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专利号: 2022110518308
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水利工程;基础;疏浚
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于桩身双荷载箱的反向自平衡试桩法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、通过计算或根据地质资料经验判断确定上、下两个平衡点,将桩分为上段桩、中段桩和下段桩三段,两个平衡点分别位于相邻两段桩之间;

步骤2、在上段桩顶部,上段桩和中段桩之间,中段桩和下段桩之间分别设置一个荷载箱,依次记为第一荷载箱、第二荷载箱和第三荷载箱,每个荷载箱均包括叠加设置的千斤顶和压力传感器或者自带压力传感器的千斤顶;

步骤3、在上段桩顶部设置反力锚固系统,所述反力锚固系统包括安装在第一荷载箱顶部的反力端板和将反力端板与中段桩锚固相连的锚索,所述锚索自由穿过上段桩;

步骤4、布置位移监测系统,分别监测上段桩、中段桩和下段桩的位移;

步骤5、桩身加载,加载第三荷载箱内的千斤顶,迫使中段桩和下段桩发生相背移动,根据位移监测系统得到的中、下段桩的位移以及第三荷载箱内压力传感器得到的力,绘制中‑段桩和下段桩的荷载位移曲线图,通过曲线趋势得出中段桩负极限承载力Qum 和下段桩正+极限承载力Qud;

步骤6、桩身加载,加载第二荷载箱内的千斤顶,迫使上段桩和中段桩发生相背移动,根据位移监测系统得到的上、中段桩的位移以及第二荷载箱内压力传感器得到的力,绘制上‑段桩和中段桩的荷载位移曲线图,通过曲线趋势得出上段桩负极限承载力Quu 和中段桩正+极限承载力Qum;

步骤7、桩顶加载,加载第一荷载箱内的千斤顶,迫使上段桩和中段桩发生相向位移,根据位移监测系统得到的上、中段桩的位移以及第一荷载箱内压力传感器得到的力,绘制上+段桩和中段桩的荷载位移曲线图,通过曲线趋势得出上段桩正极限承载力Quu 和中段桩负‑极限承载力Qum;

步骤7、计算桩竖向抗压总极限承载力,计算公式如下:

Q压为桩的竖向抗压总极限承载力,G为桩的总自重。

2.根据权利要求1所述的反向自平衡试桩法,其特征在于:步骤1中,两个平衡点确定方法如下:步骤1.1、首先将桩初步分为上段桩和下段桩,通过平衡点计算公式确定第一个平衡点,计算公式如下:上式中,i表示桩四周土层分层层数,λi表示上段桩桩周土层的加权修正系数,u表示桩身周长,li表示桩周土层对应的分段长度,qik表示与li对应长度桩侧与土层的摩阻力标准值,G上表示上段桩自重,Ap表示桩端截面积,qr表示桩端处的土的容许承载力,左边求和公式 表示上段桩的桩侧阻力求和,右边求和公式 表示下段桩的桩侧阻力求和;

步骤1.2、通过计算上段桩长度得到第一个平衡点后,根据经验值在初步下段桩中间选取一点作为第二个平衡点,将初步下段桩分为两段,从而得到上段桩、中段桩和下段桩三段桩。

3.根据权利要求1所述的反向自平衡试桩法,其特征在于:所述下段桩顶部、中段桩底部、中段桩顶部、上段桩底部和上段桩顶部均设置封端板;所述反力锚固系统的锚索下端自由穿过锚索套管后固定在中段桩顶部的封端板上。

4.根据权利要求3所述的反向自平衡试桩法,其特征在于:所述位移监测系统包括四个位移杆和设于相应位移杆顶部用于测量位移杆移动位移的百分表,第一位移杆自由穿过上段桩后固定在上段桩底部封端板上,第二位移杆自由穿过上段桩后固定在中段桩顶部封端板上,第三位移杆自由穿过上段桩和中段桩后固定在中段桩底部封端板上,第四位移杆自由穿过上段桩和中段桩后固定在下段桩顶部封端板上。

5.根据权利要求3所述的反向自平衡试桩法,其特征在于:所述锚索下端通过钢轴栓固定在中段桩顶部的封端板上。

6.根据权利要求1所述的反向自平衡试桩法,其特征在于:三个荷载箱内千斤顶、压力传感器中轴线与桩中轴线重合。

7.根据权利要求6所述的反向自平衡试桩法,其特征在于:所述压力传感器为具有抗偏载能力的柱形压力传感器。

8.根据权利要求1所述的反向自平衡试桩法,其特征在于:步骤5至步骤7中,荷载箱内的千斤顶采用分级加载方式加载,每级加载为预估极限荷载的1/10~1/15。

9.根据权利要求1所述的反向自平衡试桩法,其特征在于:步骤5至步骤7中,每一小时的位移不超过0.1mm并连续出现两次,认为已达到相对稳定,加下一级荷载;

当出现下载情况之一时,即可终止加载;

(1)已达到极限加载值;

(2)某级荷载作用下,桩的位移量为前一级荷载作用下位移量的5倍;

(3)某级荷载作用下,桩的位移量大于前一级荷载作用下位移量的2倍,且经24h尚未达到相对稳定;

(4)累计上拔量超过100mm。