土木工程用豎向抗壓靜載試驗大型基樁地面壓重堆載方法與流程
2024-02-28 15:11:15 2
本發明涉及一種土木工程基樁檢測時涉及到豎向抗壓靜載試驗壓重反力使用的豎向抗壓靜載試驗大型基樁人工地面壓重堆載方法。
背景技術：
目前豎向抗壓靜載試驗壓重反力主要來自1、錨拉樁、錨杆；2、人工堆載；3、利用試驗樁自身的摩阻力(自平衡荷載箱)。但由於場地條件限制，錨拉樁或錨杆不能施工，自平衡荷載箱也由於樁身摩阻力遠遠小於端承力等原因，使用也受限制。人工地面壓重堆載基本上不受場地條件和樁身自身摩阻力和端承力比例的影響，在豎向抗壓靜載試驗中廣泛採用，下面重點講述壓重堆載。
目前壓重堆載方式有砂、石、土、水袋和砂、石、土、水箱，金屬材料，混凝土預製件，條石塊石等。這些堆載方式對地基和基樁礎的承載力試驗起了重要作用。但隨著我國製造業水平的快速進步，地基和樁基礎施工機械水平的迅速提高，特別是大型機械的湧現，加之土木工程物高大化，兩者都要求地基和樁基承載力大大提高。目前的大噸位承載力檢測難度大，費用高，一些單樁承載力多數達幾百噸，上千噸。上千噸的承載力的檢測實施很少，但單樁承載力很大的工程，往往又是重要的工程，這為重要工程埋下安全隱患，也不利於國家大型樁基技術的提高。
現行檢測規範jgj106-2003《土木工程基樁檢測技術規範》3.3.7條規定：「對於端承型大直徑灌注樁，當設備或現場條件限制無法檢測單樁豎向抗壓承載力時，可採用鑽芯法測定…」從根本上說鑽芯法測定承載力是推測承載力而不是檢測承載力，是國內檢測技術現狀造成的國家規範無可奈何的規定條款。
對於端承型大直徑灌注樁為什麼會設備無法檢測單樁豎向抗壓承載力的情況呢？從本質上說，檢測設備問題並非是真正設備問題而是壓重反力問題，反力太大，實施大反力的難度就太大，危險性太大，成本太高。如果有足夠大的壓重反力，檢測設備(檢測平臺千斤頂油泵等)足以能夠勝任。所謂現場條件限制就是說無法進行錨樁(杆)施工。如果能進行錨(杆)施工，檢測設備也足以能夠勝任。當然也有個別場地狹小而無法進行大型壓重堆載的項目。
歸根到底是壓重堆載反力的發展大大落後於國家土木工程的發展和大型基樁施工技術的發展。現在壓重堆載反力的大型化上不去，不但對大型工程項目的安全埋入隱患，而且對國家大型巖土工程技術的發展起到了嚴重製約作用。
壓重堆載法能適應多種情況，適應性最廣，使用最多。為了大大降低堆載成本，壓重反力裝置很少考慮採用運輸量龐大的預製金屬材料和預製混凝土塊，更多的是考慮施工現場的現成材料如泥土，砂、石料或水等，現場有鋼筋也可用於壓重堆載。目前壓重堆載主要問題是，所有堆載都是屬於散體堆載，其特點在於：1、堆載物間沒有有效連接，堆不高，即使堆高了穩定性也差，不安全，無法檢測。2、因其安全性，堆載重量上不去。3、上面的堆載物壓下面的堆載物，堆在下面的堆載物要承受來自上面堆載物的巨大的重量，對下面堆載物承受壓力的能力要求很高。4、若下面的堆載物是泥土，砂石、塊石或是水箱(袋)等，堆高時，堆載物要橫向運動，危險性增大。若是金屬材料或混凝土預製件堆載可以實現較大噸位，國內大噸位(1000噸以上)基樁檢測壓重堆載基本上都是這兩種堆載材料實施的。但金屬材料或混凝土預製件也有很大缺點，就是運輸量太大，而且是來回往復運輸，運輸時基本是大噸位車輛，且滿載運輸，對運輸車輛損害大，對公路、橋梁造成很大負擔甚至是傷害，同時吊裝工作量也很大，運輸費吊裝費很高。施工現場運輸對施工便道要求也很高，加固施工便道很費時費力。
水箱堆載可大大減少運輸量和吊裝工作量，但堆載高度不夠高，而且上面水箱壓下面水箱，下面水箱承重要求高，必然會在水箱中增加承重支撐，水箱成本也相應提高，最底層水箱承重最大成本更高、結構更複雜。為了減小水箱成本，需對水箱進行分層製造，但水箱分層後堆載時又不方便，需要區分堆放，不能將承重要求低的水箱堆載到底層。其次，水箱長度很長，水的側壓力對水箱側壁相當不利，往往需要內拉加固，或加厚水箱壁厚度，可實施的噸位也不大，一般在1000噸左右。
因此，現有土木工程基樁檢測時涉及到豎向抗壓靜載試驗壓重反力使用的壓重堆載方法存在技術空白。急需提供一種安全、經濟、快捷且能實現1000噸以上大噸位的壓重堆載方法。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種安全、經濟、快捷且能實現1000噸以上大噸位的土木工程用豎向抗壓靜載試驗大型基樁地面壓重堆載方法。
本發明的基本構思是：針對目前豎向抗壓靜載檢測現狀，採用一種安全、經濟、快捷且能實現大噸位(1000噸以上)壓重堆載的設備和方法，對國家巖土技術經濟的發展具有十分重大意義。
本發明中所述壓重堆載空心罐柱，以下也簡稱罐柱或壓重罐柱。本發明中所述壓重堆載平臺，以下也簡稱壓重平臺。
設計原則：壓重堆載是利用施工現場材料如土、水、砂、石等實施壓重堆載，若平臺正下方有非檢測樁，就利用樁的抗拔力，從而減小壓重堆載成本，增加壓重噸位。罐柱能方便運輸，其外形尺寸需滿足運輸相關要求。
其裝置是採用罐柱狀金屬外殼，裡面可裝散體材料噸袋或水，根本上改變土箱、土袋和水箱，上下相互擠壓，受力條件差，很難堆高的弱點。罐柱頂罐壁吊耳用螺栓相互連接，罐柱底端與平臺頂鋼板用螺栓相互連接，全部罐柱構成整體，增加整體穩定性。罐柱底端加底座，小噸位可不加底座。
設計條件：大噸位基樁承載力檢測，平臺荷重大，為了增加平臺承載力，平臺面積需增大，平臺梁也增高。如1000噸主梁次梁高度之和按2米計，加上千斤頂高度、適當工作間隙和千斤墊板厚度，其總高可達3米左右。也就是說，壓重堆載平臺高3米，在3米高平臺上進行壓重堆載，重心高，平臺支墩達3米高，平臺的穩定性也降低，加之壓重堆載體呈散體狀，壓重堆載重量大大受限。
設計方法：1、支墩。針對大型基樁承載力檢測特點，對於壓重堆載平臺以下3米左右的空間，採用吊式罐柱法：即用罐柱裝滿石子、中粗砂等壓縮性較低的散體材料，作為壓重堆載平臺的支墩，罐柱主要起到柱子承受豎向受壓作用，罐柱上面用吊耳與平臺矮梁相連，檢測荷載加級時支墩罐柱的自重通過堆載平臺梁加到樁上，從而節省了寶貴的3米高壓重的堆載空間，也降低了壓重堆載平臺的整體重心高度。若按長度17.5米計算平臺梁長度，壓縮性較低的散體材料密度1.5噸/立方米，則3米高支墩的自重可達1200噸。
也就是說，傳統壓重堆載法沒有開始堆載，本堆載方法就已經有1200噸的堆載了。換句話說，傳統壓重堆載法浪費了1200噸有效壓重。如果壓重平臺以下自然地基土還可挖除，支墩罐柱還可下埋，支墩罐柱還可加長，壓重還可增加。如果壓重平臺以下為軟土或是水域，可在支墩罐柱下端加上無底加長罐柱，打入地基土中，利用加長罐柱在土中的側摩阻力支撐平臺，被檢測樁加載試驗時其支撐平臺的側摩阻力又成為抗拔力，增加平臺有效壓重。
如果罐柱底下地面有非檢測樁，則採用篩底罐柱或無底罐柱，樁身鋼筋穿過篩底與罐柱壁和平臺梁連接，又可以增加壓重反力。罐柱與反力樁連接後合力點必須與被檢測樁中心重合。
必要時支墩罐柱也可裝混凝土。
支墩罐柱：罐柱高度一般2-4米，直徑1.0-2.5米。共分8種：邊罐柱、一般罐柱、篩孔罐柱、中線罐柱、中心罐柱和無底罐柱及無底加長罐柱(上加長罐柱/下加長罐柱)，如果平臺下地基為軟土，或在水上檢測，無法直接壓重堆載，可採用下加長無底罐柱。
邊罐柱壁厚10毫米，方形；一般罐柱壁厚6毫米，篩孔罐柱罐底鑽孔，孔徑不小於50毫米，中線罐柱下開拱形門，中心罐柱內設中心柱，中心柱採用壁厚20毫米方柱，內設置支撐墊和十字柱，柱外與罐柱內壁焊接支撐，承受較大壓力，必要時填充支座砂漿或高強混凝土。罐柱材料採用q235b。
壓重堆載平臺：支墩罐柱裝滿散體料後振實找平，散體須高出支墩罐柱和主梁100毫米，後鋪鋼板(以下稱平臺底層鋼板)，平臺底層鋼板與主梁之間斷開，不能有力的傳遞路線，鋼板厚30毫米，但須露出支墩罐柱吊耳，方便與矮次梁連接。高次梁直接放在支墩罐柱上的平臺底層鋼板上，矮次梁中間下放薄型qfb非標千斤頂和墊塊，並與主梁上qfb千斤頂之間預留不小於100毫米垂直自由淨空距離，主梁垂直上升100毫米以內距離時矮次梁不與傳力給主梁，矮次與平臺頂層鋼板間預留不小於50毫米垂直自由淨空距離，支墩罐柱吊耳通過矮次梁上面的連接梁與矮次梁螺栓連接。壓重堆載時平臺次梁只受壓力，受彎矩很小，可大大提高平臺梁的使用壽命。
然後現在高次梁上滿鋪30毫米平臺頂層鋼板，並預留壓重罐柱支腿孔，孔徑300毫米，頂層鋼板上安有高強地腳螺栓和預留孔，高強地腳螺栓用於固定壓重罐柱底腳，預留孔用於壓重罐柱底座液壓支腿千斤頂穿過。最後在平臺頂層鋼板上放壓重罐柱。壓重罐柱底座必須與平臺頂層鋼板錨接，底座千斤頂穿過平臺頂層鋼板支撐在平臺底層鋼板上或矮次梁上的連接梁上。主梁用箱梁，次梁可用箱梁或工字鋼，但必須保證矮次梁上、下垂直自由淨空距離。
次梁此時相當條基，上鋪帶高強螺栓鋼板後，形成了帶高強螺栓的梁板基礎結構，方便平臺上安裝壓重罐柱。
沒有安裝壓重罐柱時，高強螺栓戴上保護套，防止碰傷螺紋。
高次梁承受壓重罐柱重量，矮次梁承受支墩罐柱重量，最先加載為高次梁，矮次梁和平臺底層鋼板最先起基礎作用，最後矮次梁下千斤頂升高後矮次梁才把支墩罐柱的重量加載到被檢測樁上。
平臺材料採用q235b，結構尺寸根據承重設計選用。
壓重堆載：對於大噸位壓重堆載，需加高罐柱高度，罐柱高度增加，其穩定性減小，堆載體對堆載平臺影響加大，對平臺下自然地基土要求高，為此，大位噸堆載時，高聳的罐柱先安裝在矮次梁和平臺底層鋼板上，需要加載時通過壓重罐柱的液壓支腿回收加荷在平臺頂層鋼板上，再由平臺梁及時把壓重反力傳到檢測千斤頂和被檢測樁上。也就是說，平臺以上的壓重及時被分成了兩部分，一部分加到被檢測樁上，由被檢測樁承重，另一部分由平臺的支墩罐柱和支墩罐柱下的自然地基土承重，支墩和地基土上壓力大大減小。
其特點是：罐柱放在支墩上穩定好，由於平臺以上的壓重及時被分成了兩部分，一部分加到被檢測樁上，由被檢測樁承重，罐柱基礎對地基、支墩要求大大減小，方便大噸位堆載的實施。
壓重堆載物荷重作用在地面，減小了平臺荷重重負擔，只有檢測樁需加級荷載時，壓重堆載物的荷重才短時作用在堆載平臺支墩上，但很快就將通過平臺梁和檢測千斤頂把平臺支墩上的荷重加到被檢測樁上。因此，平臺支墩和地基土受力很小，平臺受力條件也大改善，根據檢測時平臺承重時間計算，平臺承重時間可減少20％-500％，荷重越大，壓重堆載時間越長，壓重平臺承重減少時間越多，大大增加了壓平臺的使用壽命。
可實現逐級分級堆載，超越現行規範jgj106-2003要求：「壓重宜在檢測前一次加足…」而且做到了更加安全且不影響正常檢測數據。
由於實現了分級堆載，壓重對地基壓力比以前傳統堆載方法大大減小，減少了90％，有利於平臺下自然地基土承載力滿足平臺上大噸位堆載要求。
平臺以上罐柱分為一般罐柱，高聳罐柱和低矮罐柱。一般罐柱高6-12.5米，直徑2.2米-4.2米，12.5米以上為高聳罐柱，6米以下為低矮罐柱。12米以下罐柱壁厚6毫米,12米以上罐柱底部壁厚10毫米。
平臺以下罐柱分為，一般罐柱，邊罐柱、中心線罐柱、中心罐柱、篩底罐柱和微型罐柱。壁厚10毫米，中心罐柱內設置支撐墊和十字鋼柱，必要時罐柱內澆注高強混凝土。
此外，還有無底罐柱，無底加長罐柱，上加長罐柱壁厚6毫米，下加長罐柱壁厚10毫米。
罐柱材料採用q235b，重型靜載試驗須加底座，一般靜載試驗(1000噸以下)無須罐柱底座也可進檢測。
對於高聳罐柱來說，為了防止大風對高聳罐柱的影響，可以採用斜拉防風繩與其它樁相連接。空罐柱堆放時必須臥放在地面，不得豎立，防風吹倒。
罐柱立放須安裝避雷針。
加載：最先加載到被檢測樁上的壓重是平臺以上的壓重罐柱重量，最後通過矮次梁下多個qfb千斤頂頂升把支墩罐柱的重量加到樁上。
壓重加載方法：前一根樁卸載時，下一根樁可加載，節約卸載時間。
方法是：
第一根樁檢測過程：先做罐柱地基或基礎，安裝支墩罐柱並裝散體料，樁上安裝標定後的千斤頂、安裝主梁、安裝平臺底鋼板(平臺底鋼板與主梁斷開不能有力傳遞路線)，矮次梁下與主梁間安裝qfb非標千斤頂，與平臺底層鋼板安墊塊(保證矮次梁上、下垂直自由淨空距離)，支墩罐柱吊耳與矮次梁連接，安裝平臺頂層鋼板，在平臺上方吊裝壓重罐柱，壓重罐柱的千斤頂穿過平臺頂層板鋼板預留孔承放在矮次梁上和平臺底層鋼板上，伸出液壓腿與平臺保持5毫米間距(非接觸即可)，第1次堆載加載(加散體料或水)，檢測加載1級；堆載加載2次，檢測加載2級；堆載加載3次，檢測加載3級……最後加載支墩罐柱的荷載(堆載量為加載量的1.2倍)。檢測卸載1級(最先卸支墩罐柱的荷載)，堆載卸載1次，檢測卸載2級，堆載卸載2次，檢測卸載3級，堆載卸載3次，檢測卸載4級，堆載卸載4次，檢測卸載5級，堆載卸載5次(結束1樁檢測)。卸載時第2根樁可加載。
第2根樁及以後的樁檢測過程：先做罐柱地基或基礎，安裝支墩罐柱並裝散體料，樁上安裝標定後的千斤頂、安裝主梁、安裝平臺底鋼板(平臺底鋼板與主梁斷開不能有力傳遞路線)，矮次梁下與主梁間安裝qfb非標千斤頂，與平臺底層鋼板安墊塊(保證矮次梁上、下垂直自由淨空距離)，支墩罐柱吊耳與矮次梁連接，安裝平臺頂層鋼板，在平臺上方吊裝壓重罐柱，壓重罐柱的qfb非標千斤頂穿過平臺頂層板鋼板預留孔承放在矮次梁上和平臺底層鋼板上，伸出液壓腿後壓重罐柱底座與平臺頂層鋼板保持5毫米間距(非接觸即可)，等第1根卸載。第1根樁卸載時第2根樁加1次級荷載並加1級荷載。以後上根樁卸載，下根樁堆載加載，荷載加級按現行規範執行。
可堆壓重噸位：按17.5米正方平臺計，總高按17.5米計，除了支墩3米(暫按3米計)平臺上可堆載高度14.5米。若堆噸袋，散體材料密度按1.5噸/立方米，平臺以上可堆壓重6400噸，加上3米支墩自重1200噸共計7600噸。如果自然土能挖埋2米，支墩自重可達2000噸，總重可增加到8400噸。如果採用級配砂石，散體密度可達2.0噸/立方米，堆載總重增加25％，總重可達萬噸。
若平臺以上罐柱加清水，可壓重堆載達4400噸，加上3米支墩自重1200噸，共可壓重堆載5600噸。
總之：清水壓重堆載，總重可達5600噸；一般砂石壓重堆載,總重可達8400噸；級配砂石壓重堆載，總重可達萬噸(此時壓重平臺對平臺下地基承載力要求高達400kpa以上)。當然砂石壓重堆載和級配砂石壓重堆載也可加水綜合實施。
小噸(一般)位壓重堆載的吊式壓重堆載法：小噸位壓重堆載法其中之一，主梁較高時，1200噸以下，支墩重量足夠檢測加級荷載時，可實現堆載平臺不堆載即可進行檢測，全部壓重均吊在平臺矮梁上。這稱為吊式壓重堆載法。主梁較低時，主梁下加中心罐柱，通過中心罐柱把主梁上的壓力傳給檢測千斤頂和被檢測樁上，也可實施吊式壓重堆載法。小噸(一般)位壓重堆載其中之另一，罐柱不伸出液壓支腿，底座直接放在堆載平臺上堆載或不用底座直接放在堆載平臺上堆載，該方法也適用土木工程其他小型(一般)壓重堆載和地基預壓等。
社會經濟效益：本壓重堆載方法可簡單實現大噸位壓重堆載的實施，其社會經濟效益十分顯著：用散體材料噸袋罐柱壓重堆載，與混凝土預製件相比，在同一中等城市市區內運費可節約60％以上，吊裝費相近。用清水壓重堆與混凝土預製件相比，在同一中等城市市區內，運費可節約80％以上，吊裝費也可節約80％以上。不在同一中等城市市區或在大城市，運距較遠時其運輸費相差更大，運費節約更多。
更重要的是減少了大型滿載重車對公路、橋梁的損害，增加了公路橋梁的壽命，也減小了壓重物對車輛的損害，節約了油料，減小了廢氣排放，淨化了空氣，保護了環境。
罐柱壓重堆載罐柱荷重對平臺梁作用時短，增加平臺使用壽命。
支墩罐柱群在平臺下組成的支墩，不再是傳統意義上的簡單支墩，相當於人工地基，支墩穩定性好，可靠性高，不但能保證平臺以上堆載大噸位的實施而且平穩可靠，更能保證平臺堆載和支墩組成的整個堆載系統的安全，能最大限度保證大噸位檢測工作的安全。以前靜載試驗安全事故基本上是由於支墩失穩或支墩下地基失穩引起。
由於壓重平臺具有壓重荷載分配調節作用，壓重平臺以上壓重堆載可逐級分級實施，壓重堆載對平臺、支墩及支墩下地基的壓力大大減小，減小了90％(即9級荷載)，平臺下地基變形小不易失穩，地基可靠性大大提高，也能最大限度保證大噸位檢測工作的安全。
最重要是罐柱壓重堆載使大噸位靜載試驗壓重堆載簡單化，容易實施，不再是難度大，危險性高的工作，成本也大大降低，可普遍採用，能促進大噸位地基基礎技術水平的提高，保證大噸位地基基礎工程項目的安全性和可靠性。
也使一般噸位壓重堆載更簡單、更容易、更安全、成本更低。
本發明中所述基樁是樁基礎的簡稱，是一種廣義的深基礎。
具體來說，本發明所述的土木工程用豎向抗壓靜載試驗大型基樁地面壓重堆載方法，其特徵是按照以下步驟進行：
a、搭建壓重平臺支墩，並確定壓重平臺、平臺支墩、主梁與試驗樁之間的垂直距離，確保把檢測千斤頂、主梁、高次梁、矮次梁及平臺頂底板鋼板等設備安裝到準確空間位置，其中包括平面位置及標高；
b、在步驟a的壓重平臺上吊裝壓重堆載空心罐柱，其底座下的液壓支腿qfb非標千斤頂穿過平臺頂層鋼支撐在平臺底層鋼板上或矮次梁上的連接梁上；第一根壓重堆載空心罐柱與試驗樁軸心線重合；圍繞第一根壓重堆載空心罐柱吊裝其他壓重堆載空心罐柱並填滿整個平臺，總之填滿整個平臺後罐柱群的合力點必須與被檢測樁的樁中心重合；吊裝壓重堆載空心罐柱時，相鄰壓重堆載空心罐柱之間通過固定件橫向固定連接；
c、完成步驟b後，向第一根壓重堆載空心罐柱中吊裝散體噸袋或加注清水；圍繞第一根壓重堆載空心罐柱，依次向相鄰壓重堆載空心罐柱中吊裝噸袋或加注清水；並在這個過程中通過壓重堆載空心罐柱底部的液壓千斤頂調整壓重堆載空心罐柱始終保持垂直於壓重平臺；罐柱群的合力點始終與被檢測樁中心重合；
d、完成步驟c後，打開壓重罐柱支腿千斤頂回油管路截止閥，壓重罐柱壓重加到壓重平臺頂層鋼板上，接著啟動壓重平臺主梁與試驗樁之間的液壓千斤頂對試驗樁進行加載檢測，加載過程按現行規範進行操作；
e、循環c和d步驟直到平臺以上壓重罐柱的可加載壓重加完為止，可加載量為平臺以上壓重罐柱總重的83.33％；
f、加完平臺以上壓重罐柱的可加載壓重後，檢測千斤頂要加下一級荷載時，開啟矮次梁下主梁上的千斤頂，把支墩罐柱的壓重加到主梁上，接著檢測千斤頂加載下一級荷載，按規範加載規定到終止加載；
g、試驗終止加載後，進行卸載，按規範要求分5次遂級卸完；先卸支墩罐樁壓重，再卸平臺以上壓重罐柱壓重；卸完平臺上壓重罐柱的一級荷載後，卸平臺以上壓重罐柱的二級荷載時，將平臺以上第一級卸載量相應的壓重罐柱千斤頂升起，壓重罐柱離開壓重平臺其壓重加到支墩罐柱上，即可從壓重平臺卸掉，也即從支墩罐柱上搬運走1個級卸載荷載相應壓重罐柱的壓重；重複該操作過程直到卸載為零；完成1根試驗樁的全部檢測過程；加載過程中若有壓重罐柱傾斜，則開啟調平千斤頂扶正壓重罐柱。
本發明中所述步驟a中壓重平臺的製作過程可以為，將支墩罐柱裝滿散體料後振實找平，散體須高出支墩罐柱和主梁100毫米，後鋪鋼板，平臺底層鋼板與主梁之間斷開，不能有力的傳遞路線，鋼板厚30毫米，但須露出支墩罐柱吊耳，方便與矮次梁的連接；高次梁直接放在支墩罐柱上的平臺底層鋼板上，平臺底層鋼板上放墊塊後再把矮次梁放在墊塊上，矮次梁與主梁之間放置薄型qfb非標千斤頂，並與主梁上qfb千斤頂之間預留不小於100毫米垂直自由淨空距離，主梁垂直上升100毫米以內距離時矮次梁不傳力給主梁，矮次梁與平臺頂層鋼板間預留不小於50毫米垂直自由淨空距離；支墩罐柱吊耳與矮次梁連接；然後高次梁上滿鋪30毫米頂層鋼板，並預留壓重罐柱支腿孔，孔徑300毫米，頂層鋼板上安有高強地腳螺栓和預留孔；高強地腳螺栓用於固定壓重罐柱底腳，預留孔用於罐柱底座千斤穿過平臺頂層鋼板；最後在頂層鋼板上放置壓重罐柱；壓重罐柱底座必須與頂層鋼板錨接；主梁用箱梁，高次梁和矮次梁可用箱梁或工字鋼，但必須保證矮次梁與主梁上qfb千斤頂之間的100毫米垂直自由淨空距離，與平臺頂層鋼板間50毫米垂直自由淨空距離；高次梁和矮次梁此時相當於條基，平臺梁最後形成了井字結構，上鋪帶高強螺栓鋼板後，形成了帶高強螺栓的梁板基礎結構，方便平臺上安裝壓重堆載空心罐柱；沒有安裝壓重堆載空心罐柱時，高強螺栓戴上保護套，防止碰傷螺紋；高次梁最後承受壓重堆載空心罐柱重量，矮次梁最後承受支墩罐柱重量，最先加載為高次梁，矮次梁和平臺底層鋼板最先起罐柱底座基礎作用，最後矮次梁下千斤頂升高後矮次梁才把支墩罐柱的重量加載到主梁和樁上；平臺材料採用q235b，結構尺寸根據承重設計選用。
本發明中所述步驟b中，壓重堆載空心罐柱可以先安裝在矮次梁和平臺底層鋼板上，需要加載時通過壓重堆載空心罐柱的液壓支腿回收加荷在平臺頂層鋼板上，再由平臺梁及時把壓重反力傳到檢測千斤頂和被檢測樁上；也就是說，平臺以上的壓重被分成了兩部分，一部分加到被檢測樁上，由被檢測樁承重，另一部分由平臺的支墩罐柱和支墩罐柱下的自然地基土承重。
本發明中所述步驟a中針對大型基樁承載力檢測特點，對於壓重堆載平臺以下3米左右主梁及千斤頂安裝的空間，可以採用吊式罐柱法，即用罐柱裝滿石子、中粗砂等壓縮性較低的散體材料，作為壓重堆載平臺的支墩，罐柱主要起到柱子的豎向受壓作用，罐柱上面用吊耳與平臺矮梁相連，檢測荷載加級時支墩罐柱的自重通過堆載平臺矮梁和主梁加到被檢測樁上，從而節省了寶貴的3米高壓重的堆載空間，也降低了壓重堆載平臺的整體重心高度。
本發明中方法所涉及到的裝置是採用罐柱狀金屬外殼製成的土木工程用大型基樁壓重堆載罐柱，包括支墩罐柱、壓重堆載空心罐柱等2大類，平臺上採用的大型基樁壓重堆載罐柱具有壓重堆載基體，所述壓重堆載基體由相鄰的壓重堆載空心罐柱之間通過固定件固定連接構成，所述壓重堆載空心罐柱的上部具有開口，所述壓重堆載空心罐柱的底部封閉，所述壓重堆載空心罐柱的底部外表面邊緣內按照以圓心0角度、90角度、180角度和270角度分別固定安裝有液壓千斤頂。所述壓重堆載空心罐柱的上端和下端均可連接加長。這樣一來，當使用時，向豎立的壓重堆載空心罐柱中加入噸袋散體材料或者清水或者級配砂石等等，豎立的壓重堆載罐柱如果出現傾斜，即可通過底部安裝的液壓千斤頂進行平衡調節，始終讓豎立的壓重堆載罐柱保持垂直於地面的豎立狀態。進而有效保證壓重堆載的堆高，以增加壓重堆載整體的重量，實現安全、經濟、快捷的大噸位壓重堆載。
本發明中上述壓重堆載空心罐柱的橫截面可以為圓環形或方框形或空心多邊形。只要所述壓重堆載空心罐柱中能夠加入噸袋散體材料或者清水或者級配砂石等等施工現場能找到的材料即可。
本發明中上述壓重堆載空心罐柱的底部外表面邊緣可以按照以圓心45角度、135角度、225角度和315角度分別固定安裝有與壓重堆載空心罐柱長度(高度)方向平行的液壓穩定柱。當安裝有穩定柱後，就能夠讓穩定柱穿過平臺頂層鋼板，直接與地基接觸(即平臺底層鋼板)，此時的壓重堆載空心罐柱的底部連同液壓千斤頂與平臺存在間隙，讓壓重堆載空心罐柱的重量直接加載在地基上；當需要對基樁檢測時，只需要將液壓穩定柱的回油截止閥打開，讓壓重堆載空心罐柱的重量下落到平臺上，進而通過平臺將重量傳遞至被檢測基樁。這樣一來，在不需要對基樁進行檢測時，如壓重堆載的所需時間這個過程，直至壓重堆載完畢，所有壓重的重量均加載在支墩上而不是平臺上，不僅穩定性高，而且對平臺沒有傷害；一旦需要進行檢測時，再將壓重堆載的重量在短時間內轉移至平臺然後傳遞到被檢測樁上，平臺所受到的傷害只是重量轉移的短時間內，大大延長了平臺的壽命。無需如現有檢測裝置，至始至終全部重量加載在平臺上；檢測前，平臺被壓重堆載重量擠壓凹陷彎曲；檢測中，平臺將壓重堆載重量加載於土木工程基樁這一點上呈現凸出彎曲。平臺所受到壓重堆載重量持續擠壓，損害極大。檢測一次後，如需再次檢測，需要對平臺進行加固，重新計算其承重數值，方能避免平臺損害導致的事故發生。
本發明所述壓重堆載空心罐柱的底部內還可以具有底座，所述底座呈半圓球凸起狀或半圓球凹陷狀。這樣一來，就可以有效的改變壓重堆載空心罐柱的底部受力狀況，將大幅增加壓重堆載空心罐柱的底部的抗壓能力，並且，當所述底座呈半圓球凸起狀時，壓重堆載空心罐柱的大部分重量被分配到底部邊緣，更加適合底部外表面邊緣固定安裝的液壓千斤頂調節平衡。所述壓重堆載空心罐柱上還可以開設有排水口，讓加注的清水能方便的通過排水口轉移到需要的地方。
本發明所述壓重堆載空心罐柱相比現有技術中的水箱，可承受較大的豎向垂直力。
換句話說，本發明中所述的大型樁基壓重堆載罐柱，與以前的堆載方法存在以下幾點不同：1、平臺以下實現吊式壓重，支墩、壓重雙作用。2、罐柱群構成了人工地基，而不再是傳統意義上簡單的支墩，使支墩更穩固可靠。3、平臺以上壓重落地。4、各壓重物豎向成整體且(即罐柱)平衡可調。5、罐柱群相互連接成為一個整體，6、工作時載重通過平臺梁及時傳到被檢測樁，平臺具有調節分配壓重堆載的功能。7、支墩和地基受力大大減小。8、設有防風繩。9、設有避雷針。
需要強調的是：現有技術中需要解決的技術問題是如何實現大噸位壓重堆載，由於現有技術中採用的砂袋、石袋、土袋、水袋、砂箱、石箱、土箱、水箱，金屬材料，混凝土預製件，條石、塊石等所有堆載都是屬於散體堆載，堆載物間沒有有效連接，堆不高重量就上不去，即使堆高了重量達到了但穩定性就差，不安全，無法檢測。另外，上面的堆載物壓下面的堆載物，一層一層的依次堆上去，堆在下面的堆載物要承受來自上面堆載物的巨大的重量，並且要保持結構穩定性，對下面堆載物承受壓力的能力要求很高。若下面的堆載物是泥土，砂石、塊石或是水箱(袋)等，堆高時，堆載物會橫向運動，導致垮塌，危險性增大。而本發明所述的壓重堆載空心罐柱可以有效保持高度，裝入壓重堆載空心罐柱內的散體材料或者清水無法橫向運動，並且不用要求其在承受上面材料重量時保持結構穩定性，也即裝入壓重堆載空心罐柱內的散體材料或者清水與壓重堆載空心罐柱形成了一個穩定的整體。因而能將堆載重量大幅提升。其次，相鄰壓重堆載空心罐柱之間通過固定件固定連接後，能輕鬆實現大噸位堆載重量，並且整體穩定、安全、便於檢測。本發明中所述壓重堆載空心罐柱在使用時，可以單根使用(小噸位)，也可以多根結合使用(大噸位)。在平臺以上起到罐柱的作用，在平臺以下既是罐柱，也可以是樁的作用，如檢測橋梁的樁基時，可將壓重堆載空心罐柱下端連接加長，打入水底起到樁的作用。
同時通過壓重平臺的壓重荷載分配調節功能，使平臺上巨大的壓重荷載分批次快速傳遞到被檢測樁上，大大減輕了平臺下地基的有效附加荷載，為大噸位堆載的實施提供了地基保障，方便大噸位堆載的實施。
在經濟性方面，現有技術中的預製金屬材料和預製混凝土塊作為壓重堆載，檢測時需要的就是其重量，而運輸中只有將其全部重量進行搬運，不僅對車輛、道路和橋梁均有損傷，而且運輸費用昂貴。相比預製金屬材料和預製混凝土塊，本發明中所述壓重堆載空心罐柱只有在檢測現場吊裝噸袋或灌注清水時才是全重狀態，而運輸過程中，只有壓重堆載空心罐柱自身重量，因此能節約60％以上的運輸費用。相比現有技術中的水箱產品，由於本發明的壓重堆載空心罐柱不用一層一層豎向疊加去增加重量，而是每一根均單獨豎立使用，其結構相同，無需分別製造，也無需區別使用。並且由於其並不用承受其他壓重堆載空心罐柱的重量，其自身結構相當穩定，可以反覆使用，壽命更長。
必要時，本發明中方法所涉及的壓重堆載材料也可以直接採用預製金屬材料和/或預製混凝土塊。
本發明中方法需要解決的技術問題是如何實現1000噸以上大噸位的堆載，進而在實現了大噸位堆載的基礎上解決了如何讓地基能承受大噸位的堆載而不至於塌陷。同時，本方法能使現有小噸位的堆載更加方便、更加快捷、成本更低。
與前述現有同類產品相比，本發明的土木工程用豎向抗壓靜載試驗大型基樁地面壓重堆載方法既安全、經濟、快捷又能實現1000噸以上大噸位的堆載。使一般噸位的堆載更簡單、更快捷。
本發明的內容結合以下實施例作更進一步的說明，但本發明的內容不僅限於實施例中所涉及的內容。
附圖說明
圖1是實施例1中土木工程用豎向抗壓靜載試驗大型基樁地面壓重堆載方法所涉及到的壓重堆載空心罐柱的結構示意圖。
圖2是圖1的仰視圖。
圖3是實施例1中土木工程用豎向抗壓靜載試驗大型基樁地面壓重堆載方法的壓重堆載示意圖。
圖4是實施例2中土木工程用豎向抗壓靜載試驗大型基樁地面壓重堆載方法的壓重堆載示意圖。
圖5是圖4的a—a剖視放大圖。
具體實施方式
實施例1：如圖1～3所示，本實施例中所述的土木工程用豎向抗壓靜載試驗大型基樁地面壓重堆載方法，其特徵是按照以下步驟進行：
a、搭建壓重平臺支墩，並確定壓重平臺、平臺支墩、主梁與試驗樁之間的垂直距離，確保把檢測千斤頂、主梁、高次梁、矮次梁及平臺頂底板鋼板等設備安裝到準確空間位置，其中包括平面位置及標高；
b、在步驟a的壓重平臺上吊裝壓重堆載空心罐柱，其底座下的液壓支腿qfb非標千斤頂穿過平臺頂層鋼支撐在平臺底層鋼板上或矮次梁上的連接梁12上；第一根壓重堆載空心罐柱與試驗樁軸心線重合；圍繞第一根壓重堆載空心罐柱吊裝其他壓重堆載空心罐柱並填滿整個平臺，總之填滿整個平臺後罐柱群的合力點必須與被檢測樁的樁中心重合；吊裝壓重堆載空心罐柱時，相鄰壓重堆載空心罐柱之間通過固定件橫向固定連接；
c、完成步驟b後，向第一根壓重堆載空心罐柱中吊裝散體噸袋或加注清水；圍繞第一根壓重堆載空心罐柱，依次向相鄰壓重堆載空心罐柱中吊裝噸袋或加注清水；並在這個過程中通過壓重堆載空心罐柱底部的液壓千斤頂調整壓重堆載空心罐柱始終保持垂直於壓重平臺；罐柱群的合力點始終與被檢測樁中心重合；
d、完成步驟c後，打開壓重罐柱支腿千斤頂回油管路截止閥，壓重罐柱壓重加到壓重平臺頂層鋼板上，接著啟動壓重平臺主梁與試驗樁之間的液壓千斤頂對試驗樁進行加載檢測，加載過程按現行規範進行操作；
e、循環c和d步驟直到平臺以上壓重罐柱的可加載壓重加完為止，可加載量為平臺以上壓重罐柱總重的83.33％；
f、加完平臺以上壓重罐柱的可加載壓重後，檢測千斤頂要加下一級荷載時，開啟矮次梁下主梁上的千斤頂，把支墩罐柱的壓重加到主梁上，接著檢測千斤頂加載下一級荷載，按規範加載規定到終止加載；
g、試驗終止加載後，進行卸載，按規範要求分5次遂級卸完；先卸支墩罐樁壓重，再卸平臺以上壓重罐柱壓重；卸完平臺上壓重罐柱的一級荷載後，卸平臺以上壓重罐柱的二級荷載時，將平臺以上第一級卸載量相應的壓重罐柱千斤頂升起，壓重罐柱離開壓重平臺其壓重加到支墩罐柱上，即可從壓重平臺卸掉，也即從支墩罐柱上搬運走1個級卸載荷載相應壓重罐柱的壓重；重複該操作過程直到卸載為零；完成1根試驗樁的全部檢測過程；加載過程中若有壓重罐柱傾斜，則開啟調平千斤頂扶正壓重罐柱。
本實施例中方法所涉及到的平臺上的壓重堆載基體由壓重堆載空心罐柱1構成，所述相鄰的壓重堆載空心罐柱1之間通過固定件2固定連接，所述壓重堆載空心罐柱1的上部具有進口。
本實施例中所述壓重堆載空心罐柱1的底部封閉，所述壓重堆載空心罐柱1的底部外表面邊緣按照以圓心0角度、90角度、180角度和270角度分別固定安裝有液壓千斤頂3。
實施例2：如圖4～5所示，本實施例中所述的土木工程用豎向抗壓靜載試驗大型基樁地面壓重堆載方法，與實施例1相似，所不同的是所述步驟a中壓重平臺的製作過程為，將支墩罐柱4裝滿散體料後振實找平，散體須高出支墩罐柱和主梁100毫米，後鋪鋼板，平臺底層鋼板與主梁之間斷開，不能有力的傳遞路線，鋼板厚30毫米，但須露出支墩罐柱吊耳11，方便與矮次梁5的連接；高次梁直接放在支墩罐柱上的平臺底層鋼板上，平臺底層鋼板上放墊塊後再把矮次梁放在墊塊上，矮次梁與主梁之間放置薄型qfb非標千斤頂，並與主梁上qfb千斤頂10之間預留不小於100毫米垂直自由淨空距離，主梁垂直上升100毫米以內距離時矮次梁不傳力給主梁，矮次梁與平臺頂層鋼板間預留不小於50毫米垂直自由淨空距離；支墩罐柱吊耳與矮次梁連接；然後高次梁9上滿鋪30毫米頂層鋼板，並預留壓重罐柱支腿孔，孔徑300毫米，頂層鋼板上安有高強地腳螺栓和預留孔；高強地腳螺栓用於固定壓重罐柱底腳，預留孔用於罐柱底座千斤穿過平臺頂層鋼板；最後在頂層鋼板上放置壓重罐柱；壓重罐柱底座必須與頂層鋼板錨接；主梁用箱梁，高次梁和矮次梁可用箱梁或工字鋼，但必須保證矮次梁與主梁上qfb千斤頂之間的100毫米垂直自由淨空距離，與平臺頂層鋼板間50毫米垂直自由淨空距離；高次梁和矮次梁此時相當於條基，平臺梁最後形成了井字結構，上鋪帶高強螺栓鋼板後，形成了帶高強螺栓的梁板基礎結構，方便平臺上安裝壓重堆載空心罐柱；沒有安裝壓重堆載空心罐柱時，高強螺栓戴上保護套，防止碰傷螺紋；高次梁最後承受壓重堆載空心罐柱重量，矮次梁最後承受支墩罐柱重量，最先加載為高次梁，矮次梁和平臺底層鋼板最先起罐柱底座基礎作用，最後矮次梁下千斤頂升高後矮次梁才把支墩罐柱的重量加載到主梁和樁上；平臺材料採用q235b，結構尺寸根據承重設計選用。矮次梁5下方設置有矮次梁墊塊14。
本實施例所述步驟b中，壓重堆載空心罐柱先安裝在矮次梁和平臺底層鋼板13上，需要加載時通過壓重堆載空心罐柱的液壓支腿回收加荷在平臺頂層鋼板上，再由平臺梁及時把壓重反力傳到檢測千斤頂6和被檢測樁7上；也就是說，平臺以上的壓重被分成了兩部分，一部分加到被檢測樁上，由被檢測樁承重，另一部分由平臺的支墩罐柱和支墩罐柱下的自然地基土承重。
本實施例所述步驟a中針對大型基樁承載力檢測特點，對於壓重堆載平臺以下3米左右主梁8及千斤頂安裝的空間，採用吊式罐柱法，即用罐柱裝滿石子、中粗砂等壓縮性較低的散體材料，作為壓重堆載平臺的支墩，罐柱主要起到柱子的豎向受壓作用，罐柱上面用吊耳與平臺矮梁相連，檢測荷載加級時支墩罐柱的自重通過堆載平臺矮梁和主梁加到被檢測樁上，從而節省了寶貴的3米高壓重的堆載空間，也降低了壓重堆載平臺的整體重心高度。