一种适用于振冲碎石桩的监测辅助装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于振冲碎石桩的监测辅助装置，由钢绞线串联多级阻拦件构成；钢绞线平行设置两根并穿过间隔设置的各级阻拦件，各级阻拦件之间的钢绞线长度相同构成各阻拦件平行布置；每级阻拦件至少包括垫板和垫板下方的双孔锚具；其中，双孔锚具的两钢绞线穿孔均为正锥形孔，钢绞线穿孔部套装锥形孔匹配结构的锥形夹片与锥形孔预紧固定。本发明专利技术辅助装置缩短了试验所需要的时间，节省成本，采用多级阻拦件在振冲碎石桩建造过程中预埋设置，克服振冲碎石桩桩体无粘结力，传感器无法埋置在振冲碎石桩桩身内的问题，并通过设置环形压力传感器和孔隙水压计实现对桩身指定位置应力大小、孔隙水压力大小监测，实现振冲碎石桩实时监测。实时监测。实时监测。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于振冲碎石桩的监测辅助装置


[0001]本专利技术涉及建筑桩基承载力检测领域，尤其是一种适用于振冲碎石桩的监测辅助装置。

技术介绍

[0002]在近半个世纪的振冲碎石桩复合地基方法加固软土地基工程实践中，软土、砂土等软弱地基采取振冲碎石桩的方法使其地基承载力得到加强。对于振冲碎石桩最为重要的是对其承载力的检测，目前，对于单桩以及复合地基的承载力普遍采用静载荷试验法。
[0003]桩基静载荷试验是最接近于建筑物施工完毕后桩基受荷状态的一种试验方法，它模拟了在长期荷载作用下的桩身压缩变形和桩身位移的变化情况，甚至桩周土层发生的相应变化，是目前国内外公认的最为直观、有效的测试单桩承载力的一种方法，但压重物不仅体积大，操作效率低，对交通运输和机械设备施工要求高，而且危险性高，易发生安全事故。
[0004]锚桩法静载试验主要利用反力架和锚桩/锚索所提供的反力进行试验，主要由反力架、锚桩/锚索、千斤顶等构件构成，当千斤顶在对试桩施加压力时，千斤顶会对反力架产生向上的集中力，反力架将该集中力以向上的拉拔力形式均匀分布在各锚桩/锚索上。因此锚桩法静载试验无需使用堆载块，避免了重物堆载过程中繁重的加载卸载过程，反力架可随时随地组装，组装成本低，尤其对于特大吨位试桩，可节约试验所需空间、时间等。
[0005]振冲碎石桩与灌注桩不同，碎石桩桩体没有粘结力，其承载力是依靠周围土体的侧限阻力保持其形状并承受荷载的。散体材料桩的承载力除与桩身材料有关外，主要取决于桩周围土体的侧限能力。因此无法像灌注桩那样提供反力并通过锚桩法对试桩施加压力以进行静载试验。另一方面由于碎石桩在施工过程中振冲器所产生的振冲力较大，很难在桩身内埋置传感器，对于导线的埋置更加困难，因此对于碎石桩的检测往往是通过桩顶，缺少对桩身的质量的检测。
[0006]针对以上的工程问题，需要一种适用于振冲碎石桩检测装置，以解决工程中碎石桩无法提供反力以进行静载试验的局限性，并同时对桩身的应力大小以及孔隙水压力进行监测。

技术实现思路

[0007]本专利技术根据现有技术的不足公开了一种适用于振冲碎石桩的监测辅助装置。本专利技术目的是提供一种适用于振冲碎石桩监测辅助装置，以解决振冲碎石桩只能采用堆载法进行单桩承载力检测的问题，缩短试验所需要的时间，节省成本，减少静载试验所需要的空间；同时，本专利技术解决了传感器无法埋置在振冲碎石桩桩身内的问题，实现对桩身指定位置应力大小、孔隙水压力大小，以判断地下水的上浮力对碎石桩的影响。
[0008]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0009]适用于振冲碎石桩的监测辅助装置，辅助装置用于辅助锚桩法对振冲碎石桩监测，其特征在于：辅助装置由钢绞线串联多级阻拦件构成；
[0010]所述钢绞线平行设置两根并穿过间隔设置的各级阻拦件，各级阻拦件之间的钢绞线长度相同构成钢绞线拉直状态下各阻拦件平行布置；
[0011]每级阻拦件至少包括垫板和垫板下方的双孔锚具，垫板和双孔锚具中部均设置两钢绞线穿孔；其中，双孔锚具的两钢绞线穿孔均为正锥形孔，钢绞线穿孔部套装锥形孔匹配结构的锥形夹片与锥形孔预紧固定。
[0012]进一步所述钢绞线是多钢丝缠绕钢绞线，钢绞线芯穿设各传感器导线。
[0013]进一步所述多级阻拦件至少在最底末端一级设置环形压力传感器，环形压力传感器中部穿过钢绞线并固定位于垫板与双孔锚具之间，环形压力传感器通过导线与信息采集仪器联接。
[0014]进一步所述多级阻拦件最高一级设置孔隙水压计，孔隙水压计设置于垫板上表面两钢绞线之间、另两侧设置用于保护的挡板，孔隙水压计通过导线与信息采集仪器联接。
[0015]本专利技术垫板直径小于振冲器翼缘与桩壁之间的距离、大于振冲碎石桩所用石料直径。
[0016]各级阻拦件垫板之间的钢绞线长度小于等于2米。
[0017]本专利技术锥形夹片是两片组合结构，组合后形成的内孔径小于钢绞线直径，内孔壁布设锯齿纹。
[0018]本专利技术多级阻拦件中最底一级阻拦件的埋深由以下方法确定：
[0019]根据静载试验所需施加最大的压力，计算出每个锚桩所应提供最大拉拔力大小，得出一根辅助装置抗拔力设计值f；获取现场地质勘察报告确定土层重度γ，并确定土体自重应力分布图，根据桩体摩擦系数φ和土侧压力系数k，由下式(1)确定负摩阻力大小；
[0020]α＝k*tanφ*σ (1)
[0021]式中：α—桩侧负摩阻力标准值，k—土侧压力系数，φ—土有效内摩擦角，σ—土竖向有效应力；
[0022]由下式(2)得出辅助装置设计埋置深度x；
[0023][0024]式中：h1—土层厚度，r—垫板半径，f
max
—辅助装置设计最大抗拔力。
[0025]本专利技术能够根据施工现场的地质勘察报告确定摩擦系数、土层重度等参数，根据相应的计算公式确定所述钢绞线长度，以及阻拦件个数。通过双孔锚具将两根钢绞线以及垫板组合一个整体，根据振冲碎石桩的施工工艺埋置在桩体内，以提供锚桩法静载试验所需要的反力。通过在钢绞线端部设置阻拦件以产生一定的端阻力，增大钢绞线所能提供的最大反力大小，满足锚桩法静载试验的要求。钢绞线中间钢丝穿设导线代替，导线被外面六根钢丝包裹，可避免所述导线在碎石桩内磨损。导线可通过两根钢丝之间的缝隙穿出，与信息采集仪器进行连接。
[0026]根据需要，至少在底端一级阻拦件双孔锚具与所述垫板之间设置一环形压力传感器，可用于采集桩体成型后水平面上的应力大小，以判断振冲碎石桩成桩质量。
[0027]根据需要，在上端一级阻拦件的垫板上方沿平行于钢绞线方向焊接两块挡板，在挡板以及两根钢绞线形成的封闭区域内设置孔隙水压计，孔隙水压计可用于检测桩身孔隙水压力变化情况，以判断桩身所受地下水的影响情况。
[0028]本专利技术钢绞线的埋置深度由垫板设置数量确定，垫板的尺寸根据现场振冲器与桩壁之间缝隙宽度确定，垫板之间的距离为固定值。确定垫板直径之后，根据相应的计算公式确定两块垫板之间所能提供的摩擦阻力大小，根据单各辅助装置应提供的抗拔力大小确定阻拦件设置数量，进而确定反辅助装置埋置深度。
[0029]组合安装时，将钢绞线依次穿过垫板、双孔锚具，将垫板和双孔锚具滑动至钢绞线指定位置，随后将夹片安装在双孔锚具的孔道之内，并利用外力将其紧紧嵌在钢绞线与孔道之间的缝隙内。最后利用扎丝简单地将垫板和双孔锚具与垫板固定在一起，防止在移动辅助装置过程中两者分离。
[0030]预埋安置时，根据振冲碎石桩的施工工艺，在碎石回填振冲紧密的过程中，将组装好的辅助装置沿着振冲器与桩壁之间的缝隙放入桩内。在放入过程中垫板和锚具由于用扎丝固定，故不会向下滑落。在辅助装置完全放入桩内，继续回填碎石进行振冲紧密，在振冲密实的过程中，将碎石和辅助装置挤压紧密，提高辅助装置各级阻拦件的抗拔能力。
[0031]在静载试验过程中，辅助装置的阻拦件会受到向上的上拔力，钢绞线会有向上移动的趋势，但由于碎石的阻挡作用，垫板和双孔锚具由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于振冲碎石桩的监测辅助装置，辅助装置用于辅助锚桩法对振冲碎石桩监测，其特征在于：辅助装置由钢绞线串联多级阻拦件构成；所述钢绞线平行设置两根并穿过间隔设置的各级阻拦件，各级阻拦件之间的钢绞线长度相同构成钢绞线拉直状态下各阻拦件平行布置；每级阻拦件至少包括垫板和垫板下方的双孔锚具，垫板和双孔锚具中部均设置两钢绞线穿孔；其中，双孔锚具的两钢绞线穿孔均为正锥形孔，钢绞线穿孔部套装锥形孔匹配结构的锥形夹片与锥形孔预紧固定。2.根据权利要求1所述适用于振冲碎石桩的监测辅助装置，其特征在于：所述钢绞线是多钢丝缠绕钢绞线，钢绞线芯穿设各传感器导线。3.根据权利要求1所述适用于振冲碎石桩的监测辅助装置，其特征在于：所述多级阻拦件至少在最底末端一级设置环形压力传感器，环形压力传感器中部穿过钢绞线并固定位于垫板与双孔锚具之间，环形压力传感器通过导线与信息采集仪器联接。4.根据权利要求1所述适用于振冲碎石桩的监测辅助装置，其特征在于：所述多级阻拦件最高端一级设置孔隙水压计，孔隙水压计设置于垫板上表面两钢绞线之间、另两侧设置用于保护的挡板，孔隙水压计通过导线与信息采集仪器联接。5.根据权利要求1至4任一项所述适用于振冲碎石桩的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万洲，吴跃东，周建，王强，田正宏，何英建，喻健，赵俊波，
申请(专利权)人：中国水利水电第七工程局有限公司，
类型：发明
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