抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置的製作方法

2023-08-06 23:32:56 1

專利名稱：抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於樁基靜載荷試驗領域，具體的說是涉及一種應用在抗壓樁的載荷 檢測的裝置。
背景技術：
隨著工業的迅速發展，承受建(構)築物上拔荷載的情況愈來愈多。工程中通過 與樁周土的摩擦力或樁端抗力來抵抗豎向壓縮荷載的樁稱為抗壓樁。抗壓樁屬於工程樁 基範疇，廣泛應用於建築工程、高聳構築物抗壓、海上碼頭平臺抗壓、各種橋梁的錨樁基礎、 大型船塢底板的樁基礎和靜荷載試樁中的錨樁基礎等。在工程建設中，抗壓樁的承載力已 成為控制工程質量的一個非常重要的技術手段。單樁承載力的準確測試對於各類建築物 基礎設計乃至上部結構的設計都起著舉足輕重的作用。在工種樁基中，抗壓樁一般能承受 200 3000KN及其以上的抗壓力，其能承受的抗拔力一般為其抗壓力的70%左右，而單樁 豎向抗壓樁靜載荷試驗是檢測單樁抗壓樁承載力最直觀、最可靠的方法。單樁靜載試驗中， 作用於樁上的荷載一般由反力裝置提供。反力裝置的易用程度直接影響著試驗的過程和結 果，常用的有堆載反力梁裝置和錨樁反力梁裝置。錨樁反力梁裝置在具體的應用中又可根 據反力錨的不同分為兩種將反力架與錨樁連接在一起提供反力的，俗稱錨樁反力梁裝置； 將幾隻螺旋鑽鑽入地下使用地錨提供反力，俗稱錨杆反力梁裝置。在千斤頂配合下，該裝置 可以將力比較均勻而緩慢地施加到樁上，能明顯改善電動油泵加載中的過衝現象，從而使 荷載量的大小比較容易控制。但是錨樁反力梁裝置，因為地錨一旦作成，地錨與反力作用點 的距離就不可變更，其安裝存在一個對中問題，如果反力作用點偏離了樁頭的中心位置，輕 者使試驗數據失真，重者會使試樁遭到破壞，且檢測成本太高。而堆載反力梁裝置更難滿足 抗壓樁載荷的檢測要求，且檢測成本太高、工期長、操作麻煩。因此現有的施加荷載的方法 和設備裝置很難或不能滿足設計、使用要求。對抗壓樁載荷檢測施加荷載的方法和設備裝 置，目前尚無一合理的方法和試驗設備裝置。

實用新型內容本實用新型的目的就在於克服上述不足提供一種抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝 置，解決了試驗數據失真或者試樁易遭到破壞的技術問題，並徹底解決的檢測配重問題。本實用新型的技術方案是一種抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，包括主傳力卡盤、承壓墊、穿過主傳力卡盤 的傳力梁和傳力梁端部設置的抗拔樁載荷試驗裝置，承壓墊上表面與主傳力卡盤下表面接 觸，承壓墊下表面與待檢測抗壓樁接觸，抗拔樁載荷試驗裝置中的千斤頂是液壓千斤頂。上述抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，所述的傳力梁對稱穿過主傳力卡盤。上述抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，所述的抗拔樁載荷試驗裝置包括液壓千斤 頂，反力裝置和試驗用橫梁，液壓千斤頂放置在試驗用橫梁上，液壓千斤頂的上表面與反力 裝置的下表面接觸，液壓千斤頂的下面設拉力滑輪，所述的反力裝置由傳力裝置和鋼絲繩構成，鋼絲繩對稱穿過傳力裝置和拉力滑輪，傳力裝置與傳力梁的端部固聯，鋼絲繩的兩端 固定在一起，在拉力滑輪的軸上設置樁繩聯結機構，樁繩聯結機構與輔樁固聯。所述「抗拔 樁載荷試驗裝置」是本申請人於2008年12月24日申請，專利申請號為200820238810. 0，實 用新型名稱為「抗拔樁載荷試驗裝置」的專利相同，只是將千斤頂改為液壓千斤頂，將錨具 改為樁繩聯結機構。專利號為200820238810. 0的專利包括千斤頂，反力裝置和試驗用橫梁 千斤頂放置在試驗用橫梁上，千斤頂的上表面與反力裝置的下表面接觸，千斤頂的下面設 拉力滑輪，所述的反力裝置由傳力裝置和鋼絲繩構成，鋼絲繩對稱穿過反力裝置和拉力滑 輪，鋼絲繩的兩端固定在一起，在拉力滑輪的軸上設置錨固筋，所述的傳力裝置是環形盤， 環形盤中間設置支架，千斤頂的上表面與支架接觸，鋼絲繩穿過環形盤與拉力滑輪，所述的 傳力裝置還可以是萬用傳力盤，萬用傳力盤上設置有通孔，鋼絲繩穿過萬用傳力盤的通孔 與拉力滑輪，在鋼絲繩與萬用傳力盤的通孔間放置半圓形拉力輪，拉力輪上設置有凹槽，鋼 絲繩放置在凹槽內，在錨固筋上設置錨具，試驗用梁的中心點、千斤頂的上表面中心點、傳 力裝置的中心點和抗拔樁的中心點在同一軸線上。上述抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，當待檢測抗壓樁的輔樁有預留筋時，樁繩 聯結機構是錨具，錨具與輔樁固聯，上述抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，當待檢測抗壓樁的輔樁是沒有預留筋即素 混凝土樁時，樁繩聯結機構是設置在待檢測樁輔樁內的結構膠及與結構膠連為一體的第二 截鋼絲繩，第二節鋼絲繩與拉力滑輪軸固聯，即在素混凝土輔樁中心鑽孔，在鑽的孔內灌注 結構膠，將第二截鋼絲繩的一端植入結構膠內使鋼絲繩與素混凝土輔樁結合為一體，另一 端與滑輪軸固聯，操作工藝與建築加固工程中的植筋工藝相同，只是將植筋工藝中的鋼筋 換成本申請中的第二截鋼絲繩便可。上述抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，試驗用梁的中心點、液壓千斤頂的上表面 中心點、傳力裝置的中心點和輔樁的中心點在同一軸線上。主傳力卡盤的中心點、承壓墊的中心點和待檢測抗壓樁的中心點在同一軸線上。上述抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，所述的液壓千斤頂是帶有總液壓控制平衡 油箱的聯運壓力檢測系統的液壓千斤頂。本實用新型抗壓樁載荷檢測裝置結構簡單，使用方便，能夠滿足抗壓樁豎向靜荷 載試驗的要求。使用該檢測裝置可以通過待檢測抗壓樁周圍輔樁均勻受到的上拔荷載，得 以準確測得抗壓樁的各力學參數。該試驗方法是將樁繩聯結機構與抗壓樁周圍的輔樁固定 在一起，液壓千斤頂牢固的放在試驗用橫梁上，液壓千斤頂的上表面頂住傳力裝置的下表 面，這樣液壓千斤頂上的力通過傳力裝置傳到鋼絲繩上，再通過鋼絲繩傳遞到對應的輔樁 上，起初階段，鋼絲繩隨著各個著力點的逐漸受力而逐漸被拉緊，由於是一根鋼絲繩穿過萬 用傳力盤的通孔與拉力絞輪，由於是採用了聯動壓力檢測液壓千斤頂系統，因此，在千斤頂 頂升的過程中，每個輔樁開始均勻受到上拔力，必要時還可以調節每個輔樁上的千斤頂的 頂升力，使傳力型鋼梁的合力作用與主傳力盤的中心保持不變。因為在檢測過程中，液壓千 斤頂通過油管與控制系統連接，通過控制系統能夠精確地同步操作液壓千斤頂，因此，通過 對輔樁施加拉力而使抗壓樁達到所能承受的最大承壓載荷。本實用新型檢測裝置結構簡 單，使用方便，能夠滿足抗壓樁荷載檢測的要求，該檢測裝置的使用使得檢測抗壓樁工藝簡 單，待檢測抗壓樁的各力學參數準確，由於通過多個輔樁來檢測抗壓樁，待檢測抗壓樁不會遭到破壞，並徹底取消了傳統配重、堆載的繁重功效。抗壓樁全自動液壓載荷檢測方法及其 裝置適用於建築工程、高聳構築物、海上碼頭平臺、各種橋梁的錨樁基礎、大型船塢底板的 樁基礎和靜荷載檢測樁中的錨樁基礎等。

圖1是抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置的結構示意圖；圖2是圖1主傳力卡盤的A-A剖面放大示意圖；圖3是本實用新型中所用的抗拔樁載荷試驗裝置的結構示意圖；圖4是圖3傳力裝置的結構示意圖；圖5是本實用新型中所用的抗拔樁載荷試驗裝置的另一種結構；圖6是圖5中傳力裝置的結構示意力圖。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示的一種抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置， 包括主傳力卡盤13、承壓墊14、穿過主傳力卡盤的傳力梁12和傳力梁端部設置的抗拔樁載 荷試驗裝置15，承壓墊14上表面與主傳力卡盤13接觸下表面與待檢測抗壓樁17接觸，抗 拔樁載荷試驗裝置中的千斤頂是4帶有總液壓控制平衡油箱的聯動壓力檢測系統的液壓 千斤頂，本實用新型中最佳的結構是傳力梁12對稱穿過主傳力卡盤13，主傳力盤是帶底的 環狀盤，在盤環上對稱設置有卡孔16，多個傳力梁穿過盤環上的卡孔後在主傳力盤的中心 固定，焊接或者用螺栓固定均可實現本實用新型的目的。本實用新型中傳力梁可以不對稱穿過主傳力卡盤，交叉點在傳力盤的中心位置便 可；優選結構是傳力梁對稱穿過主傳力卡盤；只要滿足各傳力梁上的合力通過主傳力卡盤 且與抗壓樁的壓力在同一直線上便可實現本實用新型的目的。本實用新型中所用的抗拔樁載荷試驗裝置是本申請人於2008年12月24日申請， 專利申請號為200820238810.0，發明名稱為「抗拔樁載荷試驗裝置」的專利相同，只是將千 斤頂改為液壓千斤頂，將錨具改為樁繩聯結機構，樁繩聯結機構與輔樁固聯。本實用新型中所用的抗拔樁載荷試驗裝置如圖3和圖4所示包括液壓千斤頂4，反 力裝置和試驗用橫梁5，液壓千斤頂放置在試驗用橫梁5上，液壓千斤頂4的上表面與反力 裝置的下表面接觸，在液壓千斤頂的下面設置有拉力滑輪6，所述的反力裝置由傳力裝置和 鋼絲繩3構成，一根鋼絲繩穿過反力裝置和拉力滑輪6上，鋼絲繩在反力裝置上對稱穿過， 鋼絲繩的兩端固定，在拉力滑輪6的軸上設置錨固筋7，所述的傳力裝置是環形盤10，環形 盤中間設置支架11，千斤頂的上表面與支架11接觸，鋼絲繩穿過環形盤10與拉力滑輪6， 在錨固筋7上設置樁繩聯結機構9，環形盤10與傳力梁12的端部固聯。本實用新型中所用的抗拔樁載荷試驗裝置如圖5和圖6所示，液壓千斤頂放置在 試驗用橫梁5上，液壓千斤頂4的上表面與反力裝置的下表面接觸，液壓千斤頂的下面設置 拉力滑輪，所述的反力裝置由傳力裝置和鋼絲繩3構成，傳力裝置是萬用傳力盤2，萬傳力 盤上設置有通孔8，一根鋼絲繩穿過萬用傳力盤的通孔8與拉力滑輪6，鋼絲繩在萬用傳力 盤上對稱穿過，在拉力滑輪6的軸上設置錨固筋7，在鋼絲繩與萬用傳力盤的通孔間放置半 圓形拉力輪1，拉力輪1上設置有凹槽，鋼絲繩放置在凹槽內，在錨固筋上設置樁繩聯結機構9，萬用傳力盤2與傳力梁12的端部固聯，鋼絲繩穿過相鄰兩通孔與拉力絞輪上，鋼絲繩 在萬用傳力盤上對稱穿過。如圖7、圖8、圖9和圖10所示本實用新型中「抗拔樁載荷試驗裝置」還可以是本 申請人:2009年1月14日申請，申請號為200910064071. 7，發明名稱為「大直徑抗拔樁載荷 試驗方法及其裝置」的載荷試驗裝置相同，只是將千斤頂改為液壓千斤頂，將錨具改為樁繩 聯結機構。200910064071. 7發明中的裝置包括千斤頂，反力裝置和試驗用橫梁，千斤頂放 置在試驗用橫梁上，千斤頂的上表面與反力裝置的下表面接觸，千斤頂的下面設拉力滑輪， 所述的反力裝置由萬用傳力盤和一根鋼絲繩構成，鋼絲繩穿繞在萬用傳力盤和拉力滑輪之 間，鋼絲繩在萬用傳力盤上對稱穿過，將鋼絲繩的兩端固定在一起，在拉力滑輪的軸上設置 錨固筋，其特徵是所述的萬用傳力盤是環形盤，環形盤中間設置支架，千斤頂的上表面與 支架接觸，鋼絲繩穿繞在環形盤和拉力滑輪之間，環形盤的上端邊緣呈弧形。本實用新型最佳的結構是主傳力卡盤的中心點、承壓墊的中心點和待檢測抗壓樁 的中心點在同一軸線上，所用的抗拔樁載荷試驗裝置的試驗用梁的中心點、液壓千斤頂的 上表面中心點、傳力裝置的中心點和輔樁的中心點在同一軸線上，能夠使測出的數據更加 精確。本實用新型中所用的抗拔樁載荷試驗裝置還可以根據不同的抗拔樁，鋼絲繩的穿 過方法不同，可以穿過相鄰兩通孔也可以在不相鄰的兩通孔間穿過，只要在萬用傳力盤上 對稱都能實現測試的目的。本實用新型中當待檢測抗壓樁的輔樁有預留筋時，樁繩聯結機構是錨具，錨具與 輔樁固聯，當待檢測抗壓樁的輔樁是沒有預留筋即素混凝土樁時，樁繩聯結機構是設置在 待檢測樁輔樁內的結構膠及與結構膠連為一體的第二截鋼絲繩，第二節鋼絲繩與拉力滑輪 軸固聯，即在素混凝土輔樁上鑽孔，在鑽的孔內灌注結構膠，將第二截鋼絲繩的一端植入結 構膠內使鋼絲繩與素混凝土輔樁結合為一體，第二截鋼絲繩的另一端與滑輪軸固聯。還可 以是一小截鋼筋，鋼筋的一端按植筋工藝植入素混凝土輔樁中，另一端與滑輪軸固聯，也可 以實現本實用新型的目的。本實用新型的工作原理如下本實用新型採用槓桿原理建立了力學平衡方程，通 過聯動液壓千斤頂自動控制系統(總液壓控制平衡油箱)，實現傳力梁的平衡狀態，即，各 個傳力梁端通過抗拔樁載荷試驗裝置對輔助樁施加的拉力，在通過傳力梁使其合力的作用 點在主傳力卡盤中心位置上，且保持在一定(小的)範圍內不變化，達到對試驗樁施加試驗 載荷，在通過抗拔樁檢測裝置的檢測系統完成對試驗樁的力學參數的檢測。通過此方法和 裝置，確保了檢測的準確性，徹底解決了傳統抗壓樁檢測配重、堆載的繁重工作，大大提高 了檢測工期。本實用新型通過初步實驗，還針對不同種類不同載荷級別的抗壓樁，分別進行了 樁繩聯結機構的處理，其樁繩聯結機構在滿足功能的前提下各具特色，特別地，對素混凝土 (或CFG)樁的錨具做了科學簡約處理，其處理方法和技術分析如下1)在現行的植筋加固方法的基礎上，研發、創新了植入鋼絲繩的方法，即採用植筋 工藝，並將箍筋換成鋼絲繩，錨固鋼絲繩能夠達到設計承載力。2)依據素混凝土和CFG樁身的抗拉性能(抗拉強度=kN/m2)，結合目前常用的 素混凝土和CRi樁複合地基的設計承載能力(單樁承載力=250kN和複合地基承載力=300kN/m2)。因此，只要3 6個素混凝土和CRi樁身的抗拉能力能夠大於複合地基極限承 載力，而且3 6個鋼絲繩的抗拉能力也能夠大於複合地基極限承載力，則此錨具簡約化可 行。3)計算分析a.鋼絲繩的抗拉承載力Fg 直徑按20 25mm，一般情況；單根鋼絲繩的承載力fg = 100 150kN，則Fg= 6*150 = 900kN ；b.素混凝土(C20)和CFG (C20)樁身的抗拉承載力Fc 樁直徑按300mm 計，則，A = 0. 32*3· 1415/4 = 0. 0707m2，一般情況素混凝土(C20)的抗拉強度標準值為1540kN/m2則F。= A* 1540 = 0. 0707*1540 = 108.9kNc. 一般情況下，複合地基的承載力要求300kN/m2。貝Ij 複合地基的極限承載力為Fd = 2*300kN/m2 = 600kN。綜上所述Fg、Fc均遠大於Fd。即均滿足要求。
權利要求一種抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，其特徵在於包括主傳力卡盤、承壓墊、穿過主傳力卡盤的傳力梁和傳力梁端部設置的抗拔樁載荷試驗裝置，承壓墊上表面與主傳力卡盤下表面接觸，承壓墊下表面與待檢測抗壓樁接觸，抗拔樁載荷試驗裝置中的千斤頂是液壓千斤頂。
2.根據權利要求1所述的抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，其特徵在於所述的傳力 梁對稱穿過主傳力卡盤。
3.根據權利要求2所述的抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，其特徵在於所述的抗拔 樁載荷試驗裝置包括液壓千斤頂，反力裝置和試驗用橫梁，液壓千斤頂放置在試驗用橫梁 上，液壓千斤頂的上表面與反力裝置的下表面接觸，液壓千斤頂的下面設拉力滑輪，所述的 反力裝置由傳力裝置和鋼絲繩構成，傳力裝置與傳力梁的端部固聯，鋼絲繩對稱穿過傳力 裝置和拉力滑輪，鋼絲繩的兩端固定在一起，在拉力滑輪的軸上設置樁繩聯結機構，樁繩聯 結機構與輔樁固聯。
4.根據權利要求3所述的抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，其特徵在於所述的樁繩 聯結機構是錨具，錨具與輔樁固聯。
5.根據權利要求3所述的抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，其特徵在於所述的樁繩 聯結機構是設置在待檢測樁輔樁內的結構膠及與結構膠連為一體的第二截鋼絲繩，第二節 鋼絲繩與拉力滑輪軸固聯。
6.根據權利要求4或5所述的抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，其特徵在於試驗用 梁的中心點、液壓千斤頂的上表面中心點、傳力裝置的中心點和輔樁的中心點在同一軸線 上。
7.根據權利要求6所述的抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，其特徵在於主傳力卡盤 的中心點、承壓墊的中心點和待檢測抗壓樁的中心點在同一軸線上.
8.根據權利要求7所述的抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，其特徵在於所述的液壓 千斤頂是帶有總液壓控制平衡油箱的聯運壓力檢測系統的液壓千斤頂。
專利摘要本實用新型公開一種抗壓樁全自動液壓載荷檢測裝置，包括主傳力卡盤、承壓墊、穿過主傳力卡盤的傳力梁和傳力梁端部設置的抗拔樁載荷試驗裝置，承壓墊上表面與主傳力卡盤下表面接觸，承壓墊下表面與待檢測抗壓樁接觸，抗拔樁載荷試驗裝置中的千斤頂是液壓千斤頂。本實用新型抗壓樁載荷檢測裝置結構簡單，使用方便，能夠滿足抗壓樁豎向靜荷載試驗的要求。使用該檢測裝置可以通過待檢測抗壓樁周圍輔樁均勻受到的上拔荷載，通過對輔樁施加拉力而使抗壓樁達到所能承受的最大承壓載荷，該檢測裝置的使用使得檢測抗壓樁工藝簡單，待檢測抗壓樁的各力學參數準確。
文檔編號E02D33/00GK201730118SQ20102020543
公開日2011年2月2日 申請日期2010年5月27日 優先權日2010年5月27日
發明者侯鵬宇, 關喜才, 吳姜軍, 張霞, 曹慶玉, 李剛, 王躍力, 暢軍, 趙剛, 魏憲田 申請人:關喜才