一種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置和樁周土側(cè)摩擦力檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置，包括支架、數(shù)據(jù)采集處理控制器、動力提供裝置和豎向設(shè)置的加載筒，加載筒由至少三片弧形加載片包圍而成，弧形加載片之間的通腔內(nèi)設(shè)有氣囊，弧形加載片的內(nèi)壁與氣囊的外壁固定連接；支架頂部的中部固定設(shè)置有豎向力加載裝置，豎向力加載裝置通過豎向力傳遞裝置連接加載筒的頂部，在測試孔附近的地面上固定設(shè)置有連接豎向力傳遞裝置的豎向位移檢測裝置；豎向力加載裝置和氣囊分別通過管線連接動力提供裝置，在管線上均設(shè)有動力值檢測或顯示裝置和動力閥；動力提供裝置、動力值檢測或顯示裝置、動力閥和豎向位移檢測裝置通過線路連接數(shù)據(jù)采集處理控制器。有益效果是檢測精度高、檢測時間短等。
【專利說明】一種粧周土側(cè)摩擦力檢測裝置和粧周土側(cè)摩擦力檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置和樁周土側(cè)摩 擦力檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，樁基礎(chǔ)工程中使用的樁周土的側(cè)摩擦力一般是間接方式取得，常規(guī)間接檢 測的方式有標(biāo)貫試驗和靜力觸探等，采用這種方式無法獲得較為準(zhǔn)確的樁周土的側(cè)摩擦力 的實地數(shù)據(jù)。另有采用實體樁的測試方式，在樁身側(cè)面貼應(yīng)力片，實際檢測樁周土的側(cè)摩擦 力，但這種方式檢測時間長、費用高，而且不能應(yīng)用于所有工程。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種通過直接檢測獲取測試精度較高的數(shù)據(jù) 的樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置和樁周土側(cè)摩擦力檢測方法，檢測時間短、費用較低且廣泛應(yīng) 用于各種工程。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
[0005] -種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置，包括支架、數(shù)據(jù)采集處理控制器、動力提供裝置和 堅向設(shè)置的加載筒，所述加載筒由至少三片弧形加載片包圍而成，所述弧形加載片之間的 通腔內(nèi)設(shè)有氣囊，所述弧形加載片的內(nèi)壁與所述氣囊的外壁固定連接；在地面鉆設(shè)測試孔， 所述加載筒置于所述測試孔內(nèi)，所述支架固定設(shè)置在所述加載筒上方的地面上，所述支架 上固定設(shè)置有堅向力加載裝置，所述堅向力加載裝置位于所述加載筒正上方，所述堅向力 加載裝置通過堅向力傳遞裝置連接所述加載筒的頂部，在所述測試孔附近的地面上固定設(shè) 置有連接所述堅向力傳遞裝置的堅向位移檢測裝置；所述堅向力加載裝置和氣囊分別通過 管線連接所述動力提供裝置，在所述管線上均設(shè)有動力值檢測或顯示裝置和動力閥，所述 動力閥在所述管線上的位置靠近所述動力提供裝置，所述動力值檢測或顯示裝置在所述管 線上的位置靠近所述動力閥且遠(yuǎn)離所述動力提供裝置；所述動力提供裝置、動力值檢測或 顯示裝置、動力閥和堅向位移檢測裝置通過線路連接所述數(shù)據(jù)采集處理控制器。
[0006] 進(jìn)一步，所述氣囊為充氣氣囊，所述堅向力加載裝置均為氣壓千斤頂，所述動力提 供裝置為氣泵，所述動力閥為氣壓閥，所述動力值檢測或顯示裝置為氣壓表。
[0007] 進(jìn)一步，所述弧形加載片設(shè)有四片，四片所述弧形加載片的內(nèi)壁與所述氣囊的外 壁通過粘接液粘接在一起。
[0008] 進(jìn)一步，所述堅向力傳遞裝置為連桿或鏈條或鋼繩。
[0009] 進(jìn)一步，所述堅向位移檢測裝置為堅向位移傳感器。
[0010] 本發(fā)明還公開了一種樁周土側(cè)摩擦力檢測方法，采用上述的樁周土側(cè)摩擦力檢測 裝置進(jìn)行檢測，包括以下步驟：
[0011] S1、在待測地通過鉆孔機鉆設(shè)所述測試孔，將組裝好的所述加載筒堅向放入所述 測試孔內(nèi)預(yù)設(shè)的位置；
[0012] S2、所述支架、數(shù)據(jù)采集處理控制器、動力提供裝置、堅向位移檢測裝置和堅向力 加載裝置一一安裝到所述測試孔附近的地面上，通過堅向力傳遞裝置連接所述堅向力加載 裝置和加載筒，所述堅向位移檢測裝置連接所述堅向力傳遞裝置，并連接好所述管線和線 路；
[0013] S3、所述動力值檢測或顯示裝置狀態(tài)檢查，所述堅向位移檢測裝置設(shè)置為初始狀 態(tài)；
[0014] S4、按所述加載筒在所述測試孔內(nèi)預(yù)設(shè)位置的深度計算出所述測試孔內(nèi)對應(yīng)位置 的側(cè)壓力（模擬混凝土灌注入所述測試孔內(nèi)后在不同深度對土產(chǎn)生的側(cè)壓力，即土對樁身 側(cè)面的壓力），通過所述數(shù)據(jù)采集處理控制器控制所述動力提供裝置為所述氣囊提供動力， 所述氣囊產(chǎn)生側(cè)壓力撐開所述加載筒，所述氣囊提供的側(cè)壓力與所述測試孔內(nèi)所述加載筒 所在深度位置的預(yù)設(shè)側(cè)壓力相等時，保持此時的所述氣囊提供的側(cè)壓力（即所述弧形加載 片對土的側(cè)壓力）；
[0015] S5、通過所述數(shù)據(jù)采集處理控制器控制所述動力提供裝置為所述堅向力加載裝置 提供逐漸增加的動力，驅(qū)動所述堅向力加載裝置產(chǎn)生堅向力以驅(qū)動所述加載筒與所述測試 孔的內(nèi)壁產(chǎn)生相對移動的趨勢及至移動；
[0016] S6、所述數(shù)據(jù)采集處理控制器單位時間采樣獲取所述堅向力加載裝置和所述動力 提供裝置之間的管線上的動力值檢測或顯示裝置和所述堅向位移檢測裝置在所述加載筒 移動過程中的值，形成荷載位移曲線（即Q-S曲線，其獲取方法與樁靜載試驗國家標(biāo)準(zhǔn)： 《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003相同），經(jīng)分析得到待測樁周土側(cè)摩擦力。
[0017] 進(jìn)一步，步驟S4中，所述氣囊提供的側(cè)壓力與所述測試孔內(nèi)所述加載筒所在深度 位置的預(yù)設(shè)側(cè)壓力相等時，所述數(shù)據(jù)采集處理控制器控制所述氣囊和動力提供裝置之間的 動力閥關(guān)閉，以保持此時的所述氣囊提供的側(cè)壓力，即保持弧形加載片與土之間的側(cè)壓力 恒定。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0019] 本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，模擬樁靜載試驗，其裝置及過程完全按照樁基礎(chǔ)靜載荷檢 測標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，即模擬樁的靜載荷檢測過程檢測樁周土的側(cè)摩擦力，通過直接檢測獲取 測試精度較高的數(shù)據(jù)、檢測時間短、費用較低且廣泛應(yīng)用于各種工程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明所述加載筒安裝結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明所述數(shù)據(jù)采集處理控制器控制線路圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明的Q-S曲線圖。
[0023] 附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：
[0024] 1、支架，2、堅向力傳遞裝置，3、氣囊，4、弧形加載片，5、測試孔，6、連接桿，7、堅向 位移檢測裝置，8、橫桿，9、堅向力加載裝置，10、數(shù)據(jù)采集處理控制器，11、動力提供裝置， 12、動力閥，13、動力值檢測或顯示裝置。

【具體實施方式】
[0025] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋發(fā)明，并非 用于限定發(fā)明的范圍。
[0026] 如圖1和圖2所示，一種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置，包括支架1、數(shù)據(jù)采集處理控制 器10、動力提供裝置11和堅向設(shè)置的加載筒，加載筒由至少三片弧形加載片4包圍而成， 弧形加載片4之間的通腔內(nèi)設(shè)有氣囊3,弧形加載片4的內(nèi)壁與氣囊3的外壁固定連接；在 地面鉆設(shè)測試孔5,加載筒置于測試孔5內(nèi)，支架1固定設(shè)置在加載筒上方的地面上，支架1 上固定設(shè)置有堅向力加載裝置9,堅向力加載裝置9位于加載筒正上方，堅向力加載裝置9 通過堅向力傳遞裝置2連接加載筒的頂部，在測試孔5附近的地面上固定設(shè)置有連接堅向 力傳遞裝置2的堅向位移檢測裝置7 ;堅向力加載裝置9和氣囊3分別通過管線連接動力 提供裝置11，在管線上均設(shè)有動力值檢測或顯示裝置13和動力閥12,動力閥12在管線上 的位置靠近動力提供裝置11，動力值檢測或顯示裝置13在管線上的位置靠近動力閥12且 遠(yuǎn)離動力提供裝置11 ;動力提供裝置11、動力值檢測或顯示裝置13、動力閥12和堅向位移 檢測裝置7通過線路連接數(shù)據(jù)采集處理控制器10。
[0027] 本實施例中，氣囊3為充氣氣囊，堅向力加載裝置9為氣壓千斤頂，動力提供裝置 11為氣泵，動力閥12為氣壓閥，動力值檢測或顯示裝置13為氣壓表。支架1呈梯形結(jié)構(gòu)， 堅向力加載裝置9固定設(shè)置在支架1的頂邊的中部。弧形加載片4設(shè)有四片，四片弧形加 載片4的內(nèi)壁與氣囊3的外壁通過粘接液粘接在一起。相對的兩片弧形加載片4的頂部分 別焊接有向加載筒的堅向中心線傾斜的連接桿6,連接桿6底部的形狀尺寸與對應(yīng)的弧形 加載片4的頂部相匹配，堅向力傳遞裝置2的下端與連接桿6的頂部固定連接。堅向力傳 遞裝置2為鋼繩，在鋼繩上靠近加載筒的位置固定設(shè)有一根橫桿8,堅向位移檢測裝置7為 堅向位移傳感器，其兩端分別連接橫桿8和地面。
[0028] 現(xiàn)說明利用本實施例的一種樁周土側(cè)摩擦力檢測方法，包括以下步驟：
[0029] S1、在待測地通過鉆孔機鉆設(shè)測試孔5,將組裝好的加載筒堅向放入測試孔5內(nèi)預(yù) 設(shè)的位置；
[0030] S2、支架1、數(shù)據(jù)采集處理控制器10、氣泵、堅向位移傳感器和堅向力加載裝置 9(即氣壓千斤頂）一一安裝到測試孔5附近的地面上，通過鋼繩連接堅向力加載裝置9和 加載筒，堅向位移傳感器連接鋼繩，并連接好管線和線路；
[0031] S3、動力值檢測或顯示裝置13狀態(tài)檢查，堅向位移傳感器歸零；
[0032] S4、按加載筒在測試孔5內(nèi)預(yù)設(shè)位置的深度計算出測試孔5內(nèi)對應(yīng)位置的側(cè)壓力， 通過數(shù)據(jù)采集處理控制器10控制氣泵為氣囊3 (即充氣氣囊）提供動力，氣囊3產(chǎn)生側(cè)壓 力撐開加載筒，氣囊3提供的側(cè)壓力與測試孔5內(nèi)加載筒所在深度位置的預(yù)設(shè)側(cè)壓力相等 時，保持此時的氣囊3提供的側(cè)壓力；
[0033] S5、通過數(shù)據(jù)采集處理控制器10控制氣泵為堅向力加載裝置9提供逐漸增加的動 力，驅(qū)動堅向力加載裝置9產(chǎn)生向上的堅向力以驅(qū)動加載筒與測試孔5的內(nèi)壁產(chǎn)生相對移 動的趨勢及至向上移動；
[0034] S6、如圖2和圖3所示，數(shù)據(jù)采集處理控制器10單位時間采樣獲取堅向力加載裝 置9和氣泵之間的管線上的液壓表和堅向位移檢測裝置7在加載筒向上移動過程中的值， 形成Q-S曲線，經(jīng)分析得到待測樁周土側(cè)摩擦力。
[0035] 在步驟S4中，氣囊3提供的側(cè)壓力與測試孔5內(nèi)加載筒所在深度位置的預(yù)設(shè)側(cè)壓 力相等時，數(shù)據(jù)采集處理控制器10控制氣囊3和氣泵之間的動力閥12關(guān)閉，以保持此時的 氣囊3提供的側(cè)壓力，即保持弧形加載片4與土之間的側(cè)壓力恒定。
[0036] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，例如，堅向力加載裝置還可以是氣壓千斤頂 或機械千斤頂，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置，其特征在于，包括支架（1)、數(shù)據(jù)采集處理控制器 (10)、動力提供裝置（11)和堅向設(shè)置的加載筒，所述加載筒由至少三片弧形加載片（4)包 圍而成，所述弧形加載片（4)之間的通腔內(nèi)設(shè)有氣囊（3)，所述弧形加載片（4)的內(nèi)壁與所 述氣囊（3)的外壁固定連接；在地面鉆設(shè)測試孔（5)，所述加載筒置于所述測試孔（5)內(nèi)， 所述支架（1)固定設(shè)置在所述加載筒上方的地面上，所述支架（1)上固定設(shè)置有堅向力加 載裝置（9)，所述堅向力加載裝置（9)位于所述加載筒正上方，所述堅向力加載裝置（9)通 過堅向力傳遞裝置（2)連接所述加載筒的頂部，在所述測試孔（5)附近的地面上固定設(shè)置 有連接所述堅向力傳遞裝置（2)的堅向位移檢測裝置（7);所述堅向力加載裝置（9)和氣 囊（3)分別通過管線連接所述動力提供裝置（11)，在所述管線上均設(shè)有動力值檢測或顯 示裝置（13)和動力閥（12)，所述動力閥（12)在所述管線上的位置靠近所述動力提供裝 置（11)，所述動力值檢測或顯示裝置（13)在所述管線上的位置靠近所述動力閥（12)且遠(yuǎn) 離所述動力提供裝置（11);所述動力提供裝置（11)、動力值檢測或顯示裝置（13)、動力閥 (12)和堅向位移檢測裝置（7)通過線路連接所述數(shù)據(jù)采集處理控制器（10)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置，其特征在于，所述氣囊（3)為 充氣氣囊，所述堅向力加載裝置（9)為氣壓千斤頂，所述動力提供裝置（11)為氣泵，所述動 力閥（12)為氣壓閥，所述動力值檢測或顯示裝置（13)為氣壓表。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置，其特征在于，所述弧形加載 片⑷設(shè)有四片，四片所述弧形加載片⑷的內(nèi)壁與所述氣囊⑶的外壁通過粘接液粘接 在一起。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置，其特征在于，所述堅向力傳 遞裝置（2)為連桿或鏈條或鋼繩。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的一種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置，其特征在于，所述 堅向位移檢測裝置（7)為堅向位移傳感器。
6. -種樁周土側(cè)摩擦力檢測方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1至5任一項所述的一 種樁周土側(cè)摩擦力檢測裝置進(jìn)行檢測，包括以下步驟： 51、 在待測地通過鉆孔機鉆設(shè)所述測試孔（5)，將組裝好的所述加載筒堅向放入所述測 試孔（5)內(nèi)預(yù)設(shè)的位置； 52、 所述支架（1)、數(shù)據(jù)采集處理控制器（10)、動力提供裝置（11)、堅向位移檢測裝置 (7)和堅向力加載裝置（9) 一一安裝到所述測試孔（5)附近的地面上，通過堅向力傳遞裝 置（2)連接所述堅向力加載裝置（9)和加載筒，所述堅向位移檢測裝置（7)連接所述堅向 力傳遞裝置（2)，并連接好所述管線和線路； 53、 所述動力值檢測或顯裝置（13)狀態(tài)檢查，所述堅向位移檢測裝置（7)設(shè)置為初始 狀態(tài)； 54、 按所述加載筒在所述測試孔（5)內(nèi)預(yù)設(shè)位置的深度計算出所述測試孔（5)內(nèi)對應(yīng) 位置的側(cè)壓力，通過所述數(shù)據(jù)采集處理控制器（10)控制所述動力提供裝置（11)為所述氣 囊（3)提供動力，所述氣囊（3)產(chǎn)生側(cè)壓力撐開所述加載筒，所述氣囊（3)提供的側(cè)壓力 與所述測試孔（5)內(nèi)所述加載筒所在深度位置的預(yù)設(shè)側(cè)壓力相等時，保持此時的所述氣囊 (3)的側(cè)壓力； 55、 通過所述數(shù)據(jù)采集處理控制器（10)控制所述動力提供裝置（11)為所述堅向力加 載裝置（9)提供逐漸增加的動力，驅(qū)動所述堅向力加載裝置（9)產(chǎn)生堅向力以驅(qū)動所述加 載筒與所述測試孔的內(nèi)壁產(chǎn)生相對移動的趨勢及至移動； S6、所述數(shù)據(jù)采集處理控制器（10)單位時間采樣獲取所述堅向力加載裝置（9)和所述 動力提供裝置（11)之間的管線上的動力值檢測或顯示裝置（13)和所述堅向位移檢測裝置 (7)在所述加載筒移動過程中的值，形成荷載位移曲線，所述荷載位移曲線經(jīng)分析得到待測 樁周土側(cè)摩擦力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種樁周土側(cè)摩擦力檢測方法，其特征在于，步驟S4中，所 述氣囊（3)提供的側(cè)壓力與所述測試孔（5)內(nèi)所述加載筒所在深度位置的預(yù)設(shè)側(cè)壓力相等 時，所述數(shù)據(jù)采集處理控制器（10)控制所述氣囊（3)和動力提供裝置（11)之間的動力閥 (12)關(guān)閉，以保持此時的所述氣囊（3)提供的側(cè)壓力，即保持所述弧形加載片（4)與土之間 的側(cè)壓力恒定。
【文檔編號】G01L5/00GK104111135SQ201410352347
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】楊涅 申請人:楊涅