一种水上钢管桩承载力检测装置的制作方法

1.本实用新型属于土木工程施工技术领域，具体涉及一种水上钢管桩承载力检测装置。


背景技术：

2.桩侧摩阻力用于桩基设计的核心问题，其承载力主要由桩侧摩阻力承担，在现有设计中，桩侧摩阻力都是计算出来的，然而在实际应用中，由于所在环境的影响，其桩侧摩阻力的影响明显，尤其是海上钢管桩的侧摩阻力，更是难以从理论中获取。如若只是计算所得，将严重影响钢管桩的承载受力，使施工安全性差。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种水上钢管桩承载力检测装置，以解决现有技术中提到的钢管桩受所在环境的影响，尤其是海上钢管桩的承载力难以从理论中获取，施工安全性差等问题。
4.本实用新型所采用的技术方案是一种水上钢管桩承载力检测装置，包括均匀设在钢管桩周围的至少三个浮力气囊，浮力气囊上设有承载平台，钢管桩顶与承载平台之间设有传力结构，传力结构顶部设有测力计；检测装置还包括位移传感器。
5.通过给承载平台均匀安装浮力气囊，使承载平台能够稳定支撑堆载物，有效避免了承载平台的倾覆；在承载平台上方均匀放置堆载物，再通过传力装置将力传给钢管桩，实现钢管桩的下沉，通过位移传感器观测达到极限下沉位移，再观测测力计数值，通过测力计所测数值与理论计算的单桩竖向极限承载力标准值比对，判断钢管桩是否可安全进行施工。
6.优选地，钢管桩与浮力气囊之间还设有导向结构，用于使钢管桩与浮力气囊位置相对固定。
7.导向结构的设置使钢管桩处于承载平台的中心位置，使承载平台能够稳定支撑堆载物，避免倾覆。
8.优选地，导向结构包括承载平台底部中心设有导向环，导向环套接于钢管桩顶部。
9.导向环为导向结构的其中一种结构形式，导向环的设置使钢管桩处于承载平台的中心位置，使承载平台能够稳定支撑堆载物，避免倾覆。
10.优选地，导向结构包括与钢管桩固定连接的导向框，导向框位置及数量与浮力气囊相对应，导向框用于固定浮力气囊位置。
11.导向框为导向结构的另一种结构形式，导向框的设置使钢管桩处于承载平台的中心位置，使承载平台能够稳定支撑堆载物，避免倾覆。
12.优选地，传力结构为千斤顶。
13.传力结构承载力大，结构精度要求高，将传力结构设置为均匀布置的多个千斤顶，可以达到检测的要求，千斤顶顶部连接测力计，测力计可直观地读出钢管桩竖向承载力的
值。
14.优选地，钢管桩顶部设有承载板，承载板上围绕钢管桩中心均匀设置多个千斤顶。
15.承载板的设置可使千斤顶分布的更为均匀，且受力稳定。
16.优选地，承载平台包括多个均匀排列的钢梁。
17.钢梁的承载力大，结构稳定，所以承载平台由均匀排列的钢梁组成。
18.本实用新型的有益效果：
19.通过给承载平台均匀安装浮力气囊，使承载平台能够稳定支撑堆载物，有效避免了承载平台的倾覆；在承载平台上方均匀放置堆载物，再通过传力结构将力传给钢管桩，实现钢管桩的下沉，通过位移传感器观测达到极限下沉位移，再观测测力计数值，通过测力计所测数值与理论计算的单桩竖向极限承载力标准值比对，判断钢管桩是否可安全进行施工；该检测装置结构简单，可直观地进行检测，施工操作简便，有效地检测出钢管桩实际的承载力。
附图说明
20.图1为本实用新型的主视结构示意图；
21.图2为本实用新型的俯视结构示意图；
22.图3为本实用新型的导向结构为导向环时的结构示意图；
23.图4为本实用新型的导向结构为导向框时结构示意图。
24.附图标记说明：1
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钢管桩；2
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浮力气囊；3
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承载平台；4
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传力结构；5
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测力计；6
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位移传感器；7
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导向结构；8
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导向环；9
‑
导向框；10
‑
承载板。
具体实施方式
25.下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心、横向、纵向、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.本实用新型的技术方案为一种水上钢管桩承载力检测装置，其主视结构示意图如图1所示，其俯视结构示意图如图2所示，包括均匀设在钢管桩1周围的至少三个浮力气囊2，浮力气囊2上设有承载平台3，承载平台3高于钢管桩1顶部，钢管桩1顶与承载平台3之间设有传力结构4，传力结构4顶部设有测力计5；检测装置还包括位移传感器6。
28.位移传感器6的安装位置不固定，可以是在钢管桩1上，也可以是在承载平台3或传力结构4上。
29.承载平台3的结构可以是多个横竖均匀排列的钢梁，优选承载平台3结构形状为正方形，承载平台3下方四个角位置安装四个浮力气囊2，气囊充气方式可以是高压气泵，浮力气囊2为正方体气囊袋，正方体气囊袋稳定性好，便于加工，浮力气囊2与承载平台3连接成
为一个整体，形成钢管桩1承载力检测平台。首先理论预算出单桩竖向极限承载力标准值，根据堆载物重量，来设计浮力气囊2的大小，检测平台的承载力必须大于理论预算的单桩竖向极限承载力标准值，以使实验可以顺利进行。堆载材料可以是混凝土块体、土体、沙子等。
30.通过给承载平台3均匀安装浮力气囊2，使承载平台3能够稳定支撑堆载物，有效避免了承载平台3的倾覆；在承载平台3上方均匀放置堆载物，再通过传力结构4将力传给钢管桩1，实现钢管桩1的下沉，通过位移传感器6观测达到极限下沉位移后，再观测测力5计数值，通过测力计5所测数值与理论计算的单桩竖向极限承载力标准值比对，判断钢管桩是否可安全进行施工。
31.判断过程为：根据地勘报告查出桩的极限侧摩阻力标准值，即q值，l为桩周土层的厚度，d为桩径，由公式q＝πqdl，得出单桩竖向极限承载力标准值，即q值；当位移传感器6的位移数值达到要求时，测力计5测出的数值为q'，再对比q及q'，当q'＞q时，可安全施工。
32.判断的另一方式也可以是，在不断加载堆载物的过程中，观测测力计5的数值，当数值达到q值时，查看位移传感器6的位移数值是否达到要求值，当实际位移值小于极限承载力位移值时，则可安全施工。
33.位移传感器6的位移值根据规范手册的规定，例如下沉变形量超过100mm时，堆载物可终止加载。
34.此检测装置结构尺寸大，受力大，相应装置的每个部件结构承载力要求高，结构需稳定牢靠。
35.由于承载平台3在钢管桩1顶部放置，为了使承载平台3能够稳定支撑堆载物，避免倾覆，可以在钢管桩1与承载平台3之间还设有导向结构7，用于使钢管桩1与承载平台3位置相对固定。其中导向结构7的一种结构为在承载平台3底部中心设有导向环8，导向环8套接于钢管桩1顶部，导向结构7为导向环8时的结构示意图如图3所示。导向环8的设置使钢管桩1处于承载平台3的中心位置，使承载平台3能够稳定支撑堆载物。
36.导向结构7的另一种结构为固定在钢管桩1周围的导向框9，导向框9用于固定浮力气囊2位置，导向框9位置及数量与浮力气囊2相对应，导向结构7为导向框9时的结构示意图如图4所示。导向框9的设置使钢管桩1处于承载平台3的中心位置，使承载平台3能够稳定支撑堆载物，避免倾覆。
37.传力结构4承载力大，结构精度要求高，将传力结构4设置为均匀布置的多个千斤顶，可以达到检测的要求，千斤顶顶部连接测力计5，测力计5可直观地读出钢管桩竖向承载力的值。
38.为了使千斤顶能够在钢管桩1上分布均匀，且受力稳定，在钢管桩1顶部设有承载板10，承载板10上围绕钢管桩1中心均匀设置多个千斤顶。
39.根据地勘报告查出桩的极限侧摩阻力标准值，即q值，l为桩周土层的厚度，d为桩径，由公式q＝πqdl，得出单桩竖向极限承载力标准值，即q值；首先根据理论上计算出q值，选择测力计6的参数型号。根据q值和千斤顶的数量，选择千斤顶的参数型号。再根据规范要求的位移值，选择位移传感器7。
40.本实用新型一种水上钢管桩承载力检测装置，具体按照以下步骤实施：
41.步骤1、安装调试检测装置；首先理论预算出单桩竖向极限承载力标准值，根据堆载物重量，确定浮力气囊2的大小，检测平台的承载力大于理论预算的单桩竖向极限承载力
标准值，再在承载平台3上安装浮力气囊2，在钢管桩1顶部安装传力结构4和测力计5，再将承载平台3移至钢管桩1上部中心位置，及安装位移传感器6；为了使安装好的承载平台3能够顺利与钢管桩1安装，承载平台3上安装浮力气囊2后的高度大于钢管桩1水上高度。
42.步骤2、进行堆载实验；首先向承载平台3均匀放置堆载物，并观测位移传感器6。
43.步骤3、当位移传感器6的位移数值达到要求值时，停止加载堆载物，观测测力计5数值。
44.步骤4、根据测力计5数值与理论承载力数值比对；根据地勘报告查出桩的极限侧摩阻力标准值，即q值，l为桩周土层的厚度，d为桩径，由公式q＝πqdl，得出单桩竖向极限承载力标准值，即q值；
45.当位移传感器6的位移数值达到要求时，测力计5测出的数值为q'，即实际钢管桩1的承载力数值；
46.再对比q及q'，当q'＞q时，可安全施工。
47.步骤5、拆卸检测装置；首先均匀卸载堆载物，再将承载平台3移出钢管桩1，并将承载平台3浮至储存放置后，对浮力气囊2放气，拆卸后存放。
48.综上，为了解决现有技术中提到的钢管桩受所在环境的影响，尤其是海上钢管桩的承载力难以从理论中获取，施工安全性差等问题。通过给承载平台3均匀安装浮力气囊2，使承载平台3能够稳定支撑堆载物，有效避免了承载平台3的倾覆；在承载平台3上方均匀放置堆载物，再通过传力结构4将力传给钢管桩1，实现钢管桩1的下沉，通过位移传感器6观测达到极限下沉位移，再观测测力5计数值，通过测力计5所测数值与理论计算的单桩竖向极限承载力标准值比对，判断钢管桩是否可安全进行施工；该检测装置结构简单，可直观地进行检测，施工操作简便，有效地检测出钢管桩实际的承载力。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。