一种大直径管桩与承台基础连接的静载试验装置、监测方法及应用

1.一种大直径管桩与承台基础连接的静载试验装置，包括由下至上依次连接的大直径管桩（1）、荷载单元和承台（3），其特征在于，所述荷载单元或大直径管桩（1）连接有至少一个竖向贯穿至承台（3）上方的位移杆（13），其中，所述大直径管桩（1）的管顶内侧设置有与管口齐平的钢筋笼（5），该钢筋笼（5）底部连接有边缘包裹橡胶套管（53）的第一钢板（55）以形成上下层密封，且钢筋笼（5）上安装有多个震动传感器（52），所述钢筋笼（5）进行灌芯构成填充体（51），所述大直径管桩（1）的外侧壁还开槽内嵌安装有多个光纤光栅传感器（41）。

2.根据权利要求1所述的静载试验装置，其特征在于，所述荷载单元包括至少一个荷载箱（25）及分别水平连接于荷载箱（25）两端的大托板（21）和小托板（26）。

3.根据权利要求2所述的静载试验装置，其特征在于，所述荷载箱（25）设置有三个，且呈正三角状布设，所述小托板（26）呈八边加肋圆形构造，其底面与大直径管桩（1）的顶面相适配，所述大托板（21）呈八边加肋方形构造，其底面连接于三个荷载箱（25）的顶面，且大托板（21）的顶面与承台（3）的底面连接。

4.根据权利要求3所述的静载试验装置，其特征在于，所述小托板（26）由相平行的两个圆托板及竖向连接两者的八个直肋板构成，所述大托板（21）由相平行的上托板、下托板及竖向连接两者的八个斜肋板构成。

5.根据权利要求3所述的静载试验装置，其特征在于，所述位移杆（13）共设置有四个，且均匀连接在小托板（26）上，四个所述位移杆（13）环绕布设于三个荷载箱（25）的外侧，且所述承台（3）和大托板（21）上贯穿有四个保护套管（14），以提供空间供所述位移杆（13）移动。

6.根据权利要求1所述的静载试验装置，其特征在于，还包括有设置于承台（3）上方的基准梁（12），所述基准梁（12）上设置有与位移杆（13）数量相适配的位移计（11），承台（3）的底面还连接有若干提供反力的钻孔灌注桩（2），所述大直径管桩（1）的管口外侧壁上包裹安装有抱箍（23），且大直径管桩（1）的外侧壁均匀开槽安装有光纤光栅传感器（41）和热成像传感器（42）。

7.根据权利要求1所述的静载试验装置，其特征在于，所述钢筋笼（5）由多根水平环向箍筋（54）与多根竖向u型钢筋（56）连接组成笼状结构，且震动传感器（52）对称布设于水平环向箍筋（54）上。

8.根据权利要求1所述的静载试验装置，其特征在于，所述大直径管桩（1）、承台（3）和荷载单元由下至上依次连接，且位移杆（13）一端连接所述大直径管桩（1），另一端连接所述荷载单元。

9.根据权利要求6所述的静载试验装置进行监测的方法，其特征在于，以所述静载试验装置作为高铁桥梁的桩基基础，使用震动传感器（52）监测高铁运行过程中大直径管桩（1）桩头的动力特性，使用光纤光栅传感器（41）监测高铁运行过程中大直径管桩（1）桩身内力的变化，使用热成像传感器（42）监测大直径管桩（1）在侵蚀环境中的腐蚀状态。

10.一种静载试验装置作为桩基基础在高铁桥梁中的应用，其特征在于，该静载试验装置具体为权利要求5所述的静载试验装置，所述应用还包括通过保护套管（14）向大直径管桩（1）的桩头注入高聚物材料后反应膨胀并固化，被土层（33）包围的荷载单元和大直径管桩（1）周边分别形成高聚物材料反应物层（31）和高聚物-土固化体（32）。