CN105971038B - 堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统，包括内外船步履式地基基础抗压静载试验系统，还包括锚桩机构，所述锚桩机构包括锚桩，锚桩压入地下形成抗拔摩擦力，与系统自重、系统承压平台的压重共同提供系统试验反力。本发明增加锚桩机构，堆锚结合提供试验反力，同等规格系统下降低系统总重量达到同样效果，优化系统结构。
Description
技术领域
本发明涉及地基基础检测领域，具体涉及一种堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统。
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。内外船步履式地基基础抗压静载试验系统通过外船、内船与旋转平台、承压平台的配合实现整个系统的自由行走、准确定位，避免了重复拆装，降低了吊装作业的不安全度，提高了效率又节约能源和人力，同时降低了设备损耗。
但试验用的反力完全的由压重（包括系统的自重）提供，系统本身受到极限的堆压制约。如以600吨规格的系统来举例说明，极限工作情况下，系统的总重量为600吨，所有的油缸动力系统等必须按600吨的需求配置，内船和外船的结构以及接地面积也必须与600吨相配套。内船与外船接地面积是影响整体设计的核心因素，同样的重量，接地面积越小则系统对地面的压强越大，没有足够的接地面积，系统在不同场地环境下的支撑行走能力会受到极大制约，地表土层很软的工地可能寸步难行，从而降低实用性，这也是实际应用中的常见问题。理论上接地面积可以根据需求加大，但带来的是，内船外船船体加大加强、平台的构造随之增大增强等，既增加了制造成本，又产生了运输能力、成本等等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统，增加锚桩机构，堆锚结合提供试验反力，同等规格系统下降低系统总重量达到同样效果，优化系统结构。
本发明通过以下技术方案实现：
堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统，包括内外船步履式地基基础抗压静载试验系统，还包括锚桩机构，所述锚桩机构包括锚桩，锚桩压入地下形成抗拔摩擦力，与系统自重、系统承压平台的压重共同提供系统试验反力。
本发明进一步改进方案是，所述锚桩机构包括锚桩和锚桩夹持附件，在外船或内船上开设锚桩贯通孔，锚桩夹持附件固定在锚桩贯通孔四周上方的外船上，锚桩两侧壁上间隔设置凸起的挡块，锚桩顶端设置桩帽，锚桩夹持附件包括支架及支架支撑的位于锚桩两侧对称的压板，压板内侧靠近锚桩抵靠挡块，外侧连接有复位弹簧，内外船步履式地基基础抗压静载试验系统的外船升降油缸的升缩将锚桩压入或拔出。
本发明另一改进方案是，所述锚桩机构包括锚桩、锚桩夹持附件和锚桩油缸，锚桩夹持附件通过锚桩油缸连接承压平台，锚桩垂直穿装过锚桩夹持附件，锚桩两侧壁上间隔设置凸起的挡块，锚桩顶端设置桩帽，锚桩夹持附件包括支架及支架支撑的位于锚桩两侧对称的压板，压板内侧靠近锚桩抵靠挡块，外侧连接有复位弹簧，锚桩油缸的升缩将锚桩压入或拔出。
本发明更进一步改进方案是，所述压板绕转轴转动，压板内侧靠近锚桩抵靠挡块，外侧上方连接有复位弹簧，压板上方或下方设有插装的限位插块。
本发明更进一步改进方案是，所述压板内侧设置成斜坡面，底边靠近锚桩抵靠挡块，外侧平行方向连接有复位弹簧。
本发明更进一步改进方案是，所述锚桩四周的锚桩夹持附件上设有锚桩扶正导向器。
本发明更进一步改进方案是，所述内外船步履式地基基础抗压静载试验系统包括
一承压平台，其中心下方设有一测试千斤顶定位固定装置，其中心两侧分别设有通孔，其四角位置设有外船连接口；
两旋转平台，平行对称位于承压平台中部下方前后两侧，旋转平台中心各设有穿孔，穿孔内设置有与通孔对应的连接轴，所述旋转平台通过连接轴与所述承压平台连接；所述两旋转平台两端上表面固设有四个下滑块，承压平台下有表面对应位置固设有四块上滑块，上滑块与下滑块叠压连接；
两外船，分别对称位于承压平台长度方向左右两端下方，通过纵移及升降机构与承压平台连接呈横倒的“工”字状，纵移及升降机构使外船支撑承压平台实现纵向移动与上下升降；
两内船，分别对称位于外船内侧、旋转平台下方长度方向左右两侧，内船通过横移机构与旋转平台横移滑动连接。
本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：
一、本发明由于增加锚桩机构，堆锚结合提供试验反力，对系统的设计带来极大优化，具有极大优势。如以600吨规格的系统来举例说明，极限工作情况下，原内外船步履式地基基础抗压静载试验系统的反力完全由压重和系统的自重提供，总重量为600吨，所有的油缸动力系统等必须按600吨的需求配置，内船和外船的结构以及接地面积也必须与600吨相配套，而本发明中假设锚桩提供200吨反力，则系统的总重量只需要400吨，相应的部件按400吨配置即可。系统400吨配置与原600吨配置达到同样的效果，节约了制造成本，降低运输能力要求，优化系统结构，提升系统在场地环境下支撑行走能力。
二、本发明所述锚桩机构连接与外船或内船上，利用外船升降油缸的升缩将锚桩压入或拔出，结构简单，充分利用系统原有的升降缸实现操作，不用另设油缸，节约成本，方便实施。
三、本发明所述锚桩机构与承压平台连接，则需另设锚桩油缸，优势是锚桩油缸行程基本为压拔锚桩的有效行程，且压拔时仅锚桩油缸动作，而平台不动，位置相对可选，对承压平台要求降低。
附图说明
图1为实施例1立体图。
图2为实施例1锚桩垂装于锚桩夹持部件内局部正视放大图。
图3为实施例2立体图。
图4为实施例3立体图。
图5为实施例3锚桩垂装于锚桩夹持部件内局部正视放大图。
图6为内外船步履式地基基础抗压静载试验系统立体图。
图7为内外船步履式地基基础抗压静载试验系统正视图。
具体实施方式
如图6、图7所示，本发明的内外船步履式地基基础抗压静载试验系统包括一承压平台1、两旋转平台2、两外船3、纵移及升降机构4、两内船5、横移机构6，
承压平台1中心下方设有一测试千斤顶定位固定装置，其中心两侧分别设有平台通孔102，其四角位置设有外船连接口103；
两旋转平台2平行对称位于承压平台1中部下方前后两侧，其中心各设有穿孔201，穿孔201内设置有与平台通孔102对应的连接轴202，所述旋转平台2通过连接轴202与所述承压平台1连接；所述两旋转平台2两端上表面固设有四个下滑块203，承压平台1下有表面对应位置固设有四块上滑块104，上滑块104与下滑块203叠压连接；
两外船3分别对称位于承压平台1长度方向左右两端下方，通过纵移及升降机构4与承压平台1连接呈横倒的“工”字状，纵移及升降机构使外船支撑承压平台1实现纵向移动与上下升降；具体结构包括两个外船3、两个纵移轨道401、四个纵移油缸402，四个纵移小车403、四个外船球头支座404、四个升降油缸405、四个外船支脚连接件406，纵移轨道401纵向设于外船3上，两个纵移油缸402对称排设于一纵移轨道401内，两头纵移油缸402外端通过连接件与外船3连接，内端活塞杆与纵移小车403连接，升降油缸405底部通过外船球头支座404连接于纵移小车403上，升降油缸405顶部通过外船支脚连接件406与承压平台1的外船连接口103连接。
两内船5分别对称位于外船内侧、旋转平台下方长度方向左右两侧，内船5通过横移机构6与旋转平台2横移滑动连接；具体结构包括两个内船船体501、四个内船球头支座502、四个内船支柱503、四个横移轨道601、四个横移油缸602、四个横移小车603、四个分离轨道604和四个分离油缸605，四个横移轨道601两两横向设于两个旋转平台2下表面，设于同一旋转平台2下的两个横移轨道601处于同一直线上，中间断开，以旋转平台中线向左右两侧安装，各个横移轨道601内安装一个横移油缸602，横移油缸602靠近旋转平台2中部的内端通过连接件与旋转平台2连接，外端活塞杆连接横移小车603，横移轨道601向外侧延伸形成分离轨道604，分离轨道604内设分离油缸605，分离油缸605外端通过连接件与分离轨道604连接，内端活塞杆与横移小车603连接；内船支柱503顶部连接横移小车603，底部通过内船球头支座502连接在内船船体501上。
所述横移油缸602、分离油缸605与横移小车603的连接结构为快拆插接结构，可根据工作状态连接或断开，便于两内船横移、分离状态快速转换。
承压平台1下表面设有四个内船分离支座105，其位置与分离油缸外拉横移小车分离到位后的内船支柱403位置对应，使两内船分离后稳固支撑承压平台。
还包括设置于承压平台1一侧的驾驶室7，设置于承压平台1另一侧的发动机组8和电机液压泵9；所述驾驶室7通过发动机组8与电机液压泵9连接；
所述纵移油缸402、升降油缸405，横移油缸602、分离油缸605分别与电机液压泵连接；通过设置于驾驶室内的电气控制系统控制电机液压泵（电机液压泵、驾驶室图中均未示出），从而控制油路的不同组合，以上五种油缸根据需要伸缩，即可实现系统的纵移、升降、横移、旋转以及内船分离等五种行走就位动作。
本发明还包括锚桩机构7，所述锚桩机构7包括锚桩702，锚桩702压入地下形成抗拔摩擦力，与系统自重、系统承压平台的压重共同提供系统试验反力。
实施例1
如图1、2所示，实施例1所述锚桩机构7包括锚桩702和锚桩夹持附件，在外船3上开设锚桩贯通孔701，锚桩夹持附件固定在锚桩贯通孔701四周上方的外船3上，锚桩702垂直穿装于锚桩贯通孔701内，锚桩702两侧壁上间隔设置凸起的挡块703，锚桩702顶端设置桩帽704，锚桩夹持附件包括支架及支架支撑的位于锚桩两侧对称的绕转轴705转动的压板706，压板706内侧靠近锚桩抵靠挡块703，外侧上方连接有复位弹簧707，压板706上方或下方设有插装的限位插块708，内外船步履式地基基础抗压静载试验系统的外船升降油缸405的升缩将锚桩702压入或拔出。所述锚桩四周的锚桩夹持附件上设有锚桩扶正导向器709，便于操作中保证锚桩与地面垂直。
工作方式简单说明：系统到达检测指定位置后，通过外船升降油缸405的伸缩将锚桩702压入拔出，以压入为例，如图1、图2所示，将限位插块708插入压板706下部位置（将锚桩拔出时需将限位插块插入压板上部位置），内船支撑系统，外船升降油缸405将外船船体提升，锚桩702受自重影响不随之运动，压板706之下向上运动碰到挡块703后靠锚桩的内侧向下转动，到达下方挡块703上部后复位弹簧707将其推至水平，然后外船升降油缸405回缩将外船船体下压，限位插块708限制了压板706的转动，只能通过施加压力给挡块703将锚桩702压入地面，如此反复提升、下压外船船体，将锚桩702压入设定的深度，此时锚桩抗拔桩帽704与锚桩夹持附件的上表面接触，最后安装硬支撑。试验时，测试千斤顶位于系统平台的中心位置，向下加压使得系统平台向上运动，通过硬支撑拉动外船船体及其上的锚桩系统一起运动，而锚桩抗拔桩帽704限制整个系统的上拔，从而提供锚桩入土深度的抗拔摩擦力作为试验反力。
实施例2
如图3所示，在内船3上开设锚桩贯通孔701，锚桩夹持附件固定在锚桩贯通孔701四周上方的内船3上,其余同实施例1。
工作方式简单说明：系统到达检测指定位置后，通过外船升降油缸405的伸缩将锚桩702压入拔出，以压入为例，如图3、图4所示，将限位插块708插入压板706下部位置（将锚桩拔出时需将限位插块插入压板上部位置），外船支撑系统，外船升降油缸405将内船船体提升，锚桩702受自重影响不随之运动，压板706之下向上运动碰到挡块703后靠锚桩的内侧向下转动，到达下方挡块703上部后复位弹簧707将其推至水平，然后外船升降油缸405回缩将内船船体下压，限位插块708限制了压板706的转动，只能通过施加压力给挡块703将锚桩702压入地面，如此反复提升、下压内船船体，将锚桩702压入设定的深度，此时锚桩抗拔桩帽704与锚桩夹持附件的上表面接触，最后安装硬支撑。试验时，测试千斤顶位于系统平台的中心位置，向下加压使得系统平台向上运动，通过硬支撑拉动外船船体及其上的锚桩系统一起运动，而锚桩抗拔桩帽704限制整个系统的上拔，从而提供锚桩入土深度的抗拔摩擦力作为试验反力。
实施例3
如图4、图5所示，所述锚桩机构7包括锚桩702、锚桩夹持附件和锚桩油缸710，锚桩夹持附件通过锚桩油缸710连接承压平台1两端位置，锚桩702垂直穿装过锚桩夹持附件，锚桩702两侧壁上间隔设置凸起的挡块703，锚桩702顶端设置桩帽704，锚桩夹持附件包括支架及支架支撑的位于锚桩两侧对称的压板706，所述压板706内侧设置成斜坡面，底边靠近锚桩抵靠挡块703，外侧平行方向连接有复位弹簧(707)，锚桩油缸710的升缩将锚桩702压入或拔出。
工作方式简单说明：系统到达检测指定位置后，通过锚桩油缸710的伸缩将锚桩702压入拔出，以压入为例，如图5、图6所示，锚桩油缸710将锚桩夹持附件支架提升，锚桩702受自重影响不随之运动，压板706向上运动碰到挡块703后依靠斜坡面及复位弹簧707收缩向上避让，到达挡块703上部后复位弹簧707伸展将压板706向内侧推伸，然后锚桩油缸710回缩将锚桩夹持附件下压，压板706施加压力给挡块703将锚桩702压入地面，如此反复提升、下压锚桩夹持附件，将锚桩702压入设定的深度，此时锚桩抗拔桩帽704与锚桩夹持附件的上表面接触，最后安装硬支撑。试验时，测试千斤顶位于系统平台的中心位置，向下加压使得系统平台向上运动，通过硬支撑拉动外船船体及其上的锚桩系统一起运动，而锚桩抗拔桩帽704限制整个系统的上拔，从而提供锚桩入土深度的抗拔摩擦力作为试验反力。
Claims (6)
1.堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统，包括内外船步履式地基基础抗压静载试验系统，
一承压平台（1），其中心下方设有一测试千斤顶定位固定装置，其中心两侧分别设有通 孔（102），其四角位置设有外船连接口（103）；
两旋转平台（2），平行对称位于承压平台（1）中部下方前后两侧，旋转平台中心各设有穿孔（201），穿孔（201）内设置有与通孔（102）对应的连接轴（202），所述旋转平台（2）通过连接轴（202）与所述承压平台（1）连接；所述两旋转平台（2）两端上表面固设有四个下滑块（203），承压平台（1）下有表面对应位置固设有四块上滑块（104），上滑块（104）与下滑块（203）叠压连接；
两外船（3），分别对称位于承压平台（1）长度方向左右两端下方，通过纵移及升降机构（4）与承压平台（1）连接呈横倒的“工”字状，纵移及升降机构使外船支撑承压平台（1）实现纵向移动与上下升降；
两内船（5），分别对称位于外船内侧、旋转平台（2）下方长度方向左右两侧，内船（5）通过横移机构（6）与旋转平台（2）横移滑动连接；
其特征在于：还包括锚桩机构（7），所述锚桩机构（7）包括锚桩( 702 )，锚桩（702）连接外船（3）或内船（5）或承压平台（1），锚桩（702）压入地下形成抗拔摩擦力，与系统自重、系统承压平台的压重共同提供系统试验反力。
2. 根据权利要求1所述的堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：所述锚桩机构（7）包括锚桩（702）和锚桩夹持附件，在外船(3)或内船（5）上开设锚桩贯通孔(701)， 锚桩夹持附件固定在锚桩贯通孔（701）四周上方的外船（3）上，锚桩( 702 )垂直穿装于锚桩 贯通孔( 701 )内，锚桩( 702 )两侧壁上间隔设置凸起的挡块( 703 )，锚桩( 702 )顶端设置桩帽 (704)，锚桩夹持附件包括支架及支架支撑的位于锚桩两侧对称的压板（706），压板(706)内 侧靠近锚桩抵靠挡块( 703 )，外侧连接有复位弹簧( 707 )，内外船步履式地基基础抗压静载 试验系统的外船升降油缸(405)的升缩将锚桩(702)压入或拔出。
3.根据权利要求1所述的堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：所述锚桩机构( 7 )包括锚桩（702）、锚桩夹持附件和锚桩油缸（710），锚桩夹持附件通过锚桩油缸（710）连接承压平台（1），锚桩( 702 )垂直穿装过锚桩夹持附件，锚桩( 702 )两侧壁上间隔设 置凸起的挡块(703)，锚桩(702)顶端设置桩帽(704)，锚桩夹持附件包括支架及支架支撑的 位于锚桩两侧对称的压板（706），压板(706)内侧靠近锚桩抵靠挡块(703)，外侧连接有复位 弹簧(707)，锚桩油缸(710)的升缩将锚桩(702)压入或拔出。
4.根据权利要求2或3所述的堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：所述压板（706）绕转轴( 705 )转动，压板( 706 )内侧靠近锚桩抵靠挡块( 703 )，外侧上方连接有 复位弹簧(707)，压板(706)上方或下方设有插装的限位插块(708)。
5.根据权利要求2或3所述的堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：所述压板（706）内侧设置成斜坡面，底边靠近锚桩抵靠挡块( 703 )，外侧平行方向连接有复位 弹簧(707)。
6.根据权利要求2或3所述的堆锚结合式地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：所述锚桩四周的锚桩夹持附件上设有锚桩扶正导向器(709)。
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2016
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Denomination of invention: Static compression load test system of pile anchor combined foundation Effective date of registration: 20221207 Granted publication date: 20171124 Pledgee: Huaian Qingjiang puyintai financing Company limited by guarantee Pledgor: HUAI'AN INSTITUTE OF BUILDING SCIENCE CO.,LTD. Registration number: Y2022980024841 |
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