CN109826249B - 一种桩基础侧摩阻力的测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桩基础侧摩阻力的测量装置，测量装置包括钢筋笼和圆形隔板，隔板与主筋的底部相连，相邻的两个主筋之间设有一组挡板组件，挡板组件包括挡板和牵引件，挡板可转动地设于隔板上，牵引件用于牵引挡板朝向桩基础的孔壁转动，以使自由端抵接于桩基础的孔壁上。使用本发明的测量装置测量桩基础的侧摩阻力时，将测量装置下放到桩基础内，测量装置与桩基础的孔底之间留有收容空间，所有的挡板形成用于阻挡混凝土的粗骨料下落至收容空间内的阻挡结构，再浇筑混凝土，对桩顶施加载荷时，收容空间内的混凝土为细骨料，不会对桩基础产生桩端承载力，因此可直接准确地测量得到桩基础侧摩阻力。
Description
技术领域
本发明涉及桩基工程技术领域，具体涉及一种桩基础侧摩阻力的测量装置及测量方法。
背景技术
桩基础是一种应用广泛的基础形式。桩与土在侧壁及端部均有接触，由于土层性质的多变性及桩土的相互作用,决定了其受力的复杂性。摩擦桩桩基承载力主要由桩端承载力和侧摩阻力组成，其中侧摩阻力往往占桩基承载力的比重较大，是桩基础设计与施工、桩基承载力检测的重要考量指标，必须要经过实地测试检验，其检测方法广泛应用于桩基础堆载试验、自平衡试验和锚桩试验等各类桩基承载力检测业务。对于大吨位摩擦桩试桩工程而言，如果不考虑桩端承载力或以理论值计入桩端承载力，仅测试桩身实际侧摩阻力，将大幅降低试桩工程中的加载吨位，从而降低工程风险和工程成本，也可提高试桩工程成功率。因此，为保证工程质量，合理评价桩基承载力，如何直接准确确定桩侧摩阻力大小成为关键问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种桩基础侧摩阻力的测量装置及测量方法，能够直接准确确定桩侧摩阻力大小。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是为
一种桩基础侧摩阻力的测量装置，其包括：
钢筋笼，其包括多个主筋；
圆形隔板，其与所述主筋的底部相连；
多组挡板组件，相邻的两个主筋之间设有一组所述挡板组件，且所述挡板组件包括：
-挡板，其包括连接端和自由端，所述连接端可转动地设于所述隔板上；
-牵引件，所述牵引件用于牵引所述挡板朝向桩基础的孔壁转动，以使所述自由端抵接于桩基础的孔壁上。
在上述技术方案的基础上，所述隔板上开设有多个通孔，所述通孔与所述主筋的数量相同且一一对应设置，所述主筋贯穿于对应的所述通孔内，并与所述隔板固定。
在上述技术方案的基础上，所述隔板上形成有一圈通道，所述通道包括环形布置的多个通孔，多个通孔均匀间隔分布。
在上述技术方案的基础上，所述主筋通过螺母与所述隔板相连。
在上述技术方案的基础上，所述连接端通过销轴与所述隔板相连，所有的销轴围设形成一圆环。
在上述技术方案的基础上，所述挡板上开设有一牵引孔，所述牵引件包括：
定滑轮，其固定于所述隔板上，且所述定滑轮位于所述连接端的外侧；
牵引丝，其一端固定于所述挡板上，另一端绕过所述定滑轮并延伸至穿过所述牵引孔。
在上述技术方案的基础上，所述隔板的底部固定有泡沫板，所述泡沫板与所述隔板的形状相适配。
在上述技术方案的基础上，所述测量装置还包括钢筋计。
本发明还提供一种使用上述测量装置测量桩基础侧摩阻力的方法，其包括以下步骤：
提供多个钢筋计，至少一主筋的长度方向上间隔固定有多个钢筋计；
将所述测量装置下放至桩基础内，并使所述隔板与所述桩基础的底部形成一收容空间；
通过所述牵引件牵引所述挡板朝向桩基础的孔壁转动，以使所述自由端抵接于桩基础的孔壁上，所有的挡板形成用于阻挡混凝土的粗骨料下落至所述收容空间内的阻挡结构；
向所述钢筋笼内浇筑混凝土；
待混凝土凝固后，在桩顶加载荷载，读取所述钢筋计的测量值并计算桩基础的侧摩阻力。
在上述技术方案的基础上，所述钢筋计所在的水平面为桩基础的截面，桩基础在相邻的两个截面之间的节段的侧摩阻力按照如下公式计算：
式中：/>为桩基础在相邻的两个截面之间的节段的侧摩阻力，Pa；/>为第n个截面钢筋计的测量值，无量纲；/>为第n+1个截面钢筋计的测量值，无量纲；E s 为主筋的弹性模量，MPa；A s 为第n个截面所有主筋的总截面积，mm2；E c 为混凝土的弹性模量，MPa；A c 为第n个截面混凝土的净面积，mm2；d为桩基础的截面直径，m；h为节段高度，m。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的一种桩基础侧摩阻力的测量装置，测量装置包括钢筋笼和圆形隔板，隔板与主筋的底部相连，相邻的两个主筋之间设有一组挡板组件，挡板组件包括挡板和牵引件，挡板可转动地设于隔板上，牵引件用于牵引挡板朝向桩基础的孔壁转动，以使自由端抵接于桩基础的孔壁上。使用本发明的测量装置测量桩基础的侧摩阻力时，将测量装置下放到桩基础内，测量装置与桩基础的孔底之间留有收容空间，再使用牵引件牵引挡板朝向桩基础的孔壁转动，以使自由端抵接于桩基础的孔壁上，所有的挡板形成用于阻挡混凝土的粗骨料下落至收容空间内的阻挡结构，再浇筑混凝土，混凝土中的粗骨料被阻挡不会下落到收容空间内，对桩顶施加载荷时，收容空间内的混凝土为细骨料，不会对桩基础产生桩端承载力，因此可直接准确地测量得到桩基础侧摩阻力。
附图说明
图1为本发明实施例中一种桩基础侧摩阻力的测量装置的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的局部放大图；
图4为桩基础在相邻的两个截面之间的节段的侧摩阻力的测量方法的示意图。
图中：1-钢筋笼，10-主筋，2-隔板，20-通孔，3-挡板组件，30-挡板，300-连接端，301-自由端，302-牵引孔，31-牵引件，310-定滑轮，311-牵引丝，32-销轴，4-桩基础，5-螺母，6-泡沫板，7-钢筋计，8-收容空间。
实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种桩基础侧摩阻力的测量装置，测量装置包括钢筋笼1，钢筋笼1包括多个主筋10和多个箍筋，多个主筋10间隔设置并围设形成钢筋笼1的圆筒状框架，多个钢筋笼1间隔套设在圆筒状框架上，形成钢筋笼1。测量装置还包括圆形隔板2，隔板2与主筋10的底部相连，多个主筋10的底部为圆形，圆形隔板2的直径比钢筋笼1的底部的直径大，且在设计隔板2的直径时，根据勘测的桩基础4的孔径的大小来设计，为了能将本发明的测量装置下方到桩基础4内，隔板2的直径设计的比桩基础4的孔径小，结合桩基础4的孔径选择平面尺寸和厚度适宜的钢板做隔板2，要求该钢板直径比桩基础4的孔径小5cm为宜，且具有一定的强度和刚度，能承载桩基础4自重且不发生明显变形。
测量装置还包括多组挡板组件3，相邻的两个主筋10之间设有一组挡板组件3，且挡板组件3包括挡板30和牵引件31，挡板30包括连接端300和自由端301，连接端300可转动地设于隔板2上，自由端301随着连接端300自由转动；牵引件31用于牵引挡板30朝向桩基础4的孔壁转动，以使自由端301抵接于桩基础4的孔壁上。使用本发明的测量装置测量桩基础的侧摩阻力时，将测量装置下放到桩基础4内，测量装置与桩基础4的孔底之间留有收容空间8，再使用牵引件31牵引挡板30朝向桩基础4的孔壁转动，以使自由端301抵接于桩基础4的孔壁上，所有的挡板30形成用于阻挡混凝土的粗骨料下落至收容空间8内的阻挡结构，再浇筑混凝土，混凝土中的粗骨料被阻挡不会下落到收容空间8内，对桩顶施加载荷时，收容空间8内的混凝土为细骨料，不会对桩基础4产生桩端承载力，因此可直接准确地测量得到桩基础侧摩阻力。
参见图2所示，隔板2上开设有多个通孔20，通孔20与主筋10的数量相同且一一对应设置，主筋10贯穿于对应的通孔20内，并与隔板2固定。本发明实施例中的隔板2与钢筋笼1同轴设置，先对主筋10的底部进行抽丝处理，将主筋10的底部精轧成螺纹结构，将主筋10穿过对应的通孔20内，再拧上螺母5，将主筋10的底部与隔板2固定。通孔20直径比主筋直径大2mm为宜。
参见图2所示，隔板2上形成有一圈通道，通道包括环形布置的多个通孔20，多个通孔20均匀间隔分布。本发明实施例中的通道与隔板2同轴设置，相邻的两个通孔20之间设有一个挡板30，能更好的阻挡混凝土中的粗骨料下落。
参见图2所示，连接端300通过销轴32与隔板2相连，所有的销轴32围设形成一圆环。圆环与隔板也同轴设置，使得所有的挡板30形成的用于阻挡混凝土的粗骨料下落至收容空间8内的阻挡结构也为圆形，能使自由端301更好的抵接在桩基础4的孔壁上。
参见图3所示，挡板30上开设有一牵引孔302，牵引件31包括定滑轮310和牵引丝311，定滑轮310固定于隔板2上，且定滑轮310位于连接端300的外侧；牵引丝311的一端固定于挡板30上，另一端绕过定滑轮310并延伸至穿过牵引孔302。本发明实施例的牵引丝311采用高强钢丝，强度高，韧性好，可在定滑轮310上滑动且部易拉断。为了能将测量装置顺利下放到桩基础内，先通过牵引牵引丝311将挡板30转到隔板2的内侧，测量装置下放到桩基础内之后，再拉动牵引丝311将挡板30转动，使得自由端301抵接在桩基础4的孔壁上，然后固定牵引丝311，避免滑动。
参见图1所示，隔板2的底部固定有泡沫板6，泡沫板6与隔板2的形状相适配。若有少量粗骨料下落至收容空间8内，在桩顶施加载荷时，泡沫板6起到阻隔和缓冲钢筋笼1与粗骨料之间的作用力，削弱粗骨料产生的桩端承载力，使得桩基础侧摩阻力的测量结果更精确。在隔板2的底部满铺阻隔泡沫板6，厚度以15～20cm为宜，主筋10的螺母5处采用嵌入法安装。要确保泡沫板6与隔板2的底部粘结牢靠，防止其在钢筋笼1下放过程中松散脱落。
参见图4所示，测量装置还包括钢筋计7。将钢筋计7绑扎或焊接在主筋10上，一起下放到桩基础4内，获取钢筋计7的测量值，计算得到桩基础4的侧摩阻力。
本发明还提供一种使用上述实施例中的测量装置测量桩基础侧摩阻力的方法，其包括以下步骤：
提供多个钢筋计7，至少一主筋10的长度方向上间隔固定有多个钢筋计7；
将测量装置下放至桩基础4内，将钢筋笼1悬吊，使隔板2与桩基础4的底部形成一收容空间8；
通过牵引件31牵引挡板30朝向桩基础4的孔壁转动，以使自由端301抵接于桩基础4的孔壁上，所有的挡板30形成用于阻挡混凝土的粗骨料下落至收容空间8内的阻挡结构；
向钢筋笼1内浇筑混凝土，混凝土中的粗骨料阻挡在隔板上部，收容空间8内只下落细骨料；
待混凝土凝固后，撤离悬吊装置，在桩顶加载荷载，读取钢筋计7的测量值并计算桩基础4的侧摩阻力。
计算公式如下：
钢筋计7所在的水平面为桩基础4的截面，桩基础4在相邻的两个截面之间的节段的侧摩阻力按照如下公式计算：
式中：/>为桩基础4在相邻的两个截面之间的节段的侧摩阻力，Pa；/>为第n个截面钢筋计7的测量值，无量纲；为第n+1个截面钢筋计7的测量值，无量纲；E s 为主筋的弹性模量，MPa；A s 为第n个截面所有主筋的总截面积，mm2；E c 为混凝土的弹性模量，MPa；A c 为第n个截面混凝土的净面积，mm2；d为桩基础4的截面直径，m；h为节段高度，m。
其中，主筋的弹性模量根据钢筋的型号按照规范确定，A_s不包括钢筋笼1的箍筋的截面积；混凝土的弹性模量是在浇筑混凝土前制作的混凝土试验块测量得到；混凝土的净面积为第n个截面桩基础4的截面积减去第n个截面所有主筋的总截面积；实际工程中，还需进行桩基础4的成孔质量检测，可得到桩基础各层截面的实际孔径，一般情况下，各层截面的孔径大小差异较小，因此d取成桩后的实际桩径即可。
再将各节段的侧摩阻力相加之和即为总的桩侧摩阻力，本发明实施例的计算方法直接精确、易实施；降低了加载吨位，减小工程风险；大幅减少加载设备、承载设备投入，降低工程成本。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种桩基础侧摩阻力的测量装置，其特征在于，其包括：
钢筋笼（1），其包括多个主筋（10）；
圆形隔板（2），其与所述主筋（10）的底部相连；
多组挡板组件（3），相邻的两个主筋（10）之间设有一组所述挡板组件（3），且所述挡板组件（3）包括：
-挡板（30），其包括连接端（300）和自由端（301），所述连接端（300）可转动地设于所述隔板（2）上；
-牵引件（31），所述牵引件（31）用于牵引所述挡板（30）朝向桩基础（4）的孔壁转动，以使所述自由端（301）抵接于桩基础（4）的孔壁上；
所述隔板（2）的直径比钢筋笼（1）的底部的直径大，隔板（2）的直径的比桩基础（4）的孔径小；
所述挡板（30）上开设有一牵引孔（302），所述牵引件（31）包括：
定滑轮（310），其固定于所述隔板（2）上，且所述定滑轮（310）位于所述连接端（300）的外侧；
牵引丝（311），其一端固定于所述挡板（30）上，另一端绕过所述定滑轮（310）并延伸至穿过所述牵引孔（302）；
所述测量装置还包括钢筋计（7）。
2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述隔板（2）上开设有多个通孔（20），所述通孔（20）与所述主筋（10）的数量相同且一一对应设置，所述主筋（10）贯穿于对应的所述通孔（20）内，并与所述隔板（2）固定。
3.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述隔板（2）上形成有一圈通道，所述通道包括环形布置的多个通孔（20），多个通孔（20）均匀间隔分布。
4.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述主筋（10）通过螺母（5）与所述隔板（2）相连。
5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述连接端（300）通过销轴（32）与所述隔板（2）相连，所有的销轴（32）围设形成一圆环。
6.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述隔板（2）的底部固定有泡沫板（6），所述泡沫板（6）与所述隔板（2）的形状相适配。
7.一种使用如权利要求1所述的测量装置测量桩基础侧摩阻力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供多个钢筋计（7），至少一主筋（10）的长度方向上间隔固定有多个钢筋计（7）；
将所述测量装置下放至桩基础（4）内，并使所述隔板（2）与所述桩基础（4）的底部形成一收容空间（8）；
通过所述牵引件（31）牵引所述挡板（30）朝向桩基础（4）的孔壁转动，以使所述自由端（301）抵接于桩基础（4）的孔壁上，所有的挡板（30）形成用于阻挡混凝土的粗骨料下落至所述收容空间（8）内的阻挡结构；
向所述钢筋笼（1）内浇筑混凝土；
待混凝土凝固后，在桩顶加载荷载，读取所述钢筋计（7）的测量值并计算桩基础（4）的侧摩阻力。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述钢筋计（7）所在的水平面为桩基础（4）的截面，桩基础（4）在相邻的两个截面之间的节段的侧摩阻力按照如下公式计算：
式中：/>为桩基础（4）在相邻的两个截面之间的节段的侧摩阻力，Pa；/>为第n个截面钢筋计（7）的测量值，无量纲；为第n+1个截面钢筋计（7）的测量值，无量纲；E s 为主筋的弹性模量，MPa；A s 为第n个截面所有主筋的总截面积，mm2；E c 为混凝土的弹性模量，MPa；A c 为第n个截面混凝土的净面积，mm2；d为桩基础（4）的截面直径，m；h为节段高度，m。
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|---|---|---|---|---|
| CN110331742B (zh) * | 2019-07-01 | 2023-11-07 | 浙江大学 | 测试静钻根植桩桩土接触面摩擦特性的试验装置及其方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104452830A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-25 | 中国石油天然气集团公司 | 高纬度低海拔岛状多年冻土桩基侧摩阻力值的测定与选取方法 |
| KR20170019395A (ko) * | 2017-02-13 | 2017-02-21 | (주)백경지앤씨 | 개선된 양방향 말뚝재하시험 측정장치 및 측정방법 |
| CN108625410A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-10-09 | 中国路桥工程有限责任公司 | 一种桩侧摩阻力的测试方法 |
| CN208105272U (zh) * | 2018-02-27 | 2018-11-16 | 北京城建华夏基础建设工程有限公司 | 一种防超灌装置 |
| CN108867626A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-23 | 江苏省建筑工程质量检测中心有限公司 | 一种钢筋笼结构及其制作方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104452830A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-25 | 中国石油天然气集团公司 | 高纬度低海拔岛状多年冻土桩基侧摩阻力值的测定与选取方法 |
| KR20170019395A (ko) * | 2017-02-13 | 2017-02-21 | (주)백경지앤씨 | 개선된 양방향 말뚝재하시험 측정장치 및 측정방법 |
| CN208105272U (zh) * | 2018-02-27 | 2018-11-16 | 北京城建华夏基础建设工程有限公司 | 一种防超灌装置 |
| CN108625410A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-10-09 | 中国路桥工程有限责任公司 | 一种桩侧摩阻力的测试方法 |
| CN108867626A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-23 | 江苏省建筑工程质量检测中心有限公司 | 一种钢筋笼结构及其制作方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 钢筋计在扩底桩侧摩阻力计算中的应用;刘翔青;;工程与建设(06);全文 * |
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