CN105152070B - 一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，活塞体的活塞与油缸体的内腔下部形成加载压力腔，活塞体的活塞与油缸体的内腔上部形成卸载压力腔；活塞体的活塞杆内部设有空腔空间，空腔空间内设有贮油区、电机和柱塞泵，该柱塞泵的进油口与贮油区连接；油缸体的缸壁上设有二个油道，分别与加载压力腔、卸载压力腔连通；换向阀的两工作油口与两油道连通，其进油口与柱塞泵连通，其回油口与贮油区连通。该千斤顶能明显改善现场静载荷试验在使用传统起重千斤顶时的缺陷和不足，能够从试验设备整体上提高静载荷试验的稳定性及测量系统的准确性。

Description

一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶

技术领域

本发明涉及建筑桩基检测领域，具体涉及一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶。

背景技术

目前，建筑桩基的竖向抗压承载力是建筑工程地基基础设计和施工质量中最重要的参数之一，应通过现场原位静载荷试验方法取得。静载荷试验是一种在建筑桩基的顶部施加竖向荷载，同步测量桩顶实际荷载和沉降，以确定桩基的竖向抗压承载力的现场试验方法。对静载荷试验中如何在桩基顶部施加竖向荷载，国家现行技术规范中规定“试验加载设备宜采用液压千斤顶”并必须安装“压力表、油泵、油管”等，还要求“千斤顶合力中心应与受检桩的横截面形心重合”。目前业内均采用起重千斤顶用于现场静载荷试验，常见的是单台起重能力2000-8000KN的分体式液压起重千斤顶直接安置在受检桩基的桩顶上表面。这种分体式液压起重千斤顶外形为圆柱体，自身只是一套液压油缸与活塞，使用时需在使用现场提前连接油泵、换向阀、压力表、油箱、油管等零部件，才能成为符合建筑基桩静载荷试验要求的液压系统。连接后的液压系统零部件分散且连接管线多而长，无法整体移动，必须拆解后各零部件单独移动。通常，分体式液压起重千斤顶的活塞设计为空腔，其目的之一是在结构上能够传递额定荷载的同时尽量降低自重。

静载荷试验在使用这种分体式液压起重千斤顶时主要存在以下四点缺陷和不足：

一、每一次静载荷试验都要在试验现场将千斤顶、液压泵、换向阀、压力表、贮油区、油管等零部件组装、拆解至少一遍，操作过程繁琐复杂，系统故障概率增加；

二、静载荷试验环境均为室外施工场地，难以避免风沙、扬尘、雨水、震动等恶劣环境，组装与拆解液压系统时容易污染油路，无法保证油路清洁密闭运行，以致液压系统存在隐患，影响测量准确性、可靠性和静载荷试验过程的安全性；

三、静载荷试验是一项常见的现场室外试验，一次试验周期仅需24-72小时，多频次的在不同的试验现场组装与拆解液压系统时极易人为损坏零部件，或造成液压系统跑冒滴漏，缩短设备的使用期限；

四、静载荷试验过程中，在竖向荷载作用下，受检桩基可能出现不均匀沉降，影响受检桩基的桩顶上表面的千斤顶的水平、垂直姿态，导致千斤顶合力出现偏心，干扰桩基顶部承受的竖向荷载，严重时会诱发安全事故。传统的分体式液压起重千斤顶不能监测千斤顶的姿态变化。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，该千斤顶能明显改善现场静载荷试验在使用传统起重千斤顶时的缺陷和不足，可避免在试验现场频繁地组装与拆解静载荷试验的液压系统，同时能简化静载荷试验的现场作业流程，能有效减少液压系统的油路污染和跑冒滴漏现象，进而可保证油路清洁密闭运行，延长液压系统的正常使用期限，降低液压系统的故障风险，能够从试验设备整体上提高静载荷试验的稳定性及测量系统的准确性。

为了实现上述目的，本发明提供一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，包括一体化相互配合的油缸体和活塞体、换向阀、柱塞泵、与柱塞泵连接的电机，所述活塞体的活塞与油缸体的内腔下部形成加载压力腔，活塞体的活塞与油缸体的内腔上部形成卸载压力腔；

所述活塞体的活塞杆内部设有空腔空间，活塞体的活塞杆的上部的一侧设有与空腔空间相通的通孔，所述空腔空间的下部设有贮油区，所述电机和柱塞泵均设置在空腔空间内，该柱塞泵的进油口通过管路与贮油区连接；

所述油缸体的缸壁夹层内分别设有第一油道和第二油道，第一油道和第二油道的上开口端均设置在油缸体的缸壁的顶面上，第一油道的下开口端设于油缸体的缸壁的下部且与加载压力腔的底部连通，第二油道的下开口端与卸载压力腔连通；

所述换向阀设置在油缸体的上端且靠近通孔的一侧，该换向阀的第一工作油口和第二工作油口分别与第一油道和第二油道的上开口端连通，其进油口通过第一管路穿过通孔与柱塞泵的出油口连通，其回油口通过第二管路穿过通孔伸入空腔空间下部与贮油区连通；

第一管路和第二管路至少有一段为软管，其中软管的柔性自由长度大于活塞体的伸缩行程。

在该技术方案中，通过使电机、柱塞泵、贮油区设置于活塞杆的空腔空间内，这样就形成了一个一体化的装置，极大地简化了静载荷千斤顶的结构，能有效地避免在试验现场组装与拆卸千斤顶上的液压系统，同时简化静载荷试验的现场作业流程，减少液压系统的油路污染和跑冒滴漏，保证油路清洁密闭运行，延长液压系统的正常使用期限，降低液压系统的故障风险。通过换向阀的设置能便于控制压力的加载或卸载，能便于实现自动化控制，能够从试验设备整体上提高静载荷试验技术的稳定性及测量系统的准确性。

进一步，所述柱塞泵为超高压轴向柱塞泵，所述电机设置于空腔空间的上部，所述柱塞泵设置于空腔空间的下部。超高压轴向柱塞泵能够保证试验所需要的压力，使电机和柱塞泵上下的设置能够充分利用活塞体上活塞杆内的空腔空间，从而能使该装置的重心平稳，这样可有效提高该千斤顶的系统性能。

进一步，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在换向阀上且通过换向阀与第一油道连通。这样，压力传感器可以直接测量加载压力腔内部的工作压力，也就便于技术人员通过活塞面积换算静载荷试验时桩基顶部实际承受的竖向荷载。

进一步，还包括姿态传感器，所述姿态传感器的数量为两个，且彼此对称地设置在活塞体上部的外侧。对称设置的姿态传感器能够直接监测该千斤顶的水平和垂直的姿态，从而可以使技术人员直接监测千斤顶的水平、垂直姿态，能及时调节千斤顶的加载状态，减少千斤顶姿态变化对桩基顶部竖向荷载的干扰，控制受检桩基出现不均匀沉降，保证检测的安全进行。

进一步，还包括与换向阀对称设置在油缸体上的控制模块，所述控制模块内设有GPS定位模块和无线收发模块，所述压力传感器和姿态传感器均与该控制模块电连接。控制模块的设置能够使该设备具有数据远传、GPS定位等功能。从而可以方便技术人员在远端就可以便捷地获得所需要的检测数据。

进一步，所述换向阀为带有自锁功能的电控换向阀或手控换向阀。自锁功能能够使换向阀保持在一定的工作状态，从而可以确保桩基静载荷试验的稳定性。

进一步，所述油缸体外侧的上部对称地设置有一对吊钩。吊钩可以便于设备整体的吊装移位。

进一步，所述通孔为椭圆孔。椭圆孔可以方便对第一管路和第二管路的维护。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、油缸体，2、活塞体，3、加载压力腔，4、卸载压力腔，5、换向阀，6、柱塞泵，7、电机，8、空腔空间，9、通孔，10、贮油区，11、第一油道，12、第二油道，13、第一管路，14、第二管路，15、压力传感器，16、姿态传感器，17、控制模块，18、吊钩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，包括一体化相互配合的油缸体1和活塞体2、换向阀5、柱塞泵6、与柱塞泵6连接的电机7，所述活塞体2的活塞与油缸体1的内腔下部形成加载压力腔3，活塞体2的活塞与油缸体1的内腔上部形成卸载压力腔4；所述活塞体2的活塞杆内部设有空腔空间8，活塞体2的活塞杆的上部的一侧设有与空腔空间8相通的通孔9，所述空腔空间8的下部设有贮油区10，当然这个贮油区10也可以设立一个独立的油箱，将这个油箱放到空腔空间8的下部；所述电机7和柱塞泵6均设置在空腔空间8内，电机7可以为交流电机也可以为直流电机，该柱塞泵6的进油口通过管路与贮油区10连接且能在贮油区10内的液位变化时始终能保证柱塞泵6进油口的吸油；所述油缸体1的缸壁夹层内分别设有第一油道11和第二油道12，第一油道11和第二油道12的上开口端均设置在油缸体1的缸壁的顶面上，第一油道11的下开口端设于油缸体1的缸壁的下部且与加载压力腔3的底部连通，第二油道12的下开口端与卸载压力腔4连通；所述换向阀5设置在油缸体1的上端且靠近通孔9的一侧，该换向阀5的第一工作油口和第二工作油口分别与第一油道11和第二油道12的上开口端连通，其进油口通过第一管路13穿过通孔9与柱塞泵6的出油口连通，其回油口通过第二管路14穿过通孔9伸入空腔空间8下部与贮油区10连通，换向阀5可以选择两位两通换向阀；第一管路13和第二管路14至少有一段为软管，其中软管的柔性自由长度大于活塞体2的伸缩行程。通过使电机7、柱塞泵6、贮油区10设置于活塞杆的空腔空间8内，这样就形成了一个一体化的装置，极大地简化了静载荷千斤顶的结构，能有效地避免在试验现场组装与拆解千斤顶上的液压系统，同时简化静载荷试验的现场作业流程，减少液压系统的油路污染和跑冒滴漏，保证油路清洁密闭运行，延长液压系统的正常使用期限，降低液压系统的故障风险。通过换向阀5的设置能便于控制压力的加载或卸载，能便于实现自动化控制。

所述柱塞泵6为超高压轴向柱塞泵，所述电机7设置于空腔空间8的上部，所述柱塞泵6设置于空腔空间8的下部，这里柱塞泵6可以采用油浸式的安装方式，使柱塞泵6浸在贮油区10的油液里，采用油浸式的安装方式时，电机7和柱塞泵6之间设有密封法兰，密封法兰使空腔空间8的上部与下部隔离为两个独立的空间。超高压轴向柱塞泵能够保证试验所需要的压力， 使电机7和柱塞泵6上下设置能够充分利用活塞体2上活塞杆的空腔空间8，从而能使该装置的重心平稳，这样可有效提高该千斤顶的系统性能。

还包括压力传感器15，所述压力传感器15设置在换向阀5上且通过换向阀5与第一油道11连通。这样，压力传感器15可以直接测量加载压力腔3内部的工作压力，也就便于技术人员通过活塞面积换算静载荷试验时桩基顶部实际承受的竖向荷载。当然也可以采用外置压力传感器设置在受力面上的方式来获得竖向荷载数据。

还包括姿态传感器16，所述姿态传感器16的数量为两个，且彼此对称地设置在活塞体2上部的外侧。对称设置的姿态传感器16能够直接监测该千斤顶的水平和垂直的姿态，从而可以使技术人员直接监测千斤顶的水平、垂直姿态，能及时调节千斤顶的加载状态，减少千斤顶姿态变化对桩基顶部竖向荷载的干扰，避免受检桩基出现不均匀沉降，保证检测的安全进行。

还包括与换向阀5对称设置在油缸体1上的控制模块17，所述控制模块17内设有GPS定位模块和无线收发模块，所述压力传感器15和姿态传感器16均与该控制模块17电连接。控制模块17的设置能够使该设备具有数据远传、GPS定位等功能。从而可以方便技术人员在远程就可以便捷地获得所需要的检测数据与信息。

所述换向阀5为带有自锁功能的电控换向阀或手控换向阀。自锁功能能够使换向阀保持在一定的工作状态，从而可以确保桩基静载荷试验的稳定性。优选为电控换向阀，这样能便于实现自动化控制。

所述油缸体1外侧的上部对称地设置有一对吊钩18。吊钩18可以便于设备整体的吊装移位。

所述通孔9为椭圆孔。椭圆孔可以方便对第一管路13和第二管路14的维护。

加载时，控制电机7驱动柱塞泵6，控制换向阀5的进油口与第一工作油口连通，这样高压液压油就通过第一油道11进入加载压力腔，驱动活塞体2向上伸出，即可对桩基施加竖向荷载；卸载时，使换向阀5的进油口与第二工作油口连通，这样高压液压油就通过第二油道12进入卸载压力腔，从而可以驱动活塞体2向下收缩，即能实现对桩基的竖向荷载的卸载。

Claims (8)

1.一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，包括一体化相互配合的油缸体（1）和活塞体（2），所述活塞体（2）的活塞与油缸体（1）的内腔下部形成加载压力腔（3），活塞体（2）的活塞与油缸体（1）的内腔上部形成卸载压力腔（4），其特征在于，还包括换向阀（5）、柱塞泵（6）、与柱塞泵（6）连接的电机（7）；

所述活塞体（2）的活塞杆内部设有空腔空间（8），活塞体（2）的活塞杆的上部的一侧设有与空腔空间（8）相通的通孔（9），所述空腔空间（8）的下部设有贮油区（10），所述电机（7）和柱塞泵（6）均设置在空腔空间（8）内，该柱塞泵（6）的进油口通过管路与贮油区（10）连接；

所述油缸体（1）的缸壁夹层内分别设有第一油道（11）和第二油道（12），第一油道（11）和第二油道（12）的上开口端均设置在油缸体（1）的缸壁的顶面上，第一油道（11）的下开口端设于油缸体（1）的缸壁的下部且与加载压力腔（3）的底部连通，第二油道（12）的下开口端与卸载压力腔（4）连通；

所述换向阀（5）设置在油缸体（1）的上端且靠近通孔（9）的一侧，该换向阀（5）的第一工作油口和第二工作油口分别与第一油道（11）和第二油道（12）的上开口端连通，其进油口通过第一管路（13）穿过通孔（9）与柱塞泵（6）的出油口连通，其回油口通过第二管路（14）穿过通孔（9）伸入空腔空间（8）下部与贮油区（10）连通；

第一管路（13）和第二管路（14）至少有一段为软管，其中软管的柔性自由长度大于活塞体（2）的伸缩行程。

2.根据权利要求1所述的一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，其特征在于，所述柱塞泵（6）为超高压轴向柱塞泵，所述电机（7）设置于空腔空间（8）的上部，所述柱塞泵（6）设置于空腔空间（8）的下部。

3.根据权利要求1或2所述的一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，其特征在于，还包括压力传感器（15），所述压力传感器（15）设置在换向阀（5）上且通过换向阀（5）与第一油道（11）连通。

4.根据权利要求3所述的一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，其特征在于，还包括姿态传感器（16），所述姿态传感器（16）的数量为两个，且彼此对称地设置在活塞体（2）上部的外侧。

5.根据权利要求4所述的一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，其特征在于，还包括与换向阀（5）对称设置在油缸体（1）上的控制模块（17），所述控制模块（17）内设有GPS定位模块和无线收发模块，所述压力传感器（15）和姿态传感器（16）均与该控制模块（17）电连接。

6.根据权利要求5所述的一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，其特征在于，所述换向阀（5）为带有自锁功能的电控换向阀或手控换向阀。

7.根据权利要求6所述的一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，其特征在于，所述油缸体（1）外侧的上部对称地设置有一对吊钩（18）。

8.根据权利要求1或2所述的一种建筑桩基静载荷试验一体化千斤顶，其特征在于，所述通孔（9）为椭圆孔。