一種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置及安裝方法

2023-06-01 22:30:06

專利名稱：一種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置及安裝方法
技術領域：
本發明涉及建築樁基靜載試驗裝置及安裝方法技術領域。
背景技術：
樁基靜載試驗是樁基質量檢測的重要內容之一。所謂樁基靜載試驗，是指按樁的 使用功能，分別在樁頂逐級施加軸向壓力、軸向上拔力或在樁基承臺底面標高一致處施加 水平力，觀測樁的相應檢測點隨時間產生的沉降、上拔位移或水平位移，根據荷載與位移的 關係(即Q S曲線)判定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平 承載力的試驗方法。現有的樁基靜載試驗通常需搭建堆重平臺即反力裝置底座，將千斤頂設置於反力 裝置底座與樁頂之間，在反力裝置底座上放置砂袋、砼預製塊等配重物進行試驗。而反力裝 置底座都是採用大型型鋼組接而成。隨著高層建築，特別是超高層建築的大量興建，靜載試 驗所測承載力噸位也越來越大，需搭建的反力裝置底座也越來越大。面對大量數千噸量級 的樁基靜載試驗項目，在反力裝置底座上放置砂袋、砼預製塊等配重物的傳統做法，目前在 技術上實現的困難越來越大。首先是搭建的反力裝置底座龐大笨重，不僅造價高，強度難以 達到要求，變形問題難以解決，而且要將龐大笨重的反力裝置底座或者構建反力裝置底座 的大型構件搬移到建築工地十分困難，搬運成本高且不安全。其次，製作配重物的材料消耗 大，浪費資源，配重物的裝載和運輸成本也很高。此外，加載反力裝置結構性能及由此產生 的不可控因素給試驗帶來了較大的安全隱患。

發明內容
本發明的目的是解決現有技術的不足，提供一種搭建堆重平臺的構件便於製作、 運輸，可在建築工地現場組裝搭建堆重平臺、結構簡單、安全、製作成本低的大噸位樁基靜 載試驗壓重平臺反力裝置。本發明還提供這種反力裝置的安裝方法。本發明的目的是通過如下技術方案實現的一種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置，該反力裝置由帶邊框的矩形體鋼混 承重臺板交錯堆疊形成倒金字塔形階梯式壓重平臺反力裝置底座；在每塊鋼混承重臺板中 心製作有一沉頭鎖孔，每塊鋼混承重臺板的四個角均為四分之一沉頭鎖孔，四塊鋼混承重 臺板的四角拼合共同形成一沉頭鎖孔；水平方向相鄰的鋼混承重臺板之間通過鎖扣限位聯 結，垂直方向相鄰的鋼混承重臺板之間通過沉頭鎖孔用螺栓固定或鋼索錨固，將交錯堆疊 的鋼混承重臺板聯結形成剛性組合結構的壓重平臺反力裝置底座。本發明在階梯式壓重平臺反力裝置底座底部設置有從內至外依次升高的階梯形 靜態承重支座。一種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置的安裝方法，其安裝工藝步驟是①將要安裝靜態承重支座的地基處理平整；②依次安裝靜態承重支座；
③用矩形體鋼混承重臺板交錯堆疊拼裝成倒金字塔形階梯式壓重平臺反力裝置 底座，將水平方向相鄰的鋼混承重臺板之間用鎖扣限位聯結，垂直方向相鄰的鋼混承重臺 板之間通過沉頭鎖孔用螺栓固定或鋼索錨固；④另外配置長方體配重箱，將長方體配重箱交錯堆疊於壓重平臺反力裝置底座上 形成壓重平臺反力裝置配重體。本發明配重箱的長度與鋼混承重臺板邊長一致，寬度為長度的二分之一。組成配 重體的組件長方體配重箱每一層由內向外交錯對稱排布，層與層之間排布旋轉90°交錯疊 壓。配重箱內裝載的配重物料為固體配重物或液體配重物。本發明採用矩形體鋼混承重臺板組合構建堆重平臺的結構形式，零散的矩形體鋼 混承重臺板便於運輸搬運，現場組合搭建堆重平臺也十分方便，既解決了運輸大型堆重平 臺或大型型鋼構建的困難，也解決了採用大型型鋼現場製作和拆卸巨型堆重平臺施工的困 難、工期的漫長和成本的高昂，也解決了大型鋼構堆重平臺強度及變形的問題。相鄰的鋼混 承重臺板之間橫向通過鎖扣限位聯結，縱向通過螺栓固定或鋼索錨固構成了剛性組合體， 結合所設置的靜態承重支座的扶持作用，可有效解決不可控因素對檢測安全產生的潛在威 脅。採用配重箱直接在工地現場裝載建築垃圾、泥土等配重物構成配重體，降低了配重物的 裝載和運輸成本、來源及砂料損耗浪費。本發明的裝置可就地利用配重物、現場快速拼裝連 接，鋼混承重臺板、配重箱等可以多次反覆使用，從而可以大幅度節約試驗成本，提高工作 效率。本發明的安裝方法簡便安全，易於實施。下面結合說明書附圖進一步闡述本發明內容。


圖1是鋼混承重臺板結構示意圖；圖2是圖1俯視圖；圖3是本發明結構示意圖；圖4是圖3俯視圖；圖5是本發明用於試驗狀態示意圖；圖6是圖5俯視圖；圖7是配重箱結構示意圖；圖8是圖7的俯視圖。
具體實施例方式本發明由圖1、圖2所示的帶邊框Ia的矩形體鋼混承重臺板1交錯堆疊形成圖3、 圖4所示的倒金字塔形階梯式壓重平臺反力裝置底座2。在每塊鋼混承重臺板1中心製作有 一沉頭鎖孔3，每塊鋼混承重臺板1的四個角均為四分之一沉頭鎖孔，四塊鋼混承重臺板的 四角拼合共同形成一沉頭鎖孔。水平方向相鄰的鋼混承重臺板之間通過鎖扣4限位聯結， 垂直方向相鄰的鋼混承重臺板之間通過沉頭鎖孔用螺栓固定或鋼索錨固，將交錯堆疊的鋼 混承重臺板聯結形成剛性組合結構的壓重平臺反力裝置底座2。鋼混承重臺板可以利用成 熟的鋼混結構構件製作工藝技術製作。
安裝本發明裝置進行大噸位樁基靜載試驗時，如圖5、圖6所示，將要安裝靜態承 重支座6的地基處理平整後，從內向外依次安裝逐級升高的階梯形靜態承重支座6。然後用 矩形體鋼混承重臺板1交錯堆疊拼裝成倒金字塔形階梯式壓重平臺反力裝置底座2，將水 平方向相鄰的鋼混承重臺板之間用鎖扣4限位聯結，垂直方向相鄰的鋼混承重臺板之間通 過沉頭鎖孔用螺栓固定或鋼索錨固。每一級支座對應輔助支撐位於其上方的一級底座，以 提高本發明試驗時的安全性。在壓重平臺反力裝置底座2底部設置千斤頂5，樁頂位於千斤 頂底部。然後，在壓重平臺反力裝置底座2上交錯堆疊如圖7、圖8所示的長方體配重箱7 形成壓重平臺反力裝置配重體8。配重箱採用成熟的金屬形材加工技術、鉚焊技術、塗裝技 術製作。在建築工地現場取用建築垃圾或泥土或碎石或灌注水裝填入配重箱內，既降低了 配重物料的運輸成本，又解決了配重物料來源及砂料損耗浪費等問題。配重箱每一層由內 向外交錯對稱排布，層與層之間排布旋轉90°交錯疊壓，使得交錯堆疊的長方體型配重箱 利用自身重力在層與層之間產生的巨大摩擦力形成整體組合結構。配重箱長度一般與鋼混 承重臺板1邊長一致，寬度為長度的二分之一，高度由運輸工具大小和配重箱裝載荷重大 小優化計算確定。這種幾何尺寸設置，可方便形成與鋼混承重臺板組合形成的壓重平臺反 力裝置底座的交錯壓縫堆砌結構。配重體通過吊裝配重箱交錯堆疊形成整體組合結構，既 提高了工作速度和效率，也降低了檢測工作的安全隱患。本發明靜態承重支座地基處理方法可以採用中華人民共和國行業標準《建築地基 處理技術規程》(JGJ 79)規定的方法，要求處理後的地基承載力每平方米應大於反力裝置 每平方米最大加載量的1. 2-2. 5倍。靜態承重支座安裝方法根據試驗採用直接壓重加載或 錨壓聯合加載，可分別採用不固定式排列安裝方法和固定式排列安裝方法。壓重平臺反力 裝置底座2拼裝方法採用由下往上逐層疊壓拼合安裝。配重體8拼裝方法採用由下往上逐 層疊壓拼合安放。實施例一某建築工程需要進行5000噸樁基靜載試驗，要求用鋼混承重臺板構成壓重平臺 反力裝置。採用現有技術製作鋼混承重臺板，鋼混承重臺板幾何尺寸(長X寬X厚)為 4X4X0. 5 (m3)，採用工子鋼構成鋼混承重臺板邊框和由中心沉頭鎖孔向外輻射的承重板 筋，焊接加工成型後輔以增強鋼筋，澆灌高強度商品混凝土並養護定型。採用現有技術製作配重箱7和靜態承重支座6 根據鋼混承重臺板幾何尺寸，配套 的配重箱外形幾何尺寸(長χ寬χ高)也設定為4X2X4 (m3)，採用T型鋼構成配重箱框 架，採用5mm厚加筋鋼板與框架焊接構成配重箱前後左右四面及底面，防鏽塗裝後形成配 重箱成品；配套的靜態承重支座根據鋼混承重臺板幾何尺寸，最內圈10個支座(長X寬) 為IX l(m2)，高度根據千斤頂最小高度和樁基突出地面高度確定為1.5m，最內圈以外各圈 支座(長X寬)為2X2 (m2)，高度根據最內圈靜態承重支座高度逐圈增加0. 5m，採用T型 鋼構成靜態承重支座框架，輔以斜支撐T型鋼構件增強承重能力，採用5mm厚加筋鋼板與靜 態承重支座上下兩面焊接構成承重和支撐面，防鏽塗裝後形成靜態承重支座成品。安裝方法如下(1)靜態承重支座地基處理。可以根據工地現場不同情況，按照中華人民共和國行 業標準《建築地基處理技術規程》(JGJ 79)規定的方法或多種方法組合進行處理，根據樁基靜載試驗噸位(5000噸)和壓重平臺反力裝置設計面積(400m2)要求達到20T/m2不產生沉 降變形。(2)靜態承重支座安裝。根據承重平臺反力裝置結構，在經過處理的平整地基上， 由內向外、從矮到高順序圍排安放承重支座，形成四面看臺型凹形支座陣列。(3)壓重平臺反力裝置底座拼裝。採用由下往上逐層疊壓拼合安裝，每一層鋼混承 重臺板水平方向上通過鎖扣限位固定，最後在垂直方向上通過沉頭鎖孔用螺栓固定或鋼索 錨固。要求在千斤頂加壓工作前，壓重平臺向下傳遞的重力由靜態承重支座均應承擔。(4)配重箱裝載配重物。根據工地現場條件，可以用人工或機械裝載固體配重物 (建築垃圾、泥土、碎石)或液體配重物(水)。(5)配重體拼裝。採用由下往上逐層疊壓拼合安放，每一層配重箱由內向外壓縫順 序排列，層與層之間排布旋轉90°交錯疊壓，通過交錯堆疊的配重箱利用自身重力在層與 層之間產生的巨大摩擦力形成整體組合結構。根據樁基靜載試驗噸位(5000噸)和配重箱比重(設配重物比重為1. 5)，按照中 華人民共和國行業標準《建築基樁檢測技術規程》(JGJ 106)，本例試驗需要55個鋼混承重 平臺和250個配重箱。實施例二 某建築工程需要進行7000噸樁基靜載試驗，要求用鋼混承重臺板構成壓重平臺 反力裝置。裝置製作與實施例一相同。安裝方法如下(1)靜態承重支座地基處理。可以根據工地現場不同情況，按照中華人民共和國行 業標準《建築地基處理技術規程》(JGJ 79)規定的方法或多種方法組合進行處理，根據樁基 靜載試驗噸位(7000噸)和壓重平臺反力裝置設計面積(400m2)要求達到25T/m2不產生沉 降變形。(2)靜態承重支座安裝。根據承重平臺反力裝置結構，在經過處理的平整地基上， 由內向外、從矮到高順序圍排安放承重支座，形成四面看臺型凹形支座陣列。(3)壓重平臺反力裝置底座拼裝。採用由下往上逐層疊壓拼合安裝，每一層鋼混承 重臺板水平方向上通過鎖扣限位固定，最後在垂直方向上通過沉頭鎖孔用螺栓固定或鋼索 錨固。要求在千斤頂加壓工作前，壓重平臺向下傳遞的重力由靜態承重支座均應承擔。(4)配重箱裝載配重物。根據工地現場條件，可以用人工或機械裝載固體配重物 (建築垃圾、泥土、碎石)或液體配重物(水)。(5)配重體拼裝。採用由下往上逐層疊壓拼合安放，每一層配重箱由內向外壓縫順 序排列，層與層之間排布旋轉90°交錯疊壓，通過交錯堆疊的配重箱利用自身重力在層與 層之間產生的巨大摩擦力形成整體組合結構。根據樁基靜載試驗噸位(7000噸)和配重箱比重(設配重物比重為1. 5)，按照中 華人民共和國行業標準《建築基樁檢測技術規程》(JGJ 106)，本例試驗需要55個鋼混承重 平臺和350個配重箱。實施例三某建築工程需要進行10000噸樁基靜載試驗，要求用鋼混承重臺板構成壓重平臺反力裝置或用鋼混承重臺板構成錨壓聯合反力裝置。裝置製作同實施例一。安裝方法如下(1)靜態承重支座地基處理。可以根據工地現場不同情況，按照中華人民共和國行 業標準《建築地基處理技術規程》(jgj 79)規定的方法並結合加筋ere樁處理(ere樁考慮 5m深)，根據樁基靜載試驗噸位(10000噸)和壓重平臺反力裝置設計面積(400m2)，並考慮 錨壓聯合反力裝置結構，要求達到25T/m2不產生沉降變形。CFG樁按照靜態承重支座排布 規則對應排列，並形成與靜態承重支座的安裝連接螺栓。(2)靜態承重支座安裝。根據承重平臺反力裝置結構，在經過處理的平整地基上， 由內向外、從矮到高順序圍排安裝承重支座，形成四面看臺型凹形支座陣列，靜態承重支座 要求與加筋CRi樁安裝連接螺栓牢固連結並能承載ΙΟΤ/m2的上拔力。(3)壓重平臺反力裝置底座拼裝。採用由下往上逐層疊壓拼合安裝，每一層鋼混承 重臺板水平方向上通過鎖扣限位固定，最後在垂直方向上通過沉頭鎖孔將靜態承重支座一 起用螺栓固定或鋼索錨固。要求在千斤頂加壓工作前，壓重平臺向下傳遞的重力由靜態承 重支座均應承擔且當千斤頂工作時栓固或錨固連接部位要能承擔對應的靜態承重支座可 能產生的巨大向下作用力。(4)配重箱裝載配重物。根據工地現場條件，可以用人工或機械裝載固體配重物 (建築垃圾、泥土、碎石)或液體配重物(水)。(5)配重體拼裝。採用由下往上逐層疊壓拼合安放，每一層配重箱由內向外壓縫順 序排列，層與層之間排布旋轉90°交錯疊壓，通過交錯堆疊的配重箱利用自身重力在層與 層之間產生的巨大摩擦力形成整體組合結構。根據樁基靜載試驗噸位(10000噸)和配重箱比重(設配重物比重為1. 5)，按照中 華人民共和國行業標準《建築基樁檢測技術規程》(JGJ 106)，本例試驗需要55個鋼混承重 平臺和350個配重箱。
權利要求
一種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置，其特徵在於，該反力裝置由帶有邊框(1a)的矩形體鋼混承重臺板(1)交錯堆疊形成倒金字塔形階梯式壓重平臺反力裝置底座(2)；在每塊鋼混承重臺板(1)中心製作有一沉頭鎖孔(3)，每塊鋼混承重臺板(1)的四個角均為四分之一沉頭鎖孔，四塊鋼混承重臺板的四角拼合共同形成一沉頭鎖孔；水平方向相鄰的鋼混承重臺板之間通過鎖扣(4)限位聯結，垂直方向相鄰的鋼混承重臺板之間通過沉頭鎖孔用螺栓固定或鋼索錨固，將交錯堆疊的鋼混承重臺板聯結形成剛性組合結構的壓重平臺反力裝置底座(2)。
2.根據權利要求1所述的一種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置，其特徵在於， 在階梯式壓重平臺反力裝置底座(2)底部設置有從內至外依次升高的階梯形靜態承重支 座(6)。
3.—種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置的安裝方法，其特徵在於，其安裝工藝 步驟是①將要安裝靜態承重支座(6)的地基處理平整；②依次安裝靜態承重支座(6)；③用矩形體鋼混承重臺板(1)交錯堆疊拼裝成倒金字塔形階梯式壓重平臺反力裝置 底座(2)，將水平方向相鄰的鋼混承重臺板之間用鎖扣(4)限位聯結，垂直方向相鄰的鋼混 承重臺板之間通過沉頭鎖孔用螺栓固定或鋼索錨固；④另外配置長方體配重箱(7)，將長方體配重箱(7)交錯堆疊於壓重平臺反力裝置底 座(2)上形成壓重平臺反力裝置配重體(8)。
4.根據權利要求3所述的一種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置的安裝方法，其 特徵在於，配重箱(7)的長度與鋼混承重臺板1邊長一致，寬度為長度的二分之一。
5.根據權利要求3或4所述的一種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置的安裝方 法，其特徵在於，組成配重體(4)的組件長方體配重箱(3)每一層由內向外交錯對稱排布， 層與層之間排布旋轉90°交錯疊壓。
6.根據權利要求3所述的一種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置的安裝方法，其 特徵在於，配重箱(3)內裝載的配重物料為固體配重物或液體配重物。
全文摘要
一種大噸位樁基靜載試驗壓重平臺反力裝置及安裝方法，裝置由帶有邊框(1a)的矩形體鋼混承重臺板(1)交錯堆疊形成倒金字塔形階梯式壓重平臺反力裝置底座(2)；在每塊鋼混承重臺板中心製作有一沉頭鎖孔(3)，鋼混承重臺板的四個角均為四分之一沉頭鎖孔；相鄰的鋼混承重臺板之間水平方向通過鎖扣(4)限位聯結，垂直方向通過沉頭鎖孔用螺栓固定或鋼索錨固。安裝方法是處理地基後安裝靜態承重支座，然後拼裝壓重平臺反力裝置底座，再將長方體配重箱交錯堆疊於壓重平臺反力裝置底座上形成壓重平臺反力裝置配重體。本發明搭建堆重平臺的構件便於製作、運輸，可在建築工地現場組裝搭建堆重平臺、結構簡單、安全、製作成本低，安裝方法簡便安全，易於實施。
文檔編號E02D33/00GK101985839SQ20101055083
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者劉光宗, 彭彪, 李繼榮, 楊永菊 申請人:雲南省建築科學研究院