一种PHC管桩桩端阻力测试装置的制作方法

技术领域：

本实用新型属于建筑施工过程中监测设备技术领域，涉及一种地基与基础工程中采用静压法施工的预制桩桩端阻力测试装置，特别涉及一种phc管桩桩端阻力测试装置。

背景技术：
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随着城市的发展，静压沉桩的方式由于无震动、低噪音、对环境污染、施工速度快等优点应用越来越广泛。对沉桩过程中桩端阻力的测量，传统的方法往往在桩身安装应变片，通过测量桩身应力算出桩侧摩阻力，进而算得桩端阻力。桩端阻力通过桩身应力与桩侧摩阻力算出，其变化规律受桩身应力、桩侧摩阻力的影响，而桩侧摩阻力又与桩周土体的性质及桩顶荷载有关。利用桩端安装轴力计等传统方法测得桩端阻力，受到的影响因素较多，与实际的桩端阻力具有一定差距。限于试验测试技术及研究水平，目前将桩侧摩阻力与桩端阻力的研究分别开来，不受其他因素影响的情况下准确测得桩端阻力鲜有报道，且将应变片作为测试元件易受外界干扰，测得的应力难以排除外界的干扰因素，从而导致监测的精度较低。鉴于此，设计一种桩侧摩阻力与桩端阻力分别开来的与桩身等直径土压力传感器的安装方案，单独监测桩端阻力在沉桩过程中的变化规律。此种桩底等直径的传感器受外界环境影响较小，精确度较高、能实现单独对桩端阻力的实时监测。对于这种桩底等直径的传感器的安装和使用，目前还未见文献报道。

技术实现要素：
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本实用新型的发明目的在于克服现有监测技术存在的缺点，寻求设计通过一种单独监测phc管桩桩端阻力的装置，在桩底安装等直径的土压力传感器测试桩端阻力。

为了实现上述目的，本实用新型的主体结构包括高强预应力混凝土(phc)管桩、桩底端头板、顶部压板、底部压板、弹性胶、盲板法兰、焊缝、六角螺栓、上下套环、引线孔、信号传输线、等直径土压力传感器、数字转换器和计算机；phc管桩上安装有桩底端头板，桩底端头板中间位置钻有引线孔，引线孔的直径能使信号传输线顺利穿出，盲板法兰焊接在桩底端头板的底部，两者焊接处形成焊缝；等直径土压力传感器的一端通过六角螺栓与顶部压板连接，连接有等直径土压力传感器的顶部压板通过六角螺栓与盲板法兰连接，等直径土压力传感器的另一端通过六角螺栓与底部压板连接，上下套环的上套环与顶部压板焊接，下套环与底部压板焊接，上下套环的中缝重叠部位用弹性胶粘接，形成等截面闭口桩，信号传输线与等直径土压力传感器连接，并通过引线孔引出桩顶与数字转换器连接，数字转换器直接与计算机连接。

本实用新型对phc管桩桩端阻力测试具体过程如下：

(1)先在桩底端头板中间钻出引线孔，根据phc管桩的直径加工上下套环、盲板法兰、顶部压板和底部压板，盲板法兰和顶部压板预留固定孔及与引线孔直径相同的小孔，底部压板预留固定孔，引线孔、固定孔直径根据信号传输线和六角螺栓的直径确定；

(2)将信号传输线从引线孔穿出，顺到桩顶；再将盲板法兰与桩底端头板焊接，并将等直径土压力传感器通过六角螺栓与顶部压板连接，然后将带有压力传感器的顶部压板通过六角螺栓与盲板法兰连接，再将底部压板通过六角螺栓与等直径土压力传感器连接，最后利用上下套环进行侧壁封闭，上下套环的上套环和下套环分别与顶部压板和底部压板焊接，上下套环的中缝重叠部位用弹性胶粘接，形成等截面闭口桩；

(3)将顺到桩顶的信号传输线连接到数字转换器上，将等直径土压力传感器原始输出的毫伏电压信号在输出端1m位置经数字转换器转化为rs485信号，直接通过计算机利用modscan软件读取桩端阻力值；

(4)采用抱压式静力压桩机进行压桩施工过程中，每次抱压都是卸荷再加荷的过程，在贯入过程中还能实时监控桩端阻力的变化规律，而不需考虑其他因素的影响。

本实用新型与其他测试技术相比较，其结构简单，操作方便，使用安全，受到的干扰因素少，测量精度高，适应范围广，能单独测得桩端阻力。

附图说明：

图1为本实用新型的主体结构原理示意图。

图2为本实用新型所述盲板法兰处的俯视图。

图3为本实用新型所述顶部压板处的俯视图。

图4为本实用新型所述等直径土压力传感器处的俯视图。

图5为本实用新型所述底部压板处的俯视图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例：

本实用新型的主体结构包括高强预应力混凝土(phc)管桩1、桩底端头板2、顶部压板3、底部压板4、弹性胶5、盲板法兰6、焊缝7、六角螺栓8、上下套环9、引线孔10、信号传输线11、等直径土压力传感器12、数字转换器13和计算机14；phc管桩1上安装有桩底端头板2，桩底端头板2中间位置钻有引线孔10，引线孔10的直径能使信号传输线11顺利穿出，盲板法兰6焊接在桩底端头板2的底部，两者焊接处形成焊缝7；等直径土压力传感器12的一端通过六角螺栓8与顶部压板3连接，连接有等直径土压力传感器12的顶部压板3通过六角螺栓8与盲板法兰6连接，等直径土压力传感器12的另一端通过六角螺栓8与底部压板4连接，上下套环9的上套环与顶部压板3焊接，下套环与底部压板4焊接，上下套环9的中缝重叠部位用弹性胶5粘接，形成等截面闭口桩，信号传输线11与等直径土压力传感器12连接，并通过引线孔1引出桩顶与数字转换器13连接，数字转换器13直接与计算机14连接。

本实用新型对phc管桩桩端阻力测试具体过程如下：

(5)先在桩底端头板2中间钻出引线孔10，根据phc管桩1的直径加工上下套环9、盲板法兰6、顶部压板3和底部压板4，盲板法兰6和顶部压板3预留固定孔及与引线孔10直径相同的小孔，底部压板4预留固定孔，引线孔10、固定孔直径根据信号传输线11和六角螺栓8的直径确定；

(6)将信号传输线11从引线孔10穿出，顺到桩顶；再将盲板法兰6与桩底端头板焊接7，并将等直径土压力传感器12通过六角螺栓8与顶部压板3连接，然后将带有压力传感器12的顶部压板3通过六角螺栓8与盲板法兰6连接，再将底部压板4通过六角螺栓8与等直径土压力传感器12连接，最后利用上下套环9进行侧壁封闭，上下套环9的上套环和下套环分别与顶部压板3和底部压板4焊接，上下套环9的中缝重叠部位用弹性胶5粘接，形成等截面闭口桩；

(7)将顺到桩顶的信号传输线11连接到数字转换器13上，将等直径土压力传感器12原始输出的毫伏电压信号在输出端1m位置经数字转换器13转化为rs485信号，直接通过计算机14利用modscan软件读取桩端阻力值；

(8)采用抱压式静力压桩机进行压桩施工过程中，每次抱压都是卸荷再加荷的过程，在贯入过程中还能实时监控桩端阻力的变化规律，而不需考虑其他因素的影响。

技术特征：

1.一种phc管桩桩端阻力测试装置，其特征在于主体结构包括phc管桩、桩底端头板、顶部压板、底部压板、弹性胶、盲板法兰、焊缝、六角螺栓、上下套环、引线孔、信号传输线、等直径土压力传感器、数字转换器和计算机；phc管桩上安装有桩底端头板，桩底端头板中间位置钻有引线孔，引线孔的直径能使信号传输线顺利穿出，盲板法兰焊接在桩底端头板的底部，两者焊接处形成焊缝；等直径土压力传感器的一端通过六角螺栓与顶部压板连接，连接有等直径土压力传感器的顶部压板通过六角螺栓与盲板法兰连接，等直径土压力传感器的另一端通过六角螺栓与底部压板连接，上下套环的上套环与顶部压板焊接，下套环与底部压板焊接，上下套环的中缝重叠部位用弹性胶粘接，形成等截面闭口桩，信号传输线与等直径土压力传感器连接，并通过引线孔引出桩顶与数字转换器连接，数字转换器直接与计算机连接。

技术总结
本实用新型属于建筑施工过程中监测设备技术领域，涉及一种PHC管桩桩端阻力测试装置，PHC管桩上安装有桩底端头板，桩底端头板中间位置钻有引线孔，盲板法兰焊接在桩底端头板的底部，等直径土压力传感器的一端通过六角螺栓与顶部压板连接，连接有等直径土压力传感器的顶部压板通过六角螺栓与盲板法兰连接，等直径土压力传感器的另一端通过六角螺栓与底部压板连接，上下套环的上套环与顶部压板焊接，下套环与底部压板焊接，信号传输线与等直径土压力传感器连接，并通过引线孔引出桩顶与数字转换器连接，数字转换器直接与计算机连接；其结构简单，操作方便，使用安全，受到的干扰因素少，测量精度高，适应范围广，能单独测得桩端阻力。

技术研发人员：张明义;管金萍;王永洪;白晓宇
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：2019.07.31
技术公布日：2020.05.12