一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法与流程

本发明涉及岩土工程的桩基沉降原位测试，具体是一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法。

背景技术：

1、桩端沉降是分析灌注桩承载特性、破坏模式的重要指标，通过对桩端沉降的量测可准确掌握施工质量及单桩承载能力，指导后续设计与实施；但由于传统桩端沉降测试装置及方法存在不足，导致现场成功率不高，测试数据失真，而不被广泛推广使用。

2、传统的桩端沉降测试多采用外隔离管及内沉降杆的形式，外隔离管起隔离桩身混凝土，保护内沉降杆的作用，内沉降杆量测桩端沉降。其中，为避免管底受压损坏，外隔离管管底多未超出桩端钢筋，而缩于桩身内部；内沉降杆采用一同预埋或后插入外隔离管两种形式。传统的桩端沉降测试装置及方法存在以下不足：(1)由于外隔离管未抵桩端而退于桩身内，且泥浆、灰浆等沉渣积于管底，导致内插沉降杆无法插到桩底，使所测并非真正的桩端沉降值；外隔离管超出桩底时，管底与桩端持力层接触导致受压变形、倾斜、破损，无法进行测试；(2)内沉降杆与外隔离管一同预埋时，在吊装过程中，二者与钢筋笼一同弯曲卡管，测试装置成活率低，导致桩端沉降与桩顶沉降量测值几乎相同，无法实测桩端沉降；(3)后插沉降杆时，由于桩身过长，且沉降杆自身垂直误差，造成沉降杆杆身紧贴外隔离管管壁，沉降杆无法自由下沉；(4)外隔离管预埋过多时，即对桩身额外贯通开洞，对桩身质量造成损伤，而鲜少用于工程桩桩端测试中。

3、有鉴于此，目前亟需设计一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法来测试积累灌注桩桩端沉降成果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，以改进上述背景技术中提出的传统技术不足。

2、为实现上述目的，本发明提供的技术方案包括以下步骤：

3、步骤一、钳压式弹性管塞封底声测管：

4、步骤101、钳压式弹性管塞包含承口端凸槽、弹性波纹管及弧形底堵由上至下一体成型；其中，所述凸槽内配置橡胶密封圈，声测管管径小于承口端内径；弹性波纹管密封，在底堵与桩端持力层接触后压缩，并保持与持力层紧密接触；

5、步骤102、将声测管插入钳压式弹性管塞承口端，用液压钳挤压凸槽变形后形成密封连接。

6、步骤二、声测管随钢筋笼绑扎下放后浇筑灌注桩；

7、步骤201、声测管均匀对称绑扎在钢筋笼内侧主筋上，绑扎时保证钳压式弹性管塞的底堵超出桩端钢筋；

8、步骤202、声测管随钢筋笼起吊，调整竖直后下放于灌注桩钻孔后浇筑混凝土。

9、步骤三、拼接导正下放锥形沉坠与沉降杆于声测管中；

10、步骤301、待灌注桩混凝土初凝后，在锥形沉坠侧面焊有吊环并绑定钢丝绳，边缓缓下放锥形沉坠于声测管中，边采用双向接头连接各节沉降杆，杆身各段中间套有滚珠式导向环，限制沉降杆水平方向移动；其中，所述滚珠式导向环外轮廓直径小于声测管内径；

11、步骤302、通过钢丝绳轻轻上提沉坠，凭借整个装置重力挤开泥浆、灰浆等沉渣，使直至沉坠尖部抵在底堵上，该步骤宜在混凝土初凝后及时进行，以避免灰浆硬化导致无法贴底。

12、步骤四、沉降杆伸出声测管顶部扣帽导正；

13、沉降杆穿过扣帽伸出灌注桩顶；所述扣帽呈内嵌环形，反扣封闭声测管管口，扣帽镂空居中，扣帽内径大于沉降杆直径，扣帽外径大于声测管外径，内嵌环扣外径小于声测管内径。

14、步骤五、桩顶加载监测沉降杆杆顶沉降；

15、步骤501、待灌注桩混凝土到达龄期后，在桩顶铺设一层细砂，后安设载荷板；其中，所述载荷板根据声测管在对应位置开孔，开孔直径大于扣帽外径；

16、步骤502、沉降杆上延伸出小块钢片，灌注桩外围安设基准钢梁，钢梁上固定位移计，其探头与钢片相接触；

17、步骤503、待位移计读数稳定后将读数归零，分级加载过程中记录各级荷载下的位移计对应读数即为桩端沉降；

18、步骤504、荷载加载完毕后，依次撤除载荷板、细砂垫层及扣帽，边缓缓提升钢丝绳，边拆除各节沉降杆及沉坠以供回收重复使用。

19、上述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤101中声测管管径小于承口端内径1mm～2mm。

20、上述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤201中绑扎时保证钳压式弹性管塞的底堵超出桩端钢筋3cm～5cm。

21、上述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤301中采用双向接头连接沉坠、各节沉降杆，沉坠及各节沉降杆端头攻丝后与接头丝扣连接。

22、上述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤301中滚珠式导向环外轮廓直径小于声测管内径1mm。

23、上述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤四中扣帽内径大于沉降杆直径1mm～2mm，扣帽外径大于声测管外径5mm，内嵌环扣外径小于声测管内径2mm。

24、上述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤501载荷板根据声测管在对应位置开孔直径大于扣帽外径3mm～5mm。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、(1)本发明所采用的钳压式弹性管塞结构简单、安装方便，使声测管密封良好的同时，保证其管底弹性压缩紧贴桩底而不使管底破损。

27、(2)本发明所采用的后插沉降杆底部连接锥形沉坠，整个装置自重大，在混凝土初凝阶段通过钢丝绳反复上提沉坠，凭借整个装置重力挤开泥浆、灰浆等沉渣，使沉坠尖部抵在底堵上，避免沉渣硬化导致沉降杆无法插到底。

28、(3)本发明沉降杆杆身、杆顶分别采用滚珠式导向环及扣帽导正，使沉降杆在垂直方向可对中自由下沉，在水平方向可转动的同时避免杆件贴靠声测管管壁，确保桩端沉降测试数据准确。

29、(4)本发明利用声测管兼作外隔离管，减少桩身预留洞孔，减少对桩身质量的影响；整套装置组装方便，在完成加载测试后可分段拆卸作重复使用。

技术特征：

1.一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤101中声测管(2)管径小于承口端内径1mm～2mm。

3.按照权利要求1所述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤201中绑扎时保证钳压式弹性管塞(1)的底堵(1-3)超出桩端钢筋3cm～5cm。

4.按照权利要求1所述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤301中采用双向接头(5)连接沉坠(3)、各节沉降杆(4)，沉坠(3)及各节沉降杆(4)端头攻丝后与接头丝扣连接。

5.按照权利要求1所述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤301中滚珠式导向环(6)外轮廓直径小于声测管(2)内径1mm。

6.按照权利要求1所述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤四中扣帽(7)内径大于沉降杆(4)直径1mm～2mm，扣帽(7)外径大于声测管(2)外径5mm，内嵌环扣(7-1)外径小于声测管(2)内径2mm。

7.按照权利要求1所述的一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，其特征在于：步骤501载荷板(10)根据声测管(2)在对应位置开孔直径大于扣帽(7)外径3mm～5mm。

技术总结
本发明是一种利用声测管进行灌注桩桩端沉降测试的方法，主要包括以下步骤：(1)钳压式弹性管塞封底声测管；(2)声测管随钢筋笼绑扎下放后浇筑灌注桩；(3)拼接导正下放锥形沉坠与沉降杆于声测管中；(4)沉降杆伸出声测管顶部扣帽导正；(5)桩顶加载监测沉降杆杆顶沉降，其中钳压式弹性管塞为承口端凸槽、弹性波纹管及弧形底堵一体成型，绑扎固定时超出桩端钢筋3～5cm；本发明利用声测管进行桩端沉降测试，减少了传统沉降杆留置孔洞对工程桩桩身质量的影响，可在桩基灌注完毕后安设测试装置，对桩基施工无影响，分段组装方便，成功率高，便于回收重复使用。

技术研发人员：蔡智,魏海涛,赵丁鸿,赵文博,柯尊东,田建成,孙凤玲,罗伊,王洋,齐嘉炜,宋斌,穆伟刚,李朋朋,刘涛
受保护的技术使用者：中航勘察设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29