桩基静载检测新型可拆卸式锚固装置及其检测方法研究与应用

作     者：鲁豪豪 

作者单位：郑州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李静斌

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 081401[工学-岩土工程] 0814[工学-土木工程] 

主      题：桩基检测 静载试验 可拆卸式 锚固装置 数值模拟 

摘      要：本文主要研究了一种桩基静载检测新型可拆卸式锚固装置及其检测方法。首先研究开发了一种适用于预制管桩的可拆卸式新型锚固装置,采用数值模拟方法,对该新型锚固装置按照初定设计尺寸进行精细化有限元建模及分析。在此基础上,对该装置进行加工制作,通过实际工程测桩检验,验证该装置的易用性及可靠性。针对在实际应用中发现的问题,进一步采用数值模拟方法对该装置的关键设计参数进行了优化。具体工作如下:(1)介绍国内外桩基检测方法的历史与发展,整理归纳国内外桩基检测静载试验方法及试验装置研究及应用现状。(2)针对静载试验中焊接锚桩法存在的一些不足之处,研究开发出一种适用于预制管桩的可拆卸式新型锚固装置。介绍该锚固装置的设计思路、操作方法。对该锚固装置进行试设计,初步确定了主要设计参数的取值范围:半圆环板厚度t可取18mm、20mm、25mm,半圆环形锚固夹具底板厚度t可取18mm、20mm、25mm,肋板厚度t可取12mm、14mm、16mm,抗拉锚箱顶板和底板厚度t可取16mm、18mm、20mm,抗拉锚箱腹板厚度t可取10mm、12mm、14mm。(3)应用有限元软件ABAQUS,建立试设计锚固装置有限元模型,进行静力极限承载力分析,根据分析结果,最终确定:半圆环板厚度t为20mm,半圆环形锚固夹具底板厚度t为20mm,肋板厚度t为14mm,抗拉锚箱顶板和底板厚度t为16mm,抗拉锚箱腹板厚度t为10mm。按照以上尺寸,进行锚固装置加工制作。(4)通过该锚固装置在实际桩基静载检测工程中的应用,验证了该新型锚固装置的可靠性,与传统焊接锚桩检测方法相比,该锚固装置及检测方法在进行检测时无需对管桩桩头进行处理,也无需进行焊接作业,具有操作简便快捷、省时省力以及可重复使用等优点。且针对实际应用中发现的一些问题,对新型锚固装置进一步开展优化设计。通过对锚固装置的减重,使其更加便于检测人员的实际安装操作。优化设计主要针对下部半圆环形锚固夹具进行。通过优化,该锚固装置的重量降低了29.4%,使其在实际桩基检测中更加易用。