一种桩端位移测量装置的制作方法

本实用新型涉及基桩静载荷试验技术领域，具体来说是一种桩端位移测量装置。

背景技术：

在基桩的竖向抗压静载荷试验中，桩端位移数据可用于评价桩端持力层的端阻力发挥情况、计算桩身的压缩量，并通过桩身内力分析推算桩端阻力和桩侧摩阻力，因此，桩端位移数据在试桩工作中具有重要的应用价值。现行的《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）中建议采用位移杆测量桩端位移，位移杆应具有一定的刚度，并宜采用内外管形式，外管固定在桩身，内管下端固定在桩端测试断面，顶端高出外管100～200mm，位移杆与桩端保持同步位移。

如图1所示，现有的测量装置在实际应用过程中发现，采用位移杆测量桩端位移存在以下缺点和不足，具体如下：

1、当钢筋笼分节制作时，在孔口位置需同步搭接位移护管和位移杆，安装过程相对繁琐、费时。同时，位移杆底部需与端板采用焊接方式固定，试验结束后无法回收利用，不利于节约资源、绿色环保要求。

2、对于长桩而言（桩长大于50m时），位移杆长度较大，在自重作用下将会产生弯曲变形，从而将与位移护管发生接触，位移杆的位移将受到位移护管变形的影响，引起位移测量产生误差。

对于桩长大于50m时的长桩而言，国外的改进方法是采用位移杆接力传递方法，将每段位移杆长度控制在20m之内，用位移传感器量测各段位移，将多段位移叠加即为总位移。该方法存在传感器量测系统误差大、操作工艺复杂和材料费用高等特点，因此，该方法在实际工程中应用较少。

而在专利号200710022420、名称为桩身内部位移的悬吊量测方法及其装置的专利文件中，虽能采用柔性线的方法测量桩端位移，但存在以下缺点：

（1）此装置在预定深度埋设矩形卡槽来固定位移测点，但矩形卡槽必须埋设在桩端上方一定距离处，否则卡槽可能会被护管内沉渣充填而无法使用，因此，卡槽需与桩端保持一定间距，柔性线所量测的位移为桩端位移的近似值，而非直接、真实的桩端位移。

（2）此装置未考虑将柔性线一端的重物进行居中定位，如试验过程中遇到地面振动或风吹动等影响，重物将可能左右摆动而带动柔性线发生伸缩变形，从而导致柔性线位移发生变化，造成一定的测量误差。

（3）此装置将柔性线和引线同时放入位移护管内，在使用过程中柔性线与引线需相互隔离，否则将容易发生缠绕现象，而对于长桩而言（桩长大于50m时），柔性线与引线的隔离措施较为复杂、繁琐，且制作成本高，当隔离材料发生磨损时，不易维修，使用成本相对较高。

如何开发出一种简单、易行且成本低廉的桩端位移测量装置已经成为急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术桩端位移测量复杂、精度差的缺陷，提供一种桩端位移测量装置来解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种桩端位移测量装置，包括位移护管和位移传感器，还包括支架，支架上安装有定滑轮，所述位移护管的端板上固定安装有挂环，挂钩挂在挂环上，挂钩的另一端通过稳向组件固定安装在圆环上，位移丝缠绕在定滑轮上，位移丝的一端安装在圆环上，位移丝的另一端安装有负重圆环，负重圆环固定安装在位移测板上，位移测板的底部固定安装有重物，所述位移传感器的探测针安装在位移测板上。

所述的稳向组件包括导向体和连接杆，挂钩与导向体固定安装，导向体与连接杆固定安装，连接杆与圆环固定安装。

还包括限位杆和居中杆，限位杆的一端固定安装在支架上，限位杆的另一端安装有限位环，限位环与重物底部的中心点上下对应，居中杆安装在重物底部的中心点处且居中杆穿过限位环。

有益效果

本实用新型的一种桩端位移测量装置，与现有技术相比能够用于长度大于50m的桩体测量，且能保持位移丝在护管中的垂直状态，不与位移护管发生接触，提高了测量精度。整个测量系统不受桩身其他部位变形的影响，有效提高了桩端位移的测试精度。

本实用新型安装简便、省时，除挂环外的测试设备均可回收利用，可有效降低测试成本。在制作钢筋笼时仅需将挂环与端板焊接，挂钩、位移丝等测试装置在后期测试工作前安装，且测试结束后可通过挂钩的自由摆动与挂环发生脱离，从而进行回收利用，降低了测试工作的成本。

附图说明

图1为现有技术中位移杆测量桩端位移的结构示意图；

图2 为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型中挂环与端板的安装结构示意图；

图4为本实用新型中稳向组件的结构示意图；

图5为本实用新型中支架与定滑轮的安装结构示意图；

其中，1-端板、2-挂环、3-挂钩、4-导向体、5-连接杆、6-圆环、7-位移丝、8-位移护管、9-居中杆、10-重物、11-位移测板、12-负重圆环、13-支架、14-定滑轮、15-限位杆、16-紧固螺栓、17-紧固件、18-位移传感器、19-限位环。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图2所示，本实用新型所述的一种桩端位移测量装置，包括位移护管8和位移传感器18，位移传感器18按现有技术方式安装在测量装置旁的支撑平台上。支架13用于支撑安装定滑轮14，如图5所示，支架13上安装有定滑轮14，支架13的侧部可以设计紧固螺栓16和紧固件17，通过紧固螺栓16和紧固件17将支架13安装在测量装置旁的其他部件、装置上。如图3所示，位移护管8的端板1上固定安装有挂环2，挂环2可以为倒U形，挂钩3挂在挂环2上。挂钩3的另一端通过稳向组件固定安装在圆环6上，稳向组件用于在位移护管8内对挂钩3增加负重，从而稳定其垂直度，也便于挂钩3在测量结束后从挂环2上取下。如图4所示，稳向组件包括导向体4和连接杆5，导向体4为具有一定重量的铅块或其他物件。挂钩3与导向体4固定安装，导向体4与连接杆5固定安装，连接杆5与圆环6固定安装，从而通过导向体4增加挂钩3的自重。

位移丝7缠绕在定滑轮14上，位移丝7的一端安装在圆环6上，位移丝7的另一端安装有负重圆环12，使得挂环2和负重圆环12在定滑轮14上形成拉动平衡。负重圆环12固定安装在位移测板11上，位移测板11为位移传感器18的测量提供平台，位移传感器18的探测针安装在位移测板11上。位移测板11的底部固定安装有重物10，从而与导向体4配合使用。

为了保证位移测板11的平衡度、防止位移产生的摆动，还可以包括限位杆15和居中杆9。限位杆15的一端固定安装在支架13上，限位杆15的另一端安装有限位环19。限位环19与重物10底部的中心点上下对应，用于对移测板11（重物10）进行限位。居中杆9安装在重物10底部的中心点处且居中杆9穿过限位环19，在居中杆9的限定下，使得移测板11（重物10）只能在限位环19的范围内进行微偏移。

在实际使用时，其量测方法包括以下步骤：

第一步，将挂环2与端板1焊接牢固；

第二步，将端板1与位移护管8的底部焊接牢固，保证焊缝饱满、密封不透水；

第三步，将位移护管8预埋在桩中的指定位置；

第四步，将挂钩3、导向体4、连接杆5和大圆环6通过焊接方式进行连接，将位移丝7的一端系在圆环6上；

第五步，定滑轮14通过支架13、紧固螺栓16和紧固件17固定在基准梁上，在试验过程中需保持定滑轮14的位置不发生移动，将位移丝7绕在定滑轮14上；

第六步，将负重圆环12、位移测板11、重物10和居中杆9进行可靠连接，位移丝7的另一端系在负重圆环12上，通过重物10的自重将位移丝7拉紧绷直；

第七步，对桩施加竖向作用力，端板1将随桩端的位移而发生上、下移动，通过位移传感器18测量位移测板的位移，即可获得桩端位移；

第八步，试验结束后，通过导向体4在自重作用下的自由摆动，使挂钩3与挂环2脱离，将除端板1、挂环2和位移护管8以外的其余测试装置回收。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。