一种桩端应力测试装置的制作方法

本发明涉及桩基检测领域中的桩端应力测试，特别涉及一种桩端应力测试装置。

背景技术：

桩端应力测试是了解桩身破坏模式及承载机理的有效手段，通过在桩端预设土压力盒来实时反映桩端应力变化情况的方法已广泛的应用于桩基试验中。但是如何在桩底科学、规范的安置土压力盒一直是一个难题，常见的将土压力盒绑扎在钢筋笼底的方法存在土压力盒安装不牢靠、测试面分布不规范等技术问题，使得在下放钢筋笼的过程中土压力盒容易掉落损坏，且由于测试工作人员无法保证土压力盒的准确位置，使得获得的数据直接影响桩端土压力的分析及相关性研究。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种桩端应力测试装置，该装置能使土压力盒牢靠、规范的安装在钢筋笼底上，保证试验数据的准确性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种桩端应力测试装置，包括圆环形的安装架、第一土压力盒、若干个第二土压力盒、若干个固定件；所述第一土压力盒上设置有“十”字型的第一连接架，所述第二土压力盒上设置有“十”字型的第二连接架；所述第一土压力盒设置在所述安装架的圆心位置，所述第二土压力盒分别设置在所述第一连接架的各延长线上，所述第一连接架通过所述第二连接架与所述安装架连接；所述安装架通过所述固定件安装在钢筋笼上。

作为优选，所述第二连接架之间还连接有连接杆，所述连接杆之间拼接呈方形，所述方形的顶角与所述安装架固定连接。

作为优选，所述固定件上设置有一通孔，所述固定件通过所述通孔套设在所述钢筋笼的主筋上。

作为优选，所述安装架内设置有滑道，所述安装架的两个相对的面上分别设置有与所述滑道连通滑口；

所述固定件包括可沿所述滑道滑动的第一部件、可沿所述滑口滑动的第二部件，所述第一部件卡设在所述道滑内，所述第二部件穿过所述滑口与所述第一部件连接；

所述通孔贯穿所述第一部件和所述第二部件。

作为优选，所述固定件还包括第三部件，所述第三部件位于所述安装架外且与所述第二部件连接，所述通孔贯穿所述第三部件。

作为优选，所述固定件还包括第一螺母，所述主筋的一端穿过所述第一部件、第二部件、第三部件后与所述第一螺母连接。

作为优选，所述固定件还包括塞紧件，所述塞紧件嵌设在所述通孔与所述主筋之间的缝隙内。

作为优选，所述第一部件、第三部件呈圆盘形，所述第二部件呈圆柱形，所述第三部件的直径大于所述滑口的宽度。

作为优选，所述第一连接架与所述第二连接架之间还设置有伸缩杆件。

作为优选，所述安装架包括若干个分件，若干所述分件通过拼接件拼接呈环形。

作为优选，所述拼接件包括弧形的连接板和第二螺母，所述连接板上沿所述连接板的弧度方向间隔的设置有若干连接孔；

所述分件的两端分别设置有与所述连接孔相对应的若干带螺纹的凸起，所述连接板通过所述连接孔套设在所述凸起上并通过所述第二螺母固定在相邻的所述分件上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置安装架和在土压力盒上设置“十”字型的连接架，使得土压力盒之间通过“十”字型的连接架固定在安装架上；同时由于“十”字型的连接架的设置，以及第一土压力盒中心设置、第二土压力盒在第一连接架的各延长线上的排布设置，使得土压力盒被规范且精确的布置在被测物体表面，保证采集到的试验数据的准确性。现有技术中，现场绑扎或者焊接土压力盒，费时费力还不牢固，本发通过安装架及“十”字型的连接架的设置，不仅使土压力盒牢固的安装在安装架上，还使得桩端应力测试装置通过安装架快速的安装在钢筋笼上，进而提高安装效率。

附图说明

现结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明的安装在钢筋笼上的整体结构示意图；

图2是本发明的安装架、固定件、钢筋笼的主筋的连接结构示意图；

图3是本发明的安装架的拼接结构示意图。

图中：

1、安装架，11、分件，111、凸起，12、滑道，13、滑口，

2、第一土压力盒，3、第二土压力盒，

4、固定件，41、通孔，42、第一部件，43、第二部件，44、第三部件，45、第一螺母，

5、连接杆，6、伸缩杆件，7、拼接件，71、连接板，711、连接孔，72、第二螺母，8、第一连接架，9、第二连接架，10、主筋。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～3所示，本实施例公开一种桩端应力测试装置，包括圆环形的安装架1、第一土压力盒2、若干个第二土压力盒3、若干个固定件4；所述第一土压力盒2上设置有“十”字型的第一连接架8，所述第二土压力盒3上设置有“十”字型的第二连接架9；所述第一土压力盒2设置在所述安装架1的圆心位置，所述第二土压力盒3分别设置在所述第一连接架8的各延长线上，所述第一连接架8通过所述第二连接架9与所述安装架1连接；所述安装架1通过所述固定件4安装在钢筋笼上。

本实施例通过设置安装架1和在土压力盒上设置“十”字型的连接架，使得土压力盒之间通过“十”字型的连接架固定在安装架1上；同时由于“十”字型的连接架的设置，以及第一土压力盒2中心设置、第二土压力盒3在第一连接架8的各延长线上的排布设置，使得土压力盒被规范且精确的布置在被测物体表面，保证采集到的试验数据的准确性。现有技术中，现场绑扎或者焊接土压力盒，费时费力还不牢固，本发通过安装架1及“十”字型的连接架的设置，不仅使土压力盒牢固的安装在安装架1上，还使得桩端应力测试装置通过安装架1快速的安装的钢筋笼上，进而提高安装效率，提高本实施例的实用性。

本实施中，第二连接架9之间还连接有连接杆5，连接杆5之间还拼接呈方形，该方形的顶角与安装架1固定连接。

根据现有的土压力盒呈矮柱形的特性，本实施的“十”字型的连接架焊接固定在土压力盒的一圆面上，本实施例的呈“十”字架型的第一连接架8与第二连接架9之间的连接，以及第二连接架9与连接杆5的连接，使得每一个“十”字架的分架都直接或间接的固定在安装架1上，进而保证土压力盒安装的安装架1的稳固性外，还保证土压力盒呈水平状态，水平状态的土压力盒能进一步的保证采集到的试验数据的准确性。

现有技术对土压力盒技术的要求：工程中一般在桩端设置土压力盒来测定桩端应力，土压力盒具体设置在桩的两个正交直径方向，对称安置四个加中间放置，一共五个测试元件；在桩基成孔后预埋至指定点位土体中，保证土压力盒与接触面水平放置。本实施例的桩端应力测试装置完全到达对土压力盒技术要求。

本实施中，包括五个土压力盒(即一个第一土压力盒2、四个第二土压力盒3)，第二土压力盒3与第一土压力盒2的连接线呈十字交叉。

如图2所示，在本实施例中，所述固定件4上设置有一通孔41，所述固定件4通过所述通孔41套设在所述钢筋笼的主筋10上。

进一步的，所述安装架1内设置有滑道12，所述安装架1的两个相对的面上分别设置有滑口13，所述滑口13与所述滑道12连通；

所述固定件4包括可沿所述滑道12滑动的第一部件42、可沿所述滑口13滑动的第二部件43，所述第一部件42卡设在所述道滑内，所述第二部件43穿过所述滑口13与所述第一部件42连接；

所述通孔41贯穿所述第一部件42和所述第二部件43。

在本实施中，所述固定件4还包括第三部件44，所述第三部件44位于所述安装架1外且与所述第二部件43连接，所述通孔41贯穿所述第三部件44。

在本实施中，所述固定件4还包括第一螺母45，所述主筋10的一端通过所述通孔41穿过所述第一部件42、第二部件43、第三部件44后与所述第一螺母45连接；所述主筋10的一端预留有螺纹。

所述固定件4还包括塞紧件，所述塞紧件嵌设在所述通孔41与所述主筋10的缝隙内。

在本实施例中，固定件4的个数对应钢筋笼的主筋10的根数，在将桩端应力测试装置安装在钢筋笼上的过程中，钢筋笼上的主筋10分别穿过固定件4上的通孔41以及另一与固定件4不相关的滑口13，桩端应力测试装置即被套在钢筋笼上，在通过主筋10上预留的螺纹，第一螺母45即可将桩端应力测试装置卡紧在主筋10上的设置有螺纹的区域，换言之，将桩端应力测试装置卡紧在钢筋笼的特定段上且被第一螺母45和塞紧件牢牢的固定在钢筋笼上。该装置方式使得桩端应力测试装置与钢筋笼的横截面平行，在结合“十”字型的连接架和连接杆5的设置，保证土压力盒呈水平状态，保证采集到的试验数据的准确性。

第一螺母45和塞紧件的配合，还能使整个测试装置在钢筋笼底部保持水平。

在本实施中，所述第一连接架8与所述第二连接架9之间还设置有伸缩杆件6，第一连接架8与第二连接架9之间通过伸缩杆件6调节两者之间的距离；连接杆5上也设置有伸缩杆件6，用于适应第一连接架8与第二连接架9之间的距离变化。

如图1、3所示，在本实施中，所述安装架1包括若干个分件11，若干所述分件11通过拼接件7拼接呈环形。

所述拼接件7包括弧形的连接板71和第二螺母72，所述连接板71上沿所述连接板71的弧度方向间隔的设置有若干连接孔711；

所述分件11的两端分别设置有与所述连接孔711相对应的若干带螺纹的凸起111，所述连接板71通过所述连接孔711套设在所述凸起111上并通过所述第二螺母72固定在相邻的所述分件11上。

本实施例中，安装架1共分为四部分(即四个分件11)，带螺纹的凸起111的设置在安装架1的外侧面。

实际中，存在不同规格的钢筋笼或不同桩径的试验桩，本实施例通过设置伸缩杆件6、通过将安装架1设置可拼接的形式，使得通过控制伸缩杆件6的伸缩、连接板71套住凸起111的个数，以改变安装架1的大小，进而适应不同规格的钢筋笼或不同桩径的试验桩，提高本发明的实用性。换言之，伸缩杆件6的伸长会使各分件11的连接处产生伸缩缝，因此连接卡扣通过连接相邻的螺纹凸起111，利用螺母固定，可以起到稳定整个结构的作用。

同时，伸缩杆件6、安装架1可拼接的设置，还能调整土压力盒的安置位置进行精确定位。进一步的，滑道12和滑口13的设置，使得固定件4能够根据主筋10根数适当的增减，如当主筋10根数增加，固定件4中的第一部件42通过分件11的端口嵌入滑道12内，第二部件43在滑口13内滑动即可带动第一部件42移动安装架1的合适位置。

在本实施例中，所述土压力盒为振弦式土压力盒。振弦式土压力盒的原理为当被测结构物内的土应力发生变化时，振弦式土压力盒感应平面可同步感受到应力的变化，感应平面随着产生形变，形变通过振弦转化为振弦应力的随时变化，从而改变了振弦的振动频率。振弦式土压力盒内置的电磁线圈将振弦的频率变化转变了电信号的变化，通过电缆传输至数据收集装置，方便研究人员实时读取和查看，数据采集装置与云端服务连接方便了工程技术人员的数据采集与分析，整套测试装备集安装、固定、矫正、传输、收集和上传为一体，具有方便安装、精确定位、坚固耐用、无线传输等诸多技术优势。

本发明存在如下优势：

1.操作方便，不需要现场焊接，只需要对钢筋笼主筋10端部进行螺纹预制处理，使主筋10穿过固定件4上的通孔41，通过第一螺母45与垫片固定，装配式安装全过程只需要10分钟，测试元件(即振弦式土压力盒)原理简单，灵敏程度高；

2.有效的提升了检测效率，降低了测试元件(即振弦式土压力盒)的损害率，由于坚固的安装，有效避免了土压力盒在吊装钢筋笼的过程中因固定不牢引起的掉落、磕碰及损害；同时由于第二土压力盒3与第一土压力盒2的连接线呈十字交叉即连接杆5的设置，使得振弦式土压力盒的安装位置的科学性得到了保证，避免了常规试验过程中因为测试元件的移位所引起的数据误差；

3.装置可以根据不同规格的钢筋笼或不同桩径的试验桩改变固定件4的位置及数量，也可以通过伸缩杆件6调整测试装置的半径，适合多种规格的钢筋笼及多种规格的桩身应力测试，具有广阔的适用性和创新性；

4.在分件11的外侧面突出的设置带预制螺纹的凸起111，相邻移的分件11采用连接板71扣连接凸起111，并通过第二螺母72固定，增强了测试装置的稳定性。

本发明的整套桩端应力测试系统具有安装简便、适用性强、测试数据准确及实时上传等诸多优势，本发明的整套测试系统测试元件技术成熟，原理清晰，操作简便，结果可靠，可大幅度的提高桩端应力检测的测试效率与测试精度，具有显著工程意义。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。