一种可重复使用的桩身轴力测试装置及桩身轴力测试方法与流程

本发明涉及建筑施工工程，特别涉及一种可重复使用的桩身轴力测试装置及桩身轴力测试方法。

背景技术：

1、桩基因其承载力高、抗震性能好、沉降量小等优点在各种工程中得到了广泛应用，为了保障桩基的安全性和适用性，往往需要大量的传感器和相应的测试方法来确定桩身轴力及侧摩阻力的分布。

2、目前，桩身轴力测试一般采用预装传感器的方法实现，这种方法的工程经验表明，灌注桩的应变传感器一般具有较高的成活率，但打入桩的应变传感器，在沉桩后成活率较低，即使成活，其测试数据仍极可能丧失准确性。后装传感器的方法一般采用二次填筑的方式，保障了传感器成活率，但会造成应力-应变关系不一定与管壁同步，给桩基测量准确性带来影响，而且不管预装式还是目前的后装式方法，传感器都是作为一次性消耗掉品，无法重复利用，造成极大浪费。

技术实现思路

1、针对现有技术存在上述的不足，本发明的目的在于提供一种可重复使用的桩身轴力测试装置及桩身轴力测试方法，具有测试方法直观，完成桩身轴力测试之后还能够回收重复利用，极大地降低了桩身轴力测试的成本。

2、本发明的一方面提供了一种可重复使用的桩身轴力测试装置，其包括：

3、桩身，所述桩身的内侧壁设置有防护件，所述防护件平行于所述桩身的轴线设置，所述防护件与所述桩身之间形成容纳空腔，所述防护件的底部设置有楔块组件；

4、导向组件，所述导向组件设置在所述容纳空腔内并分别与所述桩身以及楔块组件连接；

5、至少一个桩身轴力测试机构，所述桩身轴力测试机构设置在所述容纳空腔内并与所述桩身的内侧壁可拆卸连接，所述桩身轴力测试机构上设置有连接绳。

6、相对于现有技术，本技术将桩身轴力测试机构实现可拆卸连接，能够在完成桩身轴力测试后对其进行回收重复利用，有效地降低了桩身轴力测试的成本，其次还能够根据桩身的长度调整桩身轴力测试机构的数量，有效地提高了桩身轴力测试装置的适用性，使其能够适用于不同尺寸的桩身。

7、作为本技术的优选方案，所述桩身轴力测试机构的数量大于或等于两个时，两个桩身轴力测试机构之间通过连接绳连接。

8、采用上述的方案，两个桩身轴力测试机构之间通过连接绳连接，能够通过连接绳有效地将多个桩身轴力测试机构连接使其成为一个整体，在对进行桩身轴力测试的过程中能够更加方便。

9、作为本技术的优选方案，所述桩身轴力测试机构包括应变测试组件以及固定组件，所述应变测试组件的两端均设置有固定组件，所述固定装置可拆卸连接于所述桩身的内侧壁，所述固定组件上设置有连接绳。

10、采用上述的方案，应变测试组件能够通过固定装置固定在桩身的内侧壁上，并且固定装置与桩身的内侧壁的连接为可拆卸连接，当完成桩身轴力测试后能够对固定装置以及与应变测试组件进行回收以实现重复利用的目的，极大地降低了桩身轴力测试的成本。

11、作为本技术的优选方案，所述应变测试组件包括检测板以及应变计，所述应变计设置在所述检测板靠近所述桩身内侧壁的一面。

12、采用上述的方案，应变计设置在检测板靠近桩身内侧壁的一侧，当检测板在固定装置与桩身的内侧壁连接的情况下，应变计能够与桩身的内侧壁进行接触，从而能够更好地对桩身轴力进行测试。

13、作为本技术的优选方案，所述固定组件包括电磁铁、连接杆以及导向环，所述连接杆分别与所述电磁铁以及所述导向环连接，所述电磁铁与所述应变测试组件连接，所述导向环与所述导向组件连接，所述连接绳设置在所述电磁铁上，所述电磁铁通过电线与外部电源连接。

14、采用上述的方案，电磁铁能够通过通电来实现与桩身内侧壁的连接，当电磁铁断电后电磁铁失去磁性，即能从桩身内侧壁上脱落，从而实现电磁铁与桩身的可拆卸连接，其次在装置下放的过程中，通过导向环与导向组件的配合，能够确保应变测试组件始终以正确的姿态下放，确保了桩身轴力测试工作的顺利进行，提高了桩身轴力测试效率。

15、作为本技术的优选方案，所述导向装置包括顶端吊耳以及底端吊耳，所述顶端吊耳设置在所述桩身上，所述底端吊耳设置在容纳空腔内并与所述楔块组件连接，所述顶端吊耳与底端吊耳通过导向绳连接。

16、采用上述的方案，通过导向绳以及导向环能够使桩身轴力测试机构以正确的姿态下放，有效地提高了桩身轴力测试效率。

17、作为本技术的优选方案，所述楔块组件包括斜面板、顶面板、肋板以及实心尖端，所述顶面板以及所述肋板均与所述斜面板连接，所述顶面板以及所述肋板均与所述桩身的内侧壁连接，实心尖端设置在所述斜面板远离所述防护件的一端。

18、作为本技术的优选方案，所述防护件与所述顶面板或者所述斜面板连接。

19、作为本技术的优选方案，所述防护件上设置有防护槽，所述防护槽与所述桩身的内侧壁形成容纳空腔。

20、采用上述的方案，防护槽能够与桩身的内侧壁形成容纳空腔，为导向组件以及桩身轴力测试机构提供安装空间，同时防护件能够为导向组件以及桩身轴力测试机构提供保护。

21、本发明的另一方面提供了一种桩身轴力测试方法，其包括以下步骤：

22、s1、根据桩顶高程和所需测试的最深土层高程，确定防护件的长度；

23、s2、若桩身为非钢管桩身，则需在桩身的内侧壁安装一条与桩身长度相等的铁皮；

24、s3、组装防护件以及楔块组件，根据打入桩的类型，将组装后的防护件以及楔块组件安装在桩身的内侧壁；

25、s4、执行沉桩后，根据桩顶高程和所需测试各层土层的高程，确定连接绳的段数和所述连接绳每段的长度；

26、s5、根据所需测试土层的个数，确定固定组件和应变测试组件的个数；

27、s6、组装固定组件和应变测试组件；

28、s7、通过连接绳，连接组装后的固定组件和应变测试组件；

29、s8、打开所述导向环，放入所述导向绳，闭合所述导向环；

30、s9、固定组件和应变测试组件以面朝桩身内侧壁的姿态，下放至所需深度；

31、s10、打开电源，使固定组件中的电磁铁具有磁性，进而使应变测试组件紧贴桩身；

32、s11、处于不同桩身深度的各个应变计对桩身的应变进行检测，得到不同桩身深度的应变ε；

33、s12、应变计所在深度的桩身的轴力为：f＝eaε，其中e和a分别为桩身的弹性模量和桩身的横截面积；

34、s13、根据步骤s12所获得的各个应变计所在深度的桩身轴力，获得桩身轴力的分布情况；不同深度处桩身轴力的差值为所述深度范围内的桩身侧摩阻力，得到侧摩阻力沿深度的分布情况；

35、s14、断开电源，使电磁铁的磁性消失，通过连接绳回收固定组件和应变测试组件，以便下次使用。

36、本发明具有以下有益效果：通过控制电磁铁的通电状态就能够实现应变测试组件的安装以及拆卸，从而能够在桩身轴力测试的过程中快速地对检测板进行安装，提高了检测板的安装效率，当桩身轴力测试完毕后，还能够通过切断电磁铁上的电流使电磁铁失去磁性使电磁铁从桩身的内侧壁上脱落，从而使应变测试组件也从桩身的内侧壁上脱离，进而能够实现对应变测试组件的回收，极大地降低了桩身轴力测试的成本；其次，电磁铁还通过连接杆与导向环连接，导向环在导向绳的作用下，能够使检测板设置有应变计的一面始终面向桩身的内侧壁，确保了应变计能够与桩身内侧壁进行接触，从而能够更好地对桩身轴力进行测试。