抗压试验桩应力应变综合检测系统的制作方法

本实用新型涉及试验桩施工领域，尤其涉及一种试验桩检测系统。

背景技术：

试验桩一般都是在基坑开挖前或者开挖到槽底标高之前进行，工程桩设计顶标高与实际施工中的试验桩标高之间存在一段土层，该土层对试验桩的承载力和沉降量都有影响，使得试验桩的实验数据与实际工程桩的承载力和沉降量不一致。所以需要消除试验桩与土层的摩擦阻力。

另一方面，为了分析试验桩在静载试验过程中的受力和变形，需要在试验桩上设置相应的测试仪器。常规试验中认为，根据钢筋混凝土协同工作原理，钢筋和混凝土的变形是一致的，因此只是在试验桩上设置应变计或者应力计一种仪器。但是，实际施工过程中，钢筋和混凝土的变形不同，这样测试出的实验数据与实际不同。而且常规试验桩通常将测试仪器设置在桩顶，以桩顶的变形来表示全部变形，而实际过程中桩本身也会有压缩变形，因此，试验桩变形的测试数据与实际变形不同，影响到后续施工。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种抗压试验桩应力应变综合检测系统，以解决由于试验桩的承载力和沉降量与实际测试不同、钢筋和混凝土变形与实际测试不同，从而影响后续施工的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种抗压试验桩应力应变综合检测系统，设置在试验桩上，其特征在于：包括减阻套筒和试验检测装置；

所述减阻套筒包括套接于试验桩上部外围的内套筒和套接于内套筒外侧的外套筒；

所述内套筒内侧设置有竖向的加强箍筋，所述内套筒和加强箍筋之间设置有竖向的螺旋箍筋，所述螺旋箍筋和加强箍筋之间的空隙中设置有竖向的主筋；

所述试验检测装置包括有钢筋应力计、混凝土应变计和柔性位移计；

所述钢筋应力计和混凝土应变计沿试验桩的轴向等间距设置，所述钢筋应力计焊接在主筋上，所述混凝土应变计临时固定在主筋上；

所述柔性位移计埋入在试验桩的底面与外表面的交接处。

优选地，所述内套筒的下端外侧环向设置有一圈开口向上的凹槽，所述外套筒的下端内侧环向设置有一圈凸榫，所述凸榫插接在凹槽内并通过密封材料密封。

优选地，所述密封材料包括有橡胶止水带和自膨胀材料。

优选地，所述内套筒和外套筒之间的空隙中设置有竖向的短钢筋。

优选地，所述试验桩中设置有竖向的沉降杆，所述沉降杆的上端与自然地面齐平，下端与有效桩长的桩顶齐平。

优选地，所述内套筒和外套筒之间注满清水、并在上端通过丝堵密封。

优选地，所述外套筒与周围土体之间浇筑有水泥浆固壁。

优选地，所述外套筒的上部外壁两侧均设置有竖向的注浆管，所述注浆管顶部超出自然地面，其余埋入水泥浆中。

与现有技术相比，本实用新型的特点和有益效果为：

（1）本实用新型的钢筋应力计焊接在主筋上；混凝土应变计临时固定在主筋上，沿钢筋笼长度方向均匀分布；自然地面至桩顶标高范围内设置沉降杆；桩底增设柔性位移计。所有检测装置均随钢筋笼一起安装，与桩身主筋、混凝土紧密连接，结合内外套筒，形成完整的综合系统。

（2）本实用新型在试验桩上位于自然地面、有效桩长的桩顶和桩底的高度处设置有钢筋应力计和混凝土应变计，利用两种仪器可以更准确地测量出某一标高处钢筋应力和混凝土应变，从而可以更准确地计算出该标高钢筋应力和混凝土应力的总和。另外还在试验桩上位于桩底的高度处设置有柔性位移计，以此确定桩本身压缩形变。进而更准确地掌握桩身的承载力，有利于优化桩体强度、刚度的配置，使得设计更加合理。

（3）本实用新型在内套筒外壁焊接一定数量的短钢筋，提高侧向支撑力，防止抗压试桩内套筒加载过程中失稳破坏；在内、外套管涂刷废机油或黄油，并且在内外套筒之间注入清水并在上端加丝堵密封，外套筒外壁进行注水泥浆固壁，可以有效地消除非摩擦段桩侧摩阻力，使静载试验时的工况更接近于工程桩受力时的实际工况，同时还能准确测量出试验桩不同标高处的应力应变情况，具有施工深度大、适应土层广、检测方式可靠等优点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2本实用新型的试验桩内外套筒底部密封构造的结构示意图。

图3为本实用新型的A-A剖面示意图。

图4为本实用新型的B-B剖面示意图。

图5为本实用新型的C-C剖面示意图。

图6为本实用新型的施工结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型进行说明。

实施例如图1-5所示，这种带有应力应变综合检测系统的大直径抗压试验桩减阻套筒，设置在试验桩（1）上，包括减阻套筒和试验检测装置；减阻套筒包括套接于试验桩（1）上部外围的内套筒（2）、套接于内套筒外侧的外套筒（3），试验检测装置包括有钢筋应力计（51）、混凝土应变计（52）和柔性位移计（53）。钢筋应力计（51）和混凝土应变计（52）等间距设置在试验桩（1）的上部外围和中部外围，间距约为10m。钢筋应力计（51）连接在主筋（8）上，混凝土应变计（52）埋入试验桩（1）外壁内侧的混凝土中；柔性位移计（53）设置在试验桩（1）的底部，埋入试验桩（1）的桩底内侧的混凝土中。在静载试验过程中可实现全过程数据采集和监测记录。试验桩（1）中设置有竖向的沉降杆（13），沉降杆（13）的上端与自然地面齐平，下端与有效桩长的桩顶齐平。

如图2所示，内套筒（2）的下端外侧环向设置有一圈开口向上的凹槽（9），外套筒（3）的下端内侧环向设置有一圈凸榫（10），凸榫（10）插接在凹槽（9）内并通过密封材料密封，密封材料包括有橡胶止水带（11）和自膨胀材料（12），形成企口结构，保证套筒就位后，水泥浆不会从根部进入到内外套筒之间的空隙，从而影响减阻效果。

如图3-5所示，内套筒（2）和外套筒（3）之间的空隙中设置有竖向的短钢筋（4），提供侧向支撑力，防止抗压试桩内套筒加载过程中失稳破坏。内、外套管涂刷废机油或黄油，摩擦过程中起润滑作用，有效消除侧摩阻力。内套筒（2）内侧设置有竖向的加强箍筋（6），内套筒（2）和加强箍筋（6）之间设置有竖向的螺旋箍筋（7），螺旋箍筋（7）和加强箍筋（6）之间的空隙中设置有竖向的主筋（8），螺旋箍筋（7）用于将主筋固定成一个钢筋笼子。加强箍筋（6）用于保证钢筋笼在吊装过程不变形。

如图6所示，内套筒（2）和外套筒（3）之间注满清水、并在上端通过丝堵（14）密封。外套筒（3）与周围土体之间浇筑有水泥浆固壁（15）。外套筒（3）的上部外壁两侧均设置有竖向的注浆管（16）固壁，保证套筒底部周围的土质稳定，保证静载试验的顺利实施。注浆管（16）顶部超出自然地面，其余埋入水泥浆固壁（15）中。

如果抗压试桩套筒长度超过运输要求，需要在工厂分段加工，到现场进行组装焊接。具体施工步骤为：

第一步：内套筒（2）对接焊。组装焊接时，将两段组装后的内套筒（2）用吊车吊运至组装胎架，简单对中后临时固定。注意胎架制作时要设防止内套筒滚动的限位钢板，每段至少两处。先临时固定下节内套筒（2），用千斤顶辅助将两段内套筒（2）对接，用连接耳板临时固定，然后在内套筒（2）内拉通线检查平直度，合格后紧固耳板固定，进行分段点焊，然后按对称方式进行焊接连接。

第二步：外套筒（3）对接。内套筒（2）焊缝冷却后，对接外套筒（3），外套筒（3）对接平直度靠外侧标记筒身中心线来校正。

第三步：内套筒（2）和外套筒（3）套装。将内套筒（2）和外套筒（3）下端企口位置整体分开200mm，在外套筒（3）下缘与内套筒（2）的间隙塞入10mm厚橡胶止水带（11），橡胶止水带（11）进入宽度不小于80mm，外露宽度至内套筒（2）槽底端并上翻，吊车辅助稍微抬起外筒，然后用千斤顶或倒链顶紧底部，并利用卡头板调整同心对中，使橡胶止水带（11）压缩变形形成第一道密封。在套筒上口内外套筒之间用楔形铁调整同心对中后，焊定位板固定。然后将外套筒（3）上口环板与内套筒（2）焊接密封。焊接吊装牛腿，并测出牛腿底面与外套筒（3）纵向中心标记的垂直关系以便安装调整垂直度。外套筒（3）外侧焊接直径20mm套筒底部注浆钢管，外露端套丝并加保护帽。

第四步：底部二次材料密封。采用1mm厚50mm宽的钢板制作环箍，预留进料口。环箍箍在内外筒卡口对接处，注入自膨胀液体混合料，保温固化不少于一天。

第五步：内外套筒采取整体吊装入孔。整体起吊内外套筒，下入孔底，内外套筒壁内充入清水并用丝堵（14）封闭；利用重力作用下压300mm（套筒下刃脚最好位于粘性土层中）。在孔口固定内外套筒后注水泥浆固壁（15）。

第六步：试验检测装置的安装。超声波管等分排布在钢筋笼周边，排在螺旋箍筋（7）的内侧并与箍筋绑扎牢固。注浆管连接采用加套管焊接方式，钢筋笼对接处套管焊在下节钢筋笼注浆管上。套管长度150mm。钢筋笼全长按图纸设置应变计，随钢筋笼一起安装。按照试验要求将钢筋应力计（51）连接于钢筋笼主筋上，同一标高上的钢筋应力计（51）排布要均匀。钢筋应力计（51）导线沿钢筋笼边缘固定，钢筋笼要缓慢下放，下放时将导线顺延并绑扎在钢筋笼主筋上。在桩顶标高处加焊两根钢管，钢管直径60mm，长1.5米，将导线从这两个钢管处穿出，以便剔凿桩头时保护导线。

第七步：更换钻头，按试桩直径进行钻孔。进行试桩施工，强度达到要求后剔凿桩头，按照试桩静载试验的要求进行桩头处理。

第八步：抗压试桩静载试验前断开内外套筒之间的连接板。

第九步：在正式加载之前，先对内套管进行预加荷载1000～2000KN，使套管在预加载后就能顺利与周围土体脱开。

第十步：在拟测量的各土层标高处对称设置钢筋应力计（51）、混凝土应变计（52）、柔性位移计（53）等装置，在加载过程中，分阶段测量数据，主要包括不同阶段不同标高处的桩身内力、桩身应变等。

根据静载试验过程中各阶段、各标高处的应力、应变等测量数据，得到试验桩侧摩阻力信息，结合地层参数进行计算，可以实现对试桩在静载试验全过程中精确的受力和变形分析。分析结果一方面可以验证地层及相关参数的准确性，指导后续施工，另一方面更明确了试验桩在相应地层和荷载条件下中的受力特点，有利于优化桩体强度、刚度的配置，使得设计更加合理。