CN106013278B - 非扰动地基基础抗压静载试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非扰动地基基础抗压静载试验系统，包括一承压平台、两旋转平台、两外船、纵移及升降机构、两内船和横移机构，横移轨道横向设于旋转平台下表面，两横移油缸位于横移轨道内，横移油缸内端靠近旋转平台中心，均与旋转平台连接，外端伸缩杆连接两侧的横移小车，内船支柱顶部连接横移小车，底部连接在内船船体上。横移时内船横移小车在旋转平台下悬吊移动，两内船对应的轨道在同一平面，不存在地面不平形成的移动阻力。同时本发明内船可实现分离，在获得更大的内船间距获得非扰动效果的同时，减小旋转平台的长度，旋转动力更大更有效。

Description

非扰动地基基础抗压静载试验系统

技术领域

本发明涉及地基基础检测领域，具体涉及一种非扰动地步履式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。

申请人已公开的专利申请文件“一种地基基础抗压静载试验系统”（申请号：201410146815.0），如图1所示，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。但该系统结构中，由于内船的轨道槽、横移油缸及内船支脚、内船横移小车均设置于内船安全支墩上，在横移过程中，内船横移小车在内船安全支墩上移动。由于检测现场无法做到完全平整，两内船对应的轨道不在同一平面，实际移动中阻力较大，极端情况下会出现无法横移的情况。同时，内船安全支墩与内船横移小车相连，重心随横移而变化，当内船被提起时，会产生倾斜影响行走。再者，其内船间隔距离不可变，为了减小外部压重对受检部位的扰动，规范要求压重平台支墩边至受检部位中心的距离不小于4倍的受检部位直径并大于2米，以常用的直径0.6米的管桩为例，即要求两内船之间间距始终不小于4.8米，旋转平台的长度也必须与之相适应，旋转平台滑块位置距离平台中线很远，主要由旋转平台滑块提供的旋转动力的有效分量很小，造成转动困难，同时因为旋转控制需要，内船设为斜边与外船之间形成一定间隙，也相应的加长了旋转平台长度。因此，现有的技术方案中均回避内船间距问题，即无法避免对受检部位的扰动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种非扰动地基基础抗压静载试验系统，横移轨道、横移油缸及横移小车设置于旋转平台下表面，横移时内船横移小车在旋转平台下悬吊移动，两内船对应的轨道为在同一平面，不存在地面不平形成的移动阻力。同时本发明内船可实现分离，在获得更大的内船间距同时，减小旋转平台的长度，旋转动力更大更有效。

本发明通过以下技术方案实现：

非扰动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；

设置于承压平台一侧的驾驶室，设置于承压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；

所述纵移及升降机构和横移机构的油缸分别与电机液压泵连接；

内船包括内船船体、内船支柱，横移机构包括横移轨道、横移油缸、横移小车，横移轨道横向设于旋转平台下表面，两横移油缸位于横移轨道内，横移油缸内端靠近旋转平台中心，均与旋转平台连接，外端活塞杆连接两侧的横移小车，内船支柱顶部连接横移小车，底部连接在内船船体上。

本发明进一步改进方案是，所述横移轨道向外侧延伸形成分离轨道，分离轨道内设分离油缸，分离油缸外端与分离轨道连接，内端活塞杆与横移小车连接；分离油缸与电机液压泵连接。

本发明更进一步改进方案是，承压平台下表面设有四个内船分离支座，其位置与分离油缸外拉横移小车分离到位后的内船支柱位置对应。内船分离到位后，内船支柱抵靠在分离支座上，内船支撑系统更加稳定。

本发明更进一步改进方案是，所述横移油缸和/或分离油缸与横移小车的连接结构为快拆卡接或插接结构。在实现内船横移与分离时，实现快捷拆装转换。

本发明更进一步改进方案是，所述内船支柱底部通过内船球头支座连接在内船船体上。内船船体与内船支柱通过内船球头支座固定连接，内船船体不会倾斜。

本发明更进一步改进方案是，所述承压平台下表面、两旋转平台之间设有旋转复位油缸，旋转复位油缸的活塞杆连接于旋转平台内侧；旋转复位油缸与电机液压泵连接。在旋转动作过程中内船船体复位时，如单纯依靠横移油缸的动作，在受力分析上均存在问题，对结构会产生损坏，而加设旋转复位油缸解决这一问题。

本发明更进一步改进方案是，纵移及升降机构包括纵移轨道、纵移油缸，纵移小车、升降油缸、外船支脚连接件，纵移轨道纵向设于外船上表面，纵移油缸设置于纵移轨道内，纵移油缸外端与外船连接，内端活塞杆与纵移小车连接，升降油缸底部连接于纵移小车上，升降油缸顶部通过外船支脚连接件与承压平台的外船连接口连接。

本发明更进一步改进方案是，所述外船升降油缸底部通过外船球头支座连接在外船纵移小车上。

本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：

1、本发明通过外船、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和，同时降低了设备损耗。

2、由于本发明横移机构设于旋转平台下表面，横移内船船体时，内船船体悬空，横移油缸推动横移小车在横移轨道内滑动移位，无论下方的检测场地是否平整，上方的横移轨道均处于同一平面，不会出现无法横移的现象。

3、本发明设置内船分离油缸实现了内船分离功能，并获得对受检部位非扰动的效果。在获得更大的两内船间距的同时，可减小旋转平台的长度，旋转的动力更大更有效，也减小了平台长度。为减小外部压重对受检部位的扰动（影响受检样品状态，严重的会产生破坏，严格意义上，扰动恢复前不可进行试验，而扰动恢复一般需一周以上休止期），规范要求承压平台支墩边至受检部位中心的距离不小于4倍的受检部位直径并大于2米。以常用的直径0.6米的管桩为例，这一要求即为2.4米。如内船不能分离，两内船安全支墩内侧间距始终为不小于2.4*2=4.8米，旋转平台的长度也必须与之相适应，旋转平台滑块的位置距离旋转平台中线很远，主要由旋转平台滑块提供的旋转动力的有效分量就很小，造成转动困难。同时，因为旋转的需要，内船和外船之间还必须留下角度间隙，如果内船不能分离，相应的承压平台要加长。本发明内船可以分离，仅只在最后就位时分离至4.8米间距即可，行走过程中，内船船体内侧间距可根据需求缩小很多（如2米左右），旋转平台的长度依此配置显著减小，旋转平台滑块的位置更为靠近旋转平台中线，主要由旋转平台滑块提供的旋转动力的有效分量更大，转动更轻松，同时，因为行走中与外船间距大，所以不需要留旋转角度间隙，承压平台相应的可以缩短。

4、在旋转动作过程中内船船体复位时，如单纯依靠横移油缸的动作，在受力分析上均存在问题，对结构会产生损坏，本发明加设旋转复位油缸解决这一问题。

附图说明

图1为本发明行走状态下的正视图。

图2为本发明内船分离后试验状态下的俯视图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明包括一承压平台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、驾驶室7、发动机组8和电机液压泵9，

承压平台1中心下方设有一测试千斤顶定位固定装置101，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；

所述承压平台1下表面、两旋转平台2之间对称设有四个旋转复位油缸106，旋转复位油缸106活塞杆分别连接于两旋转平台2内侧，加设的旋转复位油缸解决了旋转中内船船体复位时仅靠横移油缸动作受力太小的问题。

所述纵移油缸402、升降油缸405，横移油缸602、分离油缸605及旋转复位油缸106分别与电机液压泵9连接；通过设置于驾驶室7内的电气控制系统控制电机液压泵9，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。

本发明的工作过程如下：

1）通过货车将所述承压平台1运送到试验地点，组装方法如下，安装升降油缸405、外船支脚连接件406与承压平台1连接，升降油缸伸出将承压平台顶升，货车开走，在内外船船体中间部位安装简易的辅助支脚附件，升降油缸回缩，然后安装外船3，在一侧组装内船5与旋转平台2，外船纵移将承压平台1移至旋转平台2上方，插入连接轴，卸走辅助支脚，安装固定测试千斤顶，堆码上部压重。拆卸时反向操作即可。

2) 系统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、升降以及内船分离五种，根据现场的实际场地情况综合运用。通过阀组控制油路的不同组合，使得系统的各个油缸根据需要伸缩，实现上述各种动作。

系统纵移动作步骤如下：升降油缸405伸出使内船5离地一定高度（此时外船3支撑系统），纵移油缸402根据移动方向伸缩，外船3之外的所有部分即一起移动，纵移油缸402伸缩到位后，升降油缸405缩回使外船3离地一定高度（此时由内船5支撑系统），纵移油缸402反向伸缩，外船3即产生移动，到位后重复以上动作。横移的动作步骤同样，只是将纵油缸402换为横移油缸602的伸缩。旋转的动作与横移类似，只是横移时横移油缸602的活塞是同向运动，而旋转时为反向，同时旋转复位油缸106的活塞做相应的伸缩。

升降油缸405伸缩形成升降动作配合纵移、横移和旋转使系统接近受检点位，过程中内船的横移油缸602与横移小车603连接，同时内船分离油缸605与横移小车603断开，在内船船体501靠近边离受检部位垂直距离3米左右时，将外船3完全移伸过去，测量外船船体3中线距离对比受检点位置，横移将承压平台1纵向对中，之后将内船分离油缸605伸出与横移小车603连接并断开横移油缸602，升降油缸405伸出使内船5离地，内船分离油缸605缩回使得内船5与外船3靠近至内船分离支座105，将承压平台1横向对中，升降油缸405伸缩将承压平台1调至合适高度并水平，小型卷扬机工作安装传力柱等，高度调节并调平后安装硬支撑，之后安装基准梁等即可进行常规的静载试验工作。

Claims (8)

1.非扰动地基基础抗压静载试验系统，包括

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（101），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；

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；

所述纵移及升降机构（4）和横移机构（6）的油缸分别与电机液压泵（9）连接；

其特征在于：

内船（5）包括内船船体（501）、内船支柱（503），横移机构（6）包括横移轨道（601）、横移油缸（602）、横移小车（603），横移轨道（601）横向设于旋转平台（2）下表面，两横移油缸（602）位于横移轨道（601）内，横移油缸（602）内端靠近旋转平台（2）中心，均与旋转平台（2）连接，外端活塞杆连接两侧的横移小车（603），内船支柱（503）顶部连接横移小车（603），底部连接在内船船体（501）上。

2.根据权利要求1所述的非扰动地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：所述横移轨道（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）外端与分离轨道（604）连接，内端活塞杆与横移小车（603）连接；分离油缸（605）与电机液压泵（9）连接。

3.根据权利要求2所述的非扰动地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：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（503）位置对应。

4.根据权利要求1或2所述的非扰动地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：所述横移油缸（602）和/或分离油缸（605）与横移小车（603）的连接结构为快拆卡接或插接结构。

5.根据权利要求1所述的非扰动地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：所述内船支柱（503）底部通过内船球头支座（502）连接在内船船体（501）上。

6.根据权利要求1所述的非扰动地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：所述承压平台（1）下表面、两旋转平台（2）之间设有旋转复位油缸（106），旋转复位油缸（106）的活塞杆连接于旋转平台（2）内侧；旋转复位油缸（106）与电机液压泵（9）连接。

7.根据权利要求1所述的非扰动地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：纵移及升降机构（4）包括纵移轨道（401）、纵移油缸（402），纵移小车（403）、升降油缸（405）、外船支脚连接件（406），纵移轨道（401）纵向设于外船（3）上表面，纵移油缸（402）设置于纵移轨道（401）内，纵移油缸（402）外端与外船（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。

8.根据权利要求7所述的非扰动地基基础抗压静载试验系统，其特征在于：所述升降油缸（405）底部通过外船球头支座（404）连接在纵移小车（403）上。