一种管桩灌芯抗拔测试装置及其测试方法与流程

本发明属于工程桩基础技术领域，具体涉及一种管桩灌芯抗拔测试装置及其测试方法。

背景技术：

当多节管桩之间出现脱节时，需要通过灌芯来连接，灌芯强度关系到管桩连接的整体性，需要对其进行现场抗拔试验。传统的单桩抗拔试验一般使用天然地基或附近的竖向抗压桩提供反力，灌芯中的钢筋焊接到锚固装置上，锚固装置通过钢梁把反力传递到竖向抗压桩或天然地基上。这种试验方法用于检测单桩抗拔承载力效果较好，但用于检测灌芯强度则不合适，存在将桩拔出而难以测得灌芯强度的可能性。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，提供一种结构简单，安装方便，无需大型吊装机械配合的管桩灌芯抗拔测试装置及其测试方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种管桩灌芯抗拔测试装置，包括加载机构、连接机构和位移测量机构，

所述加载机构包括至少两个千斤顶，所述千斤顶一端固定在管桩上方，另一端与管桩内侧灌芯中的钢筋连接；

所述连接机构包括设置在千斤顶上下两侧的上垫板和下垫板，所述上垫板与钢筋之间通过传力梁连接，下垫板设置在千斤顶与管桩之间；

所述位移测量机构包括位移计及用于固定位移计的位移计表座，所述位移计表座固定在下垫板上，所述位移计的测量端指针垂直于灌芯的上表面。

优选的，所述管桩内侧均匀间隔分布有多根钢筋，所述钢筋一端与管桩内侧水平布置的钢托板垂直连接，另一端贯穿灌芯设置，所述灌芯灌注在钢托板与管桩内壁形成的空腔内。

优选的，所述上垫板和下垫板均为环形垫板，且上垫板和下垫板的中心处均设有直径不小于灌芯直径的通孔。

优选的，所述传力梁包括相互垂直设置的传力主梁和传力辅梁，所述传力主梁连接在上垫板与传力辅梁之间，所述传力辅梁通过环形卡扣与钢筋固定连接。

优选的，所述传力主梁和传力辅梁均为中空型矩形梁，且传力主梁和传力辅梁均套设在钢筋上。

优选的，所述位移计表座为磁性表座，固定吸附在在下垫板上。

优选的，所述千斤顶的顶升方向与钢筋的轴线方向相一致。

一种管桩灌芯抗拔测试装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)在管桩内侧放入焊接有多根钢筋的钢托板，在钢托板上表面与管桩内壁之间形成的腔体内注入灌芯；

(b)当灌芯达到凝固要求后，在管桩顶面上放置下垫板，在下垫板上布置多个对称设置的千斤顶，在千斤顶的上方放置上垫板；

(c)在横向排列的钢筋上套入传力主梁，并将传力主梁两端架设在上垫板上，再在竖向排列的钢筋上套入正交于传力主梁的传力辅梁，然后在传力辅梁上方放置与钢筋固定连接的环形卡扣；

(d)在下垫板上设置位移计表座，并将与位移计表座连接的位移计的测量端指针垂直设置在灌芯的上表面；

(e)千斤顶以下垫板和管桩侧壁为反力装置，向上顶升上垫板，上垫板依次通过传力主梁、传力辅梁和环形卡扣将向上的力传给钢筋，钢筋向上提拉灌芯，通过位移计记录灌芯与管桩侧壁之间的相对竖向位移；

(f)当灌芯与管桩侧壁之间发生粘结破坏或得到的粘结强度已满足设计要求时，测试终止。

采用上述技术方案后，本发明提供的一种管桩灌芯抗拔测试装置及其测试方法具有以下有益效果：

本发明通过连接机构将加载机构与灌芯中的钢筋连接起来，从而达到传力效果，结构简单，安装方便；通过加载机构直接放置在管桩侧壁的上方，利用管桩侧壁作为反力装置，无需设置其他反力装置或大型吊装机械配合，大量节约测试成本；通过多根均匀布置的钢筋以及垂直布置的传力主梁和传力辅梁的设计，能够确保灌芯抗拔测试时受力的均匀性，从而保证测试结果的精准性；综上所述，本发明可以准确测试灌芯的抗拔强度，测试数据稳定可靠，解决了现有技术中仅有针对管桩强度测试的问题，具有结构简单，操作方便，测试精度高，测试成本低等优点，具有很大的市场价值，值得进一步推广应用。

附图说明

图1为本发明一种管桩灌芯抗拔测试装置的正视剖面示意图；

图2为本发明一种管桩灌芯抗拔测试装置的俯视剖面示意图。

其中：千斤顶1、管桩2、灌芯3、钢筋4、上垫板5、下垫板6、位移计7、位移计表座8、钢托板9、传力主梁10、传力辅梁11、环形卡扣12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，本发明一种管桩灌芯抗拔测试装置，包括加载机构、连接机构和位移测量机构，所述加载机构用于抗拔测试的驱动力，所护连接机构用于连接加载机构与待测试灌芯中的钢筋，所述测量机构用于检测灌芯与管桩之间的相对竖向位移。

所述加载机构包括至少两个对称设置的千斤顶1，所述千斤顶1一端固定在管桩2上方，另一端与管桩2内侧灌芯3中的钢筋4相连接，具体的，所述管桩2内侧均匀间隔分布有多根钢筋4，所述钢筋4一端与管桩2内侧水平布置的钢托板9垂直连接，另一端贯穿灌芯3设置，所述灌芯3灌注在钢托板9与管桩2内壁形成的空腔内，且千斤顶1的顶升方向与钢筋4的轴线方向相一致，通过上述设置能够保证钢筋均匀分布在灌芯3内，并与灌芯3的中心轴线相平行，能够保证在进行抗拔测试时，对加载机构灌芯3施加力的均匀性，从而保证测试结果的精确性。

优选的，千斤顶1设有两个，对称设置在管桩2侧壁上方的左右两侧，所述钢筋4设有4根，两两对称设置在钢托板9上。

所述连接机构包括设置在千斤顶1上下两侧的上垫板5和下垫板6，所述上垫板5和下垫板6均为环形垫板，且上垫板5和下垫板6的中心处均设有直径不小于灌芯3直径的通孔，下垫板6设置在千斤顶1与管桩2之间，所述上垫板5与钢筋4之间通过传力梁连接，具体的，传力梁包括相互垂直设置的传力主梁10和传力辅梁11，所述传力主梁10连接在上垫板5与传力辅梁11之间，所述传力辅梁11通过环形卡扣12与钢筋4固定连接，进一步的，所述传力主梁10和传力辅梁11均为中空型矩形梁，且传力主梁10和传力辅梁11均套设在钢筋4上。

所述位移测量机构包括位移计7及用于固定位移计7的位移计表座8，所述位移计表座8固定在下垫板6上，所述位移计7的测量端指针垂直于灌芯3的上表面，具体的，所述位移计表座8为磁性表座，固定吸附在在下垫板6上。

本发明提供的一种采用上述管桩灌芯抗拔测试装置的测试方法，包括以下步骤：

(a)在管桩2内侧放入焊接有多根钢筋4的钢托板9，在钢托板9上表面与管桩2内壁之间形成的腔体内注入灌芯3；

(b)当灌芯3达到凝固要求后，在管桩2顶面上放置下垫板6，在下垫板6上布置多个对称设置的千斤顶1，在千斤顶1的上方放置上垫板5；

(c)在横向排列的钢筋4上套入传力主梁10，并将传力主梁10两端架设在上垫板5上，再在竖向排列的钢筋4上套入正交于传力主梁10的传力辅梁11，然后在传力辅梁11上方放置与钢筋4固定连接的环形卡扣12；

(d)在下垫板6上设置位移计表座8，并将与位移计表座8连接的位移计7的测量端指针垂直设置在灌芯3的上表面；

(e)千斤顶1以下垫板6和管桩2侧壁为反力装置，向上顶升上垫板5，上垫板5依次通过传力主梁10、传力辅梁11和环形卡扣12将向上的力传给钢筋4，钢筋4向上提拉灌芯3，通过位移计7记录灌芯3与管桩2侧壁之间的相对竖向位移；

(f)当灌芯3与管桩2侧壁之间发生粘结破坏或得到的粘结强度已满足设计要求时，测试终止。

综上所述，本发明提供的一种管桩灌芯抗拔测试装置及其测试方法，通过连接机构将加载机构与灌芯3中的钢筋4连接起来，从而达到传力效果，结构简单，安装方便；通过加载机构直接放置在管桩2侧壁的上方，利用管桩2侧壁作为反力装置，无需设置其他反力装置或大型吊装机械配合，大量节约测试成本；通过多根均匀布置的钢筋4以及垂直布置的传力主梁10和传力辅梁11的设计，能够确保灌芯3抗拔测试时受力的均匀性，从而保证测试结果的精准性。

本发明可以准确测试灌芯的抗拔强度，测试数据稳定可靠，解决了现有技术中仅有针对管桩强度测试的问题，具有结构简单，操作方便，测试精度高，测试成本低等优点，具有很大的市场价值，值得进一步推广应用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。