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原文传递后置劲芯加长混凝土桩试验装置及方法

专利名称：	后置劲芯加长混凝土桩试验装置及方法
摘要：	本发明涉及后置劲芯加长混凝土桩试验装置，其特征在于：在地面板上依次布设底部平台板和底板承载板，并在底部平台板和底板承载板之间设置输浆槽支撑体和挡水板；将模型箱吊装至底板承载板上，并在模型箱内部预设水平位移测试体和竖向位移测试体；将旧混凝土桩置于模型箱内的设定位置，并在其外侧设置密实度控制体；先通过喷砂装置向模型箱向内喷砂，再同步通过喷水横管上的喷水头喷水和横向压板下压提升外侧填充体的密实度；根据外侧填充体的布设高度，向上调整滑移横撑的位置。本发明结构整体性强、能够有效控制砂土密实度、降低砂土填埋和密实难度，并可同步满足桩身应力测试、桩周外侧填充体横向变形和竖向变形测试要求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江西;36
申请人：	南昌航空大学
发明人：	韩尚宇;李月明;李凯仁;张慧华;刘思敏;刘强
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910458341.6
公开号：	CN110056020A
代理机构：	南昌市平凡知识产权代理事务所
代理人：	张文杰
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	330063 江西省南昌市丰和南大道696号
主权项：	1.后置劲芯加长混凝土桩试验装置及方法，其特征在于包括以下试验步骤： 1）模型箱（1）及旧混凝土桩（2）制备：制备满足试验尺寸要求的模型箱（1），并在模型箱（1）的底板上设置渗水槽孔（3）；采用桩体模具（4）制备旧混凝土桩（2），在旧混凝土桩（2）的桩芯部位预留劲芯植入孔（75），在旧混凝土桩（2）的内部预设辅助架设筋（5），并沿辅助架设筋（5）的竖向均匀间隔设置应变传感器（6）；在劲芯植入孔（75）内插入内侧模板（7）； 2）模型箱（1）安装定位：在地面板（8）上依次布设底部平台板（9）和底板承载板（10），并在底部平台板（9）和底板承载板（10）之间设置输浆槽支撑体（11）和挡水板（12）；使底部平台板（9）上表面的输浆槽（13）与废水收集池（14）相连；将模型箱（1）吊装至底板承载板（10）上，并在模型箱（1）的外侧设置反力架（15）和仪表固定支架（16）；在模型箱（1）内部预设水平位移测试体（17）和竖向位移测试体（18），并使水平位移测试体（17）和竖向位移测试体（18）与仪表固定支架（16）相连；在模型箱（1）的内侧设置限位滑轨（19），在支架撑柱（20）的内侧设置喷砂装置（21）； 3）旧混凝土桩（2）安装定位：将旧混凝土桩（2）置于模型箱（1）内的设定位置，然后在旧混凝土桩（2）外侧设置固定横撑（22）和滑移横撑（23），并使固定横撑（22）和滑移横撑（23）的另一端分别与支架撑柱（20）和限位滑轨（19）相连；在固定横撑（22）和滑移横撑（23）与旧混凝土桩（2）相接处设置弧形压板（24）； 4）外侧填充体（25）控制性填充：校核旧混凝土桩（2）的横向位置，将输砂管（26）与外部供砂装置相连；在旧混凝土桩（2）的外侧设置密实度控制体（27）；先通过喷砂装置（21）向模型箱（1）向内喷砂，再同步通过喷水横管（28）上的喷水头（29）喷水和横向压板（30）下压提升外侧填充体（25）的密实度；根据外侧填充体（25）的布设高度，向上调整滑移横撑（23）的位置，再重复外侧填充体（25）的填充施工；外侧填充体（25）填充完成后，拆除喷砂装置（21）和密实度控制体（27）；在外侧填充体（25）填充施工时，同步在内侧模板（7）的底端和旧混凝土桩（2）的底端沿横向布设土压力传感器（31）； 5）后置劲芯加长段（32）设置：先将旧混凝土桩（2）的桩芯部位的内侧模板（7）抽出，再插入辅助架设筋（5），并在辅助架设筋（5）上沿竖向均匀间距粘贴应变传感器（6），再进行混凝土灌注施工； 6）荷载施加装置布设：在旧混凝土桩（2）的外露端设置横向抱箍（33），在支架撑柱（20）上设置固定支架（34）和转向滑轮（35），并使横向抱箍（33）通过固定绳索（36）与横载施加箱（37）连接；固定绳索（36）经转向滑轮（35）转向，并在固定绳索（36）上设置测力计（38）；旧混凝土桩（2）的顶端设置压力分散板（39）和竖向加载装置（40），并使竖向加载装置（40）的另一端与顶部横梁（41）相接； 7）后置劲芯加长混凝土桩性能测试：通过竖向加载装置（40）和横载施加箱（37）对旧混凝土桩（2）施加竖向荷载和横向荷载，同步通过水平位移测试体（17）和竖向位移测试体（18）观测外侧填充体（25）在不同部位的水平和竖向变形情况；通过土压力传感器（31）观测荷载施加时桩身底端的土压力情况；通过在旧混凝土桩（2）和劲芯体加长段的应变传感器（6）观测桩身应力以及两者之间的差异应变情况。 2.根据权利要求1所述的后置劲芯加长混凝土桩试验装置及方法，其特征在于：步骤1）所述模型箱（1）采用钢板与角钢材料焊接而成，横断面呈正方形，立面呈长方形；所述桩体模具（4）由两个半圆形的模具弧板（42）连接而成，在两个模具弧板（42）相接处设置连接转轴（43）和连接耳板（44）；在模具弧板（42）的顶端设置吊装耳板（45），底部设置排气孔（46），外表面设置振动器（47），并在吊装耳板（45）上预留长方形吊槽（48）；在模具弧板（42）上预设撑筋连接栓（49）和撑板凹槽（50），撑板凹槽（50）的平面形状与内侧撑板（51）相同，并在螺纹撑筋（52）的两端分别设置内侧撑板（51）和转动手柄（53）；通过内侧撑板（51）限定钢筋笼的横向位置。 3.根据权利要求1所述的后置劲芯加长混凝土桩试验装置及方法，其特征在于：步骤2）所述底板承载板（10）采用钢板轧制而成，其上预设渗水槽孔（3）和撑柱限位槽（54）；所述反力架（15）由支架撑柱（20）和顶部横梁（41）组成，并使支架撑柱（20）和顶部横梁（41）垂直焊接连接；所述的仪表固定支架（16）采用角钢焊接而成，底部通过支架支撑板（55）与地面板（8）连接；所述水平位移测试体（17）和竖向位移测试体（18）均由测试连杆（56）、测杆端板（57）和变形读数仪（58）组成，并在测试连杆（56）的外侧设置保护套管（59）；所述喷砂装置（21）由喷砂管（60）、砂土喷口（61）和输砂管（26）组成，在喷砂管（60）与支架撑柱（20）之间设置砂管转轴（62）和管道挂杆（63）；在管道挂杆（63）与支架撑柱（20）之间设置挂杆转轴（64）。 4.根据权利要求1所述的后置劲芯加长混凝土桩试验装置及方法，其特征在于：步骤3）所述限位滑轨（19）上设置横撑限位槽（65），所述弧形压板（24）内径与旧混凝土桩（2）相同，弧度角为30~45°；所述固定横撑（22）和滑移横撑（23）均采用螺杆，其固定横撑（22）和滑移横撑（23）上均设置横向紧固螺栓（66）。 5.根据权利要求1所述的后置劲芯加长混凝土桩试验装置及方法，其特征在于：步骤4）所述密实度控制体（27）由横向压板（30）、密实度控制探头（67）、密实度传感器（68）、竖向压杆（69）、喷水横管（28）、反力横板（70）和液压加载器（71）组成；所述密实度控制探头（67）和密实度传感器（68）连接，并使密实度传感器（68）与竖向压杆（69）通过传感器横板（72）连接，根据密实度控制探头（67）插入固定深度时密实度传感器（68）的读数情况确定外侧填充体（25）的密实度情况；所述液压加载器（71）的两端分别与反力横板（70）和顶部横梁（41）相接，并根据密实度传感器（68）的读数情况，通过后台控制加压过程。 6.根据权利要求1所述的后置劲芯加长混凝土桩试验装置及方法，其特征在于：步骤6）所述的横向抱箍（33）由抱箍螺栓（73）与抱箍耳板（74）组成。
所属类别：	发明专利