CN103898932A

CN103898932A - 一种地基基础抗压静载试验***

Info

Publication number: CN103898932A
Application number: CN201410146815.0A
Authority: CN
Inventors: 李建春; 吴远东; 陈�胜; 王鹏; 李保亮
Original assignee: HUAIAN TESTING CENTER FOR CONSTRUCTION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: HUAIAN TESTING CENTER FOR CONSTRUCTION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2014-07-02

Abstract

本发明提供了一种地基基础抗压静载试验***，包括：一用于承载压重的平台，其上端中部设有一主测油缸；设置于所述平台一侧的驾驶室，设置于所述平台另一侧的发动机组和电机液压泵；两旋转平台，所述旋转平台通过连接轴与所述平台连接；两长船，分别通过连接件与所述平台两端侧面连接，包括长船安全支墩，长船通过长船支腿与连接件连接；两内船，分别与所述旋转平台两端连接，包括内船安全支墩，设置于所述内船安全支墩上的两内船轨道侧板，内船轨道槽，设置于所述内船轨道槽内的横移油缸以及可滑动地设置于所述内船轨道槽内的内船支腿。本发明所提供的试验***安全系数高、劳动效率高、自动化程度高，可保证规范化施工。

Description

一种地基基础抗压静载试验***

技术领域

本发明涉及地基基础检测领域，具体涉及一种地基基础抗压静载试验***。

背景技术

地基基础抗压静载试验（以下简称静载试验）是在受检部位顶面逐级施加压力，测量其随时间产生的沉降，以确定承载力的试验方法，是地基基础检测中公认的最直观、可靠，同时也是最重要的传统方法。

目前，受现场条件限制，静载试验主要选用压重平台反力装置，参照图1，其检测过程如下:

1) 根据现场实际情况处理受检部位，平整周围地基面1a，加固安全支墩2a影响范围内的地基土；

2) 在受检部位两侧设置安全支墩2a（通常采用砼构件组合构成），满足《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）（以下简称规范）要求的间距，尽量加大安全支墩2a接地面积降低施加于地基面1a的压应力（规范要求不宜大于地基承载力特征值的1.5倍）；

3) 在基桩5a受检部位安装承压板3a、传力柱（可以没有）和千斤顶4a，注意与受检部位中心的对中防止加载偏心；

4) 打入基准桩10a、安装基准梁11a，满足规范要求的间距，同时应有足够的深度，尽可能减少外部因素对基准***的影响；

5) 安装主梁8a、次梁9a（通常采用钢构件，根据最大加载配置数量）等设备构成压重平台，将压重12a（通常为砼预制构件，根据最大加载配置数量）一次加足均匀稳固地放置于所述压重平台上。确保完成后平台与千斤顶4a距离合适，所有的重量全部由安全支墩2a承受，同时注意反力装置重心的对中保证***合力中心方向垂直；

6) 安装压力控制设备和测量仪表及磁性表座6a和位移传感器7a接通电源，开始试验。试验过程中，千斤顶4a逐步顶升反力装置将力传递至受检部位，通过仪表控制出力值达到逐级加压；

7) 试验结束后，拆除电源、仪表等，将设备翻转至下一受检部位附近，重复以上步骤。上述检测过程中，试验所用绝大部分为重型设备，安装、翻转等工作依靠吊车货车等大型机械完成。

在实际应用中，该压重平台反力装置的使用方法在安全、效率、规范化以及有效监管等方面均存在问题。表现如下：

1、安全问题

a) 设备的安装、翻转长时间使用吊车，吊车作业的安全问题，尤其是为了抢工期，在特殊天气、环境和夜间作业等情况下的安全问题很难保证；

b) 安全支墩2a下的地基土状态是否均匀、承载力是否足够没有明确依据，主要通过检测人员的经验考查、判断。实际工作中，能对安全支墩2a下地基土进行有效到位处理的情况比较少见，受设备能力限制安全支墩2a的接地面积也很难做到足够大。特殊的场地情况下，在搭设反力装置和试验过程中，经常会发生反力装置偏心、倾斜甚至失稳倒塌的现象，对现场检测人员以及周边人员设施产生安全问题。

2、效率问题

a) 每个受检部位的试验均要利用吊车重复拆装所有试验设备，如下一受检部位距离较远，往往需要吊车多次翻转或用卡车转运，即浪费时间又增加成本，效率较低；

b) 吊车货车对工作环境的要求比较高，往往因为某个条件不到位而无法作业；

c) 压力控制设备和测量仪表（特别是采用静载自动检测设备时）的反复拆装，增加了故障率、降低了稳定性，也会对效率产生一定的影响。

3、规范化问题

静载试验的规范程度主要受限于检测机构的人员素质、设备能力，同样的工程其过程、结果因人、机构而异。理论上无论人员设备都是可以解决的问题，但现实中，受大环境影响，高素质的人员、满足规范要求的设备，是绝大多数检测机构所难以全面配备的。以下列举部分不规范的行为：

a) 场地的平整加固不到位，安全支墩2a对地基的压应力超出规范要求。一方面，压应力大对受检部位和基准***产生的影响也大；另一方面，容易产生反力装置偏心、倾斜甚至失稳倒塌的现象，也会存在支墩下沉较大使得受检部位在试验开始前受力的问题。以上两点均直接影响到检测结果；

b) 传力柱、承压板3a和千斤顶4a等设备安装的对中问题。传统的方法，依靠吊车作业人工观测指挥，难以准确定位；

c) 基准***问题。基准桩5a依靠人工打入，尺寸规格普遍偏小，没有足够的刚度容易变形，打入地下的深度(一般要求不小于1米)也不能满足要求。基准梁11a为便于人工操作，也同样普遍存在规格偏小，不能满足规范要求的距离，同时也容易变形的问题。基准不准，基准随时间环境较明显变动已成为普遍现象；

d) 压重平台反力装置的重心问题。通常组合成压重平台的钢构件和砼预制构件规格多样，完全依靠吊车作业，重心难以确定。更难以达到规范要求的与千斤顶合力中心、受检部位中心竖向轴线重合，保证***合力中心方向垂直的要求；

e) 规范要求沉降测定平面应在千斤顶4a底座承压板3a以下的桩身位置，即不得在承压板3a上或千斤顶4a上设置沉降观测点，避免因承压板变形导致沉降观测数据失实。现实中，普遍情况，恰恰相反。

4、有效监管问题

基于地基基础抗压静载试验的重要性，目前，我国很多地区行政主管部门以及部分机构自身对于该项工作都十分重视，普遍引入静载试验自动检测并实时同步上传数据***，构建了监管平台。但单纯的依靠监管平台并不能很好的达到目的，主要存在以下问题：

a) 存在在同一受检部位发送不同编号信息数据的现象，通过在某一受检部位反复试验获得多个受检部位的上传数据，以获得更大利益。部分自动检测***加入了GPS定位功能，但GPS的定位精度还不能完全满足检测工作的需求，同时GPS芯片外置没有植入试验主要设备中也不能反映真实情况；

b) 设备能力不足，压重不够，部分自动检测设备设置错误的参数可以进行试验；

c) 设备能力不足，压重不够，采用小吨位的千斤顶充当大顶进行试验；

d) 不能很好的反映现场过程的规范性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地基基础抗压静载试验***，所述试验***安全系数高、劳动效率高、自动化程度高，可保证规范化施工。

为达到上述目的，本发明主要采用如下技术方案：

一种地基基础抗压静载试验***，包括：一用于承载压重的平台，其上端中部设有一主测油缸，所述平台位于主测油缸两侧的位置分别开设有两通孔；设置于所述平台一侧的驾驶室，设置于所述平台另一侧的发动机组和电机液压泵；所述驾驶室通过发动机组与电机液压泵连接；两旋转平台，其中部设置有盲孔，盲孔内设置有与所述平台通孔对应的连接轴，所述旋转平台通过连接轴与所述平台连接；两长船，分别通过连接件与所述平台两端侧面连接，包括长船安全支墩，设置于所述长船安全支墩上的两长船轨道侧板，两长船轨道侧板间形成的长船轨道槽，设置于长船轨道槽内的纵移油缸以及可滑动地设置于所述长船轨道槽内的长船支腿；所述长船支腿上设有长船升降油缸，所述长船通过长船支腿与连接件连接；两内船，分别与所述旋转平台两端连接，包括内船安全支墩，设置于所述内船安全支墩上的两内船轨道侧板，两内船轨道侧板间形成的内船轨道槽，设置于所述内船轨道槽内的横移油缸以及可滑动地设置于所述内船轨道槽内的内船支腿；所述纵移油缸、长船升降油缸、横移油缸分别与电机液压泵连接。

另，所述长船支腿上还设置有长船球头支座，长船行走小车；所述长船升降油缸，长船球头支座以及长船行走小车依次连接，长船行走小车与所述纵移油缸连接；所述纵移油缸一端设置支墩连接件，另一端设置小车连接件，所述纵移油缸通过支墩连接件与长船安全支墩连接，通过小车连接件与长船行走小车连接。

且，所述长船行走小车上设置有长船支腿车轮，长船支腿车轮尺寸与所述长船轨道槽相匹配，所述长船支腿通过长船行走小车滑动地设置于所述长船轨道槽内。

又，所述内船支腿上还设置有内船球头支座，内船行走小车；所述内船球头支座、内船行走小车连接、横移油缸依次连接。

且，所述内船行走小车上设置有内船支腿车轮，内船支腿车轮尺寸与所述内船轨道槽相匹配，所述内船支腿通过内船行走小车滑动地设置于所述内船轨道槽内。

再，所述长船支腿沿长船轨道槽单次纵向行走行程为0~3600mm。

又，所述内船支腿沿内船轨道槽单次横向位移行程为0~400mm。

另，所述旋转平台单次旋转角度为0~10°。

且，所述长船支腿升降行程为0~1200mm。

又，所述长船安全支墩接地比压大于13t/m²，所述内船安全支墩接地比压大于15t/m²，所述两内船之间的间距大于2800mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1) 通过长船纵向行走和内船横向位移操作实现靠近并对准定点桩位，通过调整4条长船支腿和4条内船支腿的升降操作保证测试平台水平或测试油缸垂直度，通过安装在平台中部的主测油缸实现对桩体施加压力取得测试数据，提高了施工安全性和劳动效率；

2) 通过驾驶室控制油路的不同组合，驾驶室通过发动机组控制电机液压泵，通过电机液压泵分别控制纵移油缸、长船升降油缸、横移油缸，具体地，通过控制电机液压泵分别向上述3个油缸的送油和回油，从而使得***的各个油缸根据需要伸缩（送油时，油缸伸长；回油时，油缸收缩），实现***的四种行走就位动作主要有纵移（主行走方向，单次可移动距离大）、横移、旋转以及高度调整，根据现场的实际场地情况综合运用，拓宽***的适用性；

3) 现有技术中，平台的旋转直接通过内船实现；而本发明中，通过在平台和内船之间设置旋转平台，使得***平台旋转时，内船通过旋转平台向平台提供旋转动力，从而大大降低了平台旋转时的摩擦阻力，也避免了在回转过程中机构受力过大产生损坏的可能性和回转不到位，延长平台乃至整个***的使用寿命；

4) 长船安全支墩和内船安全支墩采用步履式行走机构的主支撑船，可根据各地土质情况定制尺寸，使接地面积足够大（传统组合型很难做大），整体性好，环境适应力强；

5) 测完一根基桩后，不用装卸压重，直接可以将装置整体移动到下一根基桩进行试验，大大降低了劳动量；

6) 长船支腿采用液压油缸，可控制平台高度并自动调平，两内船间距足够大，既可有效避免行走定位过程对受检部位的挤压干扰，同时较大的空间也便于试验操作。

附图说明

图1为现有技术中压重平台反力装置的结构示意图。

图2为本发明所提供的一种地基基础抗压静载试验***的结构示意图。

图3为图2地基基础抗压静载试验***中旋转平台的俯视图。

图4为图2地基基础抗压静载试验***中纵移油缸的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做出进一步解释说明。

参见图2~图4，一种地基基础抗压静载试验***，包括：一用于承载压重的平台1，其上端中部设有一主测油缸11，所述平台位于主测油缸两侧的位置分别开设有两通孔13；设置于所述平台一侧的驾驶室2，设置于所述平台另一侧的发动机组4和电机液压泵3；所述驾驶室2通过发动机组4与电机液压泵3连接；两旋转平台6，其中部设置有盲孔62，盲孔62内设置有与所述平台1通孔13对应的连接轴61，所述旋转平台6通过连接轴61与所述平台1连接；两长船5，分别通过连接件12与所述平台1两端侧面连接，包括长船安全支墩52，设置于所述长船安全支墩52上的两长船轨道侧板53，两长船轨道侧板间形成的长船轨道槽54，设置于长船轨道槽54内的纵移油缸55以及可滑动地设置于所述长船轨道槽54内的长船支腿51；所述长船支腿51上设有长船升降油缸511，所述长船5通过长船支腿51与连接件12连接；两内船7，分别与所述旋转平台6两端连接，包括内船安全支墩72，设置于所述内船安全支墩72上的两内船轨道侧板73，两内船轨道侧板73间形成的内船轨道槽74，设置于所述内船轨道槽内的横移油缸75以及可滑动地设置于所述内船轨道槽内的内船支腿71；纵移油缸55、长船升降油缸511、横移油缸75分别与所述电机液压泵3连接。

其中，所述发动机组4优选柴油发动机组。

另，所述长船支腿51上还设置有长船球头支座512，长船行走小车513；所述长船升降油缸511，长船球头支座512以及长船行走小车513依次连接，长船行走小车513与所述纵移油缸55连接；所述纵移油缸55一端设置支墩连接件551，另一端设置小车连接件552，所述纵移油缸55通过支墩连接件551与长船安全支墩52连接，通过小车连接件552与长船行走小车513连接。

且，所述长船行走小车513上设置有长船支腿车轮5131，长船支腿车轮5131尺寸与所述长船轨道槽54相匹配，所述长船支腿51通过长船行走小车513滑动地设置于所述长船轨道槽54内。

又，所述内船支腿71上还设置有内船球头支座711，内船行走小车712；所述内船球头支座711、内船行走小车712连接、横移油缸75依次连接。

且，所述内船行走小车712上设置有内船支腿车轮（未图示，下同），内船支腿车轮尺寸与所述内船轨道槽74相匹配，所述内船支腿71通过内船行走小车712滑动地设置于所述内船轨道槽74内。

再，所述长船支腿51沿长船轨道槽54单次纵向行走行程为0~3600mm。

又，所述内船支腿71沿内船轨道槽74单次横向位移行程为0~400mm。

另，所述旋转平台6单次旋转角度为0~10°。

且，所述长船支腿51升降行程为0~1200mm。

又，所述长船安全支墩接地比压大于13t/m²，所述内船安全支墩接地比压大于15t/m²，所述两内船7之间的间距大于2800mm。

其中，所述平台1形状为长方体或类长方体。旋转平台6的形状为长方体或类长方体。所述旋转平台6与内船支腿71的连接为固定连接，例如焊接等。通过驾驶室2控制油路的不同组合，驾驶室2通过发动机组4控制电机液压泵3，通过电机液压泵3分别控制纵移油缸55、长船升降油缸511、横移油缸75，具体地，通过控制电机液压泵3分别向上述3个油缸的送油和回油，从而使得***的各个油缸根据需要伸缩（送油时，油缸伸长；回油时，油缸收缩），实现***的四种行走就位动作主要有纵移（主行走方向，单次可移动距离大）、横移、旋转以及高度调整。

本发明所提供的一种地基基础抗压静载试验***的工作过程如下：

1) 通过运输车将所述地基基础抗压静载试验***装置运送到试验地点进行组装，并根据基桩的承载力，按长船安全支墩52接地比压大于13t/m²，内船安全支墩72大于15t/m²选择不同尺寸安全支墩的长船5和内船7；

2) ***的行走就位动作主要有纵移（主行走方向，单次可移动距离大）、横移、旋转以及高度调整四种，根据现场的实际场地情况综合运用。通过驾驶室2控制油路的不同组合，使得***的各个油缸根据需要伸缩，实现上述各种动作。高度调整通过4个长船支腿油缸（短船无支腿升降油缸）的伸缩实现。

3) 地基基础抗压静载试验***装置纵向移动时，驾驶室2控制启动柴油发动机组4，然后开启电机液压泵3，通过所述电机液压泵3驱动长船支腿51的长船支腿油缸511同步顶升使得内船7离地仅长船5支撑于地面，之后两长船纵移油缸55同向同步伸或缩（由行走方向决定），推动长船支腿51以及相连的平台1平稳的移动，满行程后，4个长船支腿油缸511同步收缩使得长船5离地仅内船7撑地，之后两侧纵移油缸55同向同步缩或伸，长船5即向前移动，使得所述***装置形成一次纵向移动，驱动长船支腿51的长船支腿油缸511使得内船7离地且长船5再次支撑于地面，重复以上动作即实现纵移。

4) 地基基础抗压静载试验***装置横向移动时，驱动4个长船支腿油缸511同步收缩使得长船5离地，内船7撑地，之后4个横移油缸75同向同步伸或缩（由行走方向决定），推动与内船支腿71相连的平台1横向移动，满行程后，4个长船支腿油缸511同步顶升使得内船7离地，仅长船5支撑于地面，之后4个横移油缸75同向同步缩或伸使内船7横移，使得所述***装置形成一次横向移动，驱动4个长船支腿油缸511同步收缩使得长船5离地，使得内船7撑地，重复以上动作即实现横移。

5) 旋转时，4个长船支腿油缸511同步收缩使得长船5离地，两个旋转平台6下的两侧两组横移油缸75做相对反向运动（同一侧旋转平台下的横移油缸同向），两个旋转平台6即反向移动，通过旋转平台6连接轴带动平台1在旋转平台6上转动，满转角后将内船7提起，横移油缸75反向复位，重复以上动作进行回转。（地基基础抗压静载试验***的回转运动通过平台1与旋转平台6作相对转动实现。长船5提起后，内船7接地，整个平台1支撑在旋转平台6上，当前后横移油缸75分别伸长和缩短时，由于内船轨道槽74的制约，内船行走小车712带动两个旋转平台6分别沿内船7作方向相反的直线运动，而平台1由旋转平台6的连接轴61带动只能作相对地面的转动。在回转过程中，连接轴61可沿椭圆形盲孔62长轴方向移动，使其能补偿回转时所需要的伸长量。由于平台1支撑在旋转平台6上转动，从而大大降低了回转时的摩擦阻力，也避免了在回转过程中机构受力过大产生损坏的可能性和回转不到位。）。

6) 在行走接近受检部位时，应调整方向基本以纵移为主就位，减少干扰挤压。准确就位后，在合适的位置通过长船支腿油缸511升降压入基准桩，将球铰和主测油缸11连接，选用相应试验规格、高度的传力柱对中安放于受检部位表面，安装基准梁，长船支腿油缸511升降至合适高度并调平。之后即可进行常规的静载试验工作。

7) 等该基桩静载试验做完后，不用装卸平台1上的压重，直接将装置平移到下一根基桩，继续下一根基桩试验。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种地基基础抗压静载试验***，其特征在于，所述试验***包括：

一用于承载压重的平台，其上端中部设有一主测油缸，所述平台位于主测油缸两侧的位置分别开设有两通孔；

设置于所述平台一侧的驾驶室，设置于所述平台另一侧的发动机组和电机液压泵；所述驾驶室通过发动机组与电机液压泵连接；

两旋转平台，其中部设置有盲孔，盲孔内设置有与所述平台通孔对应的连接轴，所述旋转平台通过连接轴与所述平台连接；

两长船，分别通过连接件与所述平台两端侧面连接，包括长船安全支墩，设置于所述长船安全支墩上的两长船轨道侧板，两长船轨道侧板间形成的长船轨道槽，设置于长船轨道槽内的纵移油缸以及可滑动地设置于所述长船轨道槽内的长船支腿；所述长船支腿上设有长船升降油缸，所述长船通过长船支腿与连接件连接；

两内船，分别与所述旋转平台两端连接，包括内船安全支墩，设置于所述内船安全支墩上的两内船轨道侧板，两内船轨道侧板间形成的内船轨道槽，设置于所述内船轨道槽内的横移油缸以及可滑动地设置于所述内船轨道槽内的内船支腿；

所述纵移油缸、长船升降油缸、横移油缸分别与电机液压泵连接。

2.根据权利要求1所述的一种地基基础抗压静载试验***，其特征在于，所述长船支腿上还设置有长船球头支座，长船行走小车；所述长船升降油缸，长船球头支座以及长船行走小车依次连接，长船行走小车与所述纵移油缸连接；所述纵移油缸一端设置支墩连接件，另一端设置小车连接件，所述纵移油缸通过支墩连接件与长船安全支墩连接，通过小车连接件与长船行走小车连接。

3.根据权利要求2所述的一种地基基础抗压静载试验***，其特征在于，所述长船行走小车上设置有长船支腿车轮，长船支腿车轮尺寸与所述长船轨道槽相匹配，所述长船支腿通过长船行走小车滑动地设置于所述长船轨道槽内。

4.根据权利要求1所述的一种地基基础抗压静载试验***，其特征在于，所述内船支腿上还设置有内船球头支座，内船行走小车；所述内船球头支座、内船行走小车连接、横移油缸依次连接。

5.根据权利要求4所述的一种地基基础抗压静载试验***，其特征在于，所述内船行走小车上设置有内船支腿车轮，内船支腿车轮尺寸与所述内船轨道槽相匹配，所述内船支腿通过内船行走小车滑动地设置于所述内船轨道槽内。

6.根据权利要求1所述的一种地基基础抗压静载试验***，其特征在于，所述长船支腿沿长船轨道槽单次纵向行走行程为0~3600mm。

7.根据权利要求1所述的一种地基基础抗压静载试验***，其特征在于，所述内船支腿沿内船轨道槽单次横向位移行程为0~400mm。

8.根据权利要求1所述的一种地基基础抗压静载试验***，其特征在于，所述旋转平台单次旋转角度为0~10°。

9.根据权利要求1所述的一种地基基础抗压静载试验***，其特征在于，所述长船支腿升降行程为0~1200mm。

10.根据权利要求1所述的一种地基基础抗压静载试验***，其特征在于，所述长船安全支墩接地比压大于13t/m²，所述内船安全支墩接地比压大于15t/m²，所述两内船之间的间距大于2800mm。