本发明专利技术公开了管桩自锚试桩的载荷施加装置，锚板与上段桩的底面紧贴且与上段桩底部的法兰固定连接；抗拉锚筋设于上段桩内腔中，尾端与锚板固定连接，首端向上延伸到上段桩的桩顶以上且与反力顶板固定连接；混凝土塞设于下段桩内腔中，下段桩管壁和混凝土塞的内部设有三排剪力筋层；传力柱位于上段桩内腔中，底部与混凝土塞的顶部紧密相抵，首端露出于上段桩的桩顶，在传力柱的顶部放置有一块反力底板。本发明专利技术同时还提供了利用管桩自锚试桩的载荷施加装置进行自锚试桩的载荷施加的方法。本发明专利技术所提供的管桩自锚试桩的载荷施加装置和使用方法，解决了管桩自锚试桩时下段桩受压没有着力点问题，且使得上段桩身受压而不受拉力，提高管桩的耐久性。提高管桩的耐久性。提高管桩的耐久性。
【技术实现步骤摘要】
管桩自锚试桩的载荷施加装置和使用方法
[0001]本专利技术涉及自锚试桩
，具体是管桩自锚试桩的载荷施加装置和使用方法。
技术介绍
[0002]自锚试桩法的竖向静载荷试验是指将荷载同时分别施加给上段桩及下段桩，并实测上段桩及下段桩的沉降，得到静载试验的数据。
[0003]自锚试桩法的上段桩现有的抗拔反力的方法是在桩顶部设置抗拉锚筋，桩顶部受拉。目前还没有针对管桩的自锚试桩法的试桩装置，而采用现有钻孔灌注桩的上段桩(现浇实心桩)一样的抗拔反力的装置和方法，管桩的桩顶部受拉存在以下问题：桩顶受拉后，容易引起管桩桩身混凝土开裂；桩身开裂后，地下水会对钢筋产生腐蚀，影响桩身质量，降低桩的使用寿命；管桩整桩由多个单节管桩在现场接桩而成，桩顶受拉后，接桩处容易拉断，形成断桩，影响桩的使用。
[0004]采用自锚试桩法的下段桩现有的抗压受力的方法是通过传力柱对下段桩的桩顶施加荷载。但是管桩内为空腔，无法将传力柱底部搁置在管桩下段桩的顶部，管桩下段桩顶部不能承受抗压荷载，就无法对管桩进行自锚试桩。
[0005]因此，设计一种对管桩采用自锚试桩法的装置具有现实意义。
技术实现思路
[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种管桩自锚试桩的载荷施加装置和使用方法，用以管桩的上段桩和下段桩均可以采用自锚试桩法进行测试。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种管桩自锚试桩的载荷施加装置，管桩包括上段桩1和下段桩2，上段桩包括上段桩管壁和上段桩内腔，上段桩的底部带有法兰，下段桩包括下段桩管壁和下段桩内腔，在上段桩上设有上段桩载荷施加装置，在下段桩上设有下段桩载荷施加装置；
[0008]所述上段桩载荷施加装置包括至少三根的抗拉锚筋、圆环形的锚板和反力顶板；锚板与上段桩的底面紧贴且与所述上段桩底部的法兰固定连接，反力顶板设于上段桩桩顶的上方；抗拉锚筋设于上段桩内腔中且长度大于上段桩的高度，抗拉锚筋的首尾两端分别与锚板和反力顶板固定连接；
[0009]所述下段桩载荷施加装置包括混凝土塞，混凝土塞设于下段桩内腔中，顶部与下段桩的桩顶齐平；下段桩管壁和混凝土塞的内部，从上往下设有三排剪力筋层，混凝土塞通过混凝土浇筑和剪力筋层与下段桩管壁固定连接成整体；混凝土塞的顶部之上设有传力柱，传力柱位于上段桩内腔中，底部与混凝土塞的顶部抵接，长度大于上段桩的高度且小于抗拉锚筋的长度；反力底板放置于在传力柱的顶部。
[0010]作为本专利技术的一种管桩自锚试桩的载荷施加装置的改进：
[0011]所述锚板上设有一个中心通孔，中心通孔的圆心位于上段桩内腔的中心线上；围
绕中心通孔设有至少三个的锚筋孔，锚筋孔的内径大于抗拉锚筋的外径，且中心通孔与锚筋孔均位于上段桩内腔在锚板上的投影范围之内；所述抗拉锚筋尾端穿过锚筋孔后，通过锚固头将抗拉锚筋与锚板锚固在一起。
[0012]作为本专利技术的一种管桩自锚试桩的载荷施加装置的进一步改进：
[0013]每排所述剪力筋层均包括至少三条的剪力筋在同一平面上呈向心设置，每条剪力筋一部分设于下段桩管壁内且另一部分设于混凝土塞内。
[0014]作为本专利技术的一种管桩自锚试桩的载荷施加装置的进一步改进：
[0015]所述抗拉锚筋为高强度的线状材料或为具有一定截面形状的高强度线状材料；
[0016]所述反力顶板、反力底板和锚板均为钢板；
[0017]所述传力柱为长条形刚性材料。
[0018]作为本专利技术的一种管桩自锚试桩的载荷施加装置的进一步改进：
[0019]所述反力顶板、反力底板和锚板相互平行。
[0020]本专利技术还同时提供了利用一种管桩自锚试桩的载荷施加装置进行自锚试桩的载荷施加的方法，具体为：
[0021]步骤1、在上段桩上设置上段桩载荷施加装置；
[0022]步骤2、在下段桩上设置下段桩载荷施加装置；
[0023]步骤3、将带有下段桩载荷施加装置的下段桩压到设计标高，然后再将带有上段桩载荷施加装置的上段桩压到设计标高；
[0024]步骤4、自锚试桩的载荷施加
[0025]步骤4.1、将传力柱从上往下穿过上段桩内腔，传力柱底部与混凝土塞的顶部抵接，传力柱的上部露出于上段桩的顶部之上；然后再在传力柱的顶部放置一块反力底板；
[0026]步骤4.2、在反力顶板和反力底板之间设置至少一个千斤顶，千斤顶的顶部和底部分别与反力顶板和反力底板紧密抵接，分别向下段桩施加向下的抗压荷载以及向上段桩的底部施加向上的抗压荷载；
[0027]步骤4.3、测试完成后，拆除反力顶板，卸除千斤顶，拆除反力底板，向上拔出回收传力柱。
[0028]作为本专利技术的利用一种管桩自锚试桩的载荷施加装置进行自锚试桩的载荷施加的方法的改进：
[0029]所述步骤1在上段桩上设置上段桩载荷施加装置的过程具体为：
[0030]在压桩前，将锚板与上段桩的底部的法兰固定连接，中心通孔的圆心位于上段桩内腔的中心线上；将数量为n1的抗拉锚筋设于上段桩内腔内，抗拉锚筋的尾端从锚筋孔穿过，并通过锚固头与锚板锚固在一起，然后将抗拉锚筋的上端与反力顶板固定连接；n1需满足：
[0031]n1>N1/F1，且n1>＝3；
[0032]其中，F1为每根抗拉锚筋所能承受拉力，N1为对上段桩底部施加的抗压载荷。
[0033]作为本专利技术的利用一种管桩自锚试桩的载荷施加装置进行自锚试桩的载荷施加的方法的进一步改进：
[0034]所述步骤2在下段桩上设置下段桩载荷施加装置的过程具体为：
[0035]步骤2.1、在压桩前，距离下段桩的桩顶距离为s1的位置、(s1+s2)的位置、(s1+s2+
s3)的位置从上往下采用植筋法在下段桩管壁上设置三排剪力筋层；每排剪力筋层均为n2条剪力筋在同一平面上呈向心设置，每条剪力筋一端进入下段桩管壁内且进入深度为s6，剪力筋的另一端露出于下段桩内腔中且长度s5；
[0036]其中，n2为：
[0037]n2*F2>N2/3；
[0038]F2为每根剪力筋所能承受剪力,N2为混凝土塞顶部所施加的抗压载荷；
[0039]s6不小于50mm，s5为0.3d且不小于100mm；
[0040]步骤2.2、浇筑混凝土塞
[0041]在下段桩内腔中，距离下段桩的桩顶距离L处设置浇筑混凝土塞板，浇筑混凝土塞板与下段桩管壁固定连接，然后从下段桩内腔顶部向下段桩内腔内灌注混凝土并填塞满长度为L的下段桩内腔的空间，待达到混凝土养护期后形成混凝土塞，混凝土塞通过混凝土浇筑和三排剪力筋层与下段桩管壁固定连接成整体；
[0042]其中，L＝s1+s2+s3+s4；
[0043]s1不小于100mm；s2和s3为0.6d，且均不小于150mm；s4为第三排剪力筋层到混凝土塞底部的距离，s4＝0.8d，且不小于200mm；d为下段桩内腔的直径。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种管桩自锚试桩的载荷施加装置，管桩包括上段桩(1)和下段桩(2)，上段桩(1)包括上段桩管壁(11)和上段桩内腔(19)，上段桩(1)的底部带有法兰，下段桩(2)包括下段桩管壁(21)和下段桩内腔(29)，其特征在于:包括在上段桩(1)上设有上段桩载荷施加装置，在下段桩(2)上设有下段桩载荷施加装置；所述上段桩载荷施加装置包括至少三根的抗拉锚筋(12)、圆环形的锚板(13)和反力顶板(15)；锚板(13)与上段桩(1)的底面紧贴且与所述上段桩(1)底部的法兰固定连接，反力顶板(15)设于上段桩(1)桩顶的上方；抗拉锚筋(12)设于上段桩内腔(19)中且长度大于上段桩(1)的高度，抗拉锚筋(12)的首尾两端分别与锚板(13)和反力顶板(15)固定连接；所述下段桩载荷施加装置包括混凝土塞(27)，混凝土塞(27)设于下段桩内腔(29)中，顶部与下段桩(2)的桩顶齐平；下段桩管壁(21)和混凝土塞(27)的内部，从上往下设有三排剪力筋层，混凝土塞(27)通过混凝土浇筑和剪力筋层与下段桩管壁(21)固定连接成整体；混凝土塞(27)的顶部之上设有传力柱(23)，传力柱(23)位于上段桩内腔(19)中，底部与混凝土塞(27)的顶部抵接，长度大于上段桩(1)的高度且小于抗拉锚筋(12)的长度；反力底板(18)放置于在传力柱(23)的顶部。2.根据权利要求1所述的一种管桩自锚试桩的载荷施加装置，其特征在于：所述锚板(13)上设有一个中心通孔(16)，中心通孔(16)的圆心位于上段桩内腔(19)的中心线上；围绕中心通孔(16)设有至少三个的锚筋孔(17)，锚筋孔(17)的内径大于抗拉锚筋(12)的外径，且中心通孔(16)与锚筋孔(17)均位于上段桩内腔(19)在锚板(13)上的投影范围之内；所述抗拉锚筋(12)尾端穿过锚筋孔(17)后，通过锚固头(14)将抗拉锚筋(12)与锚板(13)锚固在一起。3.根据权利要求2所述的一种管桩自锚试桩的载荷施加装置，其特征在于：每排所述剪力筋层均包括至少三条的剪力筋(22)在同一平面上呈向心设置，每条剪力筋(22)一部分设于下段桩管壁(21)内且另一部分设于混凝土塞(27)内。4.根据权利要求3所述的一种管桩自锚试桩的载荷施加装置，其特征在于：所述抗拉锚筋(12)为高强度的线状材料或为具有一定截面形状的高强度线状材料；所述反力顶板(15)、反力底板(18)和锚板(13)均为钢板；所述传力柱(23)为长条形刚性材料。5.根据权利要求4所述的一种管桩自锚试桩的载荷施加装置，其特征在于：所述反力顶板(15)、反力底板(18)和锚板(13)相互平行。6.利用如权利要求1
‑
5任一所述的一种管桩自锚试桩的载荷施加装置进行自锚试桩的载荷施加的方法，其特征在于：步骤1、在上段桩(1)上设置上段桩载荷施加装置；步骤2、在下段桩(2)上设置下段桩载荷施加装置；步骤3、将带有下段桩载荷施加装置的下段桩(2)压到设计标高，然后再...
【专利技术属性】
技术研发人员：马海龙，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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