CN104074208A - 一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱，桩周承压体（2）的中心区域设置有与单桩承压体（3）相匹配的环形腔，单桩承压体（3）位于桩周承压体（2）的环形腔中，液压离合传力柱（5）设置在单桩承压体（3）上侧的中部，桩周承压体（2）和液压离合传力柱（5）的上面设置有常规承压板（1），在单桩承压板（3）上对称地固定有至少两个激光位移传感器（4）。本发明可以在一次提供试验反力的条件下，完成复合地基和增强体单桩两种静载荷试验，能显著降低静载荷试验的总体能耗，能在复合地基静载荷试验中同步测量增强体单桩实际承担的竖向荷载。

Description

一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱
技术领域
本发明涉及一种用于复合地基静载荷试验和增强体单桩静载荷试验的装置。
背景技术
复合地基是“部分土体被增强或被置换，形成由地基土和竖向增强体共同承担荷载的人工地基”，在各类工业和民用建筑中广泛应用。按照现行国家专业技术规范《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012规定，复合地基承载力的验收检验应采用复合地基静载荷试验，对有粘结强度的复合地基增强体尚应进行单桩静载荷试验。
实施静载荷试验须有足够的试验反力，目前试验反力都是由重物（如用钢材、混凝土制作的荷载块）平台提供。在实施静载荷试验过程中，重物的运输、吊装、安装都需消耗能源，据测算每百吨试验反力需消耗柴油50-60公斤。由于各地城乡基本建设规模日趋扩大，地基基础静载荷试验的总量也迅猛增加，其所消耗的能源是惊人的，据不完全统计江苏北部一个地级市仅地基基础静载荷试验一项业务全年就消耗柴油600吨，折合标准煤870吨。
目前，约70%的复合地基属于“增强体有粘结强度的复合地基”，即这种类型的复合地基验收检验必须包含复合地基静载荷试验和增强体单桩静载荷试验。这就意味着，每完成一组（复合地基和增强体单桩）的静载荷试验必须二次提供试验反力，导致二次消费能源。按照国家大力提倡的“能源节约型社会”要求，这种试验模式在节能减排方面有尚有很大的创新空间。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱，使实施一组复合地基静载荷试验和增强体单桩静载荷试验只需提供一次试验反力，能在复合地基静载荷试验中同步测量增强体单桩实际承担的竖向荷载，能显著降低静载荷试验的总体能耗。
为了实现上述目的，本发明提供一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱，包括常规承压板、桩周承压体、与增强体单桩横截面相适应的单桩承压体、液压离合传力柱，所述桩周承压体的中心区域设置有与单桩承压体相匹配的环形腔，所述单桩承压体位于桩周承压体的环形腔中，液压离合传力柱设置在单桩承压体上侧的中部，所述液压离合传力柱的最低高度小于桩周承压体的厚度，所述常规承压板放置在桩周承压体和液压离合传力柱的上面。
进一步，在单桩承压板上表面对称地固定有至少两个激光位移传感器，所述激光位移传感器连接到显示屏或上位机。
进一步，所述激光位移传感器对称地环绕在液压离合传力柱的外侧并固定在单桩承压板的上表面，激光位移传感器的数量至少有两个。
进一步，所述液压离合传力柱的横截面为圆形，其直径不小于单桩承压体直径的三分之一。
进一步，所述液压离合传力柱的高度变化范围为0-200mm。
本发明通过承压箱离合状态的转换，“合”状态时，可实施复合地基静载荷试验，“离”状态时，则可实施增强体单桩静载荷试验，在仅一次提供试验反力的条件下，可以完成复合地基和增强体单桩两种静载荷试验；另外，在增强体单桩静载荷试验中通过实测桩身承压板与常规承压板之间的距离变化，还可以方便计算出增强体单桩相对于试验基准的实际竖向位移。
附图说明
图1是常规复合地基静载荷试验示意图；
图2是常规复合地基增强体单桩静载荷试验示意图；
图3是本发明的结构示意图。
图中：1、常规承压板，2、桩周承压体，3、单桩承压板，4、激光位移传感器，5、液压离合传力柱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
为了叙述方便，文中所称的“上”“下”与附图本身的左、右方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。
如图3所示，本发明提供的一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱，包括常规承压板1、桩周承压体2、与增强体单桩横截面相匹配的单桩承压体3、液压离合传力柱5，所述桩周承压体2的中心区域设置有与单桩承压体3相适应的环形腔，所述单桩承压体3位于桩周承压体2的环形腔中，液压离合传力柱5设置在单桩承压体3上侧的中部，所述液压离合传力柱5的最低高度小于桩周承压体2的厚度，所述常规承压板1放置在桩周承压体2和液压离合传力柱5的上面。
为了方便测出桩身的竖向位移，可以在单桩承压板3上设置有激光位移传感器4，所述激光位移传感器4连接到显示屏或上位机，所述激光位移传感器4对称地环绕在液压离合传力柱5的外侧并固定在单桩承压板3的上表面，激光位移传感器4的数量至少有两个，这样可以通过非接触测量的方式测量单桩承压板与常规承压板之间的距离变化，也能得出比较精确的数值。
为了进一步保证载荷试验数据的精确性，所述液压离合传力柱5的横截面为圆形，其直径不小于单桩承压体3直径的四分之一。
为了更方便的实现承压箱离合状态的转换，所述液压离合传力柱5的高度变化范围为0-200mm。
在复合地基静载荷试验的实施初始，应首先通过控制液压离合传力柱5使桩周承压体2和单桩承压体3同步承压，即为承压箱的“合”状态。具体为，按照地基基础设计文件提供的该复合地基中地基土、增强体单桩分别应承担的荷载比例，调节液压离合传力柱5的高度，使重物平台提供的反力传递给增强体单桩的荷载符合这一比例，同时通过激光位移传感器4实测单桩承压体3与常规承压板1之间的竖向距离。该距离是保证桩周承压体2和单桩承压体3同步承压的控制参数，也是承压箱为“合”状态的识别参数。在复合地基静载荷后续试验的过程中，应随时监控此参数不变直至复合地基静载荷试验结束。此过程中，实测的液压离合传力柱5的荷载值，即是增强体单桩实际承受的荷载。
在增强体单桩静载荷试验的实施初始，仍需调节液压离合传力柱5的高度，使液压离合传力柱5的上表面的高度高于桩周承压体2的高度，从而使重物平台提供的全部反力都由增强体单桩承担，桩周承压体2不再承压，桩周承压体2和常规承压板1分离，即为承压箱的“离”状态。应保持此状态至增强体单桩静载荷试验结束。此过程中，实测的液压离合传力柱5的荷载值也是增强体单桩实际承受的荷载。同时通过激光位移传感器4实测单桩承压体3与常规承压板1之间的竖向距离变化，再结合常规承压板1相对于试验基准之间的位移即可计算出增强体单桩相对于试验基准的实际竖向位移。
以上所称的液压离合传力柱5的荷载值及激光位移传感器4的位移值的测量结果可以直接显示，也可数字化输出至上位机，所述上位机包括计算机或二次仪表。
本发明在一次提供试验反力的条件下，完成复合地基和增强体单桩两种静载荷试验的步骤如下。
1、抽样选定的复合地基测点已处理平整，地基土与地基增强体的顶面齐平，并按照地基基础设计文件的要求已敷设褥垫层。
2、单桩承压板3的上平面已对称固定两个激光位移传感器4，将单桩承压板3放置到地基增强体的顶面上，再将液压离合传力柱5安装于单桩承压板3的上平面中心。并确认液压离合传力柱5的竖向力轴线能够通过单桩承压板3的平面中心和与地基增强体的顶面中心。
3、将桩周承压体2与单桩承压板3组装。
4、将常规承压板1安装在桩周承压体2和液压离合传力柱5的上面。
5、将常规静载荷试验加载设备安装于常规承压板1的上平面，并搭建重物平台。并确认重物平台提供的反力能通过常规加载设备逐级传递给常规承压板1及桩周承压体2、液压离合传力柱5和单桩承压板3。
6、设立本次试验的位移基准及常规承压板1上的位移测量点，并在试验过程中按时测量常规承压板1相对于位移基准之间的位移量。
7、先进行复合地基静载荷试验，控制液压离合传力柱5使桩周承压体2和单桩承压板3同步承压，即桩周承压板2与单桩承压板3为“合”的状态。控制参数前面已叙述，应维持“合”的状态至复合地基静载荷试验结束。此后，试验的加载方法和步骤应与现有技术方法一致。因为桩周承压体2和单桩承压板3处于同步承压状态，复合地基的位移就是常规承压板1相对于位移基准之间的位移。实时测量的液压离合传力柱5的荷载值就是增强体单桩实际承受的荷载，该值是分析评价复合地基的整体承载能力的重要因子。
8、复合地基静载荷试验结束后，可进行增强体单桩静载荷试验。首先控制液压离合传力柱5使单桩承压板3单独承压，桩周承压体2不再承压，即桩周承压体2和单桩承压板3分离，保证重物平台提供的全部反力能够通过液压离合传力柱5逐级传递给增强体单桩。此后，试验的加载方法和步骤应与现有技术方法基本一致。实时测量液压离合传力柱5的荷载值就是增强体单桩实际承受的荷载，此时该值则应与现有技术方法测量的重物平台提供的反力基本相等，两者可以相互验证。增强体单桩相对于位移基准点的实际竖向位移可以通过激光位移传感器4量出的单桩承压板3与常规承压板1之间的距离变化、结合常规承压板1相对于位移基准之间的位移量计算得出。

Claims (5)

1. 一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱，包括常规承压板（1），其特征在于，还包括桩周承压体（2）、与增强体单桩横截面相适应的单桩承压体（3）、液压离合传力柱（5），所述桩周承压体（2）的中心区域设置有与单桩承压体（3）相匹配的环形腔，所述单桩承压体（3）位于桩周承压体（2）的环形腔中，液压离合传力柱（5）设置在单桩承压体（3）上侧的中部，所述液压离合传力柱（5）的最低高度小于桩周承压体（2）的厚度，所述常规承压板（1）放置在桩周承压体（2）和液压离合传力柱（5）的上面。
2.根据权利要求1 所述的一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱，其特征在于，在单桩承压板（3）上设置有激光位移传感器（4），所述激光位移传感器（4）连接到显示屏或上位机。
3.根据权利要求2 所述的一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱，其特征在于，所述激光位移传感器（4）对称地环绕在液压离合传力柱（5）的外侧并固定在单桩承压板（3）的上表面，激光位移传感器（4）的数量至少有两个。
4.根据权利要求1 至3中任一权利要求所述的一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱，其特征在于，所述液压离合传力柱（5）的横截面为圆形，其直径不小于单桩承压体（3）直径的四分之一。
5.根据权利要求1 至3中任一权利要求所述的一种复合地基静载荷试验专用离合式承压箱，其特征在于，所述液压离合传力柱（5）的高度变化范围为0-200mm。
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