据权利要求7所述的嵌岩打入PHC管桩桩端沉降量测试装置的安装方法，其特征在于，还包括如下步骤：开孔钢板上面放置千斤顶，千斤顶上面放置横梁，测量管顶端放置封口垫块，电流拉绳微位移传感器固定于横梁底部，将电流拉绳微位移传感器的拉绳与封口垫块连接。
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