CN106133248A - 用于沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，包括用于容纳液压式千斤顶(13)的罩壳。罩壳(1)包括第一中空体(10)和第二中空体(15)。第一中空体(10)具有遮盖式上端(10a)和敞口下端(10b)，所述上端由附接的顶板(11)所覆盖，该顶板具有外表面(11a)和内表面(1ib)，第一桩(81)的下端(81b)可轴向连接至该外表面。敞口下端(10b)具有切口(12)，该切口开在第一中空体的敞口下端(10b)的边缘，用于接收千斤顶(13)的液压连接部(14)。第二中空体(15)能够容纳液压式千斤顶(13)，具有敞口上端(15a)并具有下端(15b)。下端(15b)由附接底板(17)所覆盖，该底板具有外表面(17a)和内表面(17b)，第二桩(82)的顶端(82a)可轴向附接至该外表面，该内表面用于附接液压千斤顶的基部(13a)，在被覆盖的下端(15b)上的切在下端(15b)的边缘邻接底板(17)的位置处的开口(16)用于接收千斤顶的液压连接部(14)。当由液压式千斤顶致动时，第一中空体(10)和第二中空体(15)能够相对彼此轴向移动。

Description

用于沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置及方法

技术领域

本发明涉及岩土工程和深基坑领域，具体为沉桩和灌注桩的荷载测试，以验证桩的承载能力和性能。

背景技术

桩被用来制备结构(如建筑物)的基坑，桩的深度和承载能力是实施深基坑工程时必须考虑和验证的关键因素。

沉桩(driven pile，打入桩)和灌注桩(injection pile，喷桩)都是预制桩，通常由钢、钢筋混凝土、木材或钢和混凝土的复合材料制成，区别仅在于将桩打入地面所使用的方法。

顾名思义，沉桩为使用打桩机机械打入地下的桩。

类似地，灌注桩为使用大容量液压顶管机机械灌注或顶入地下的桩。

沉桩和灌注桩都包括端部封闭式和端部敞开式类型。端部封闭式沉桩通常为铸钢靴覆盖桩底部的钢管、H型钢梁，或具有覆盖端的方桩或三角桩。端口敞口的桩通常可为具有敞开的底端(当桩被打入地下时，允许土进入管道)的钢管或管道。

桩的承载能力和完整性的验证取决于一些因素，如地基条件、具体地基条件和/或具体成桩技术的测试桩数据的可用性，并且涉及同时实施试探和/或工程桩测试。

例如，成桩专家联盟关于桩荷载测试的手册规定，在复杂或未知地基条件上实施的成桩工程，无任何先前桩测试数据可用和/或使用新的成桩技术时，会构成高风险，使得试探和工程桩测试都是必要的，其中，每250桩一次试探桩测试(preliminary pile test)以及每100桩一次工程桩测试。

存在一些当前使用的荷载测试方法，如反力桩(reaction pile，反作用桩)方法、压载铁方法和双向荷载箱方法，这些全部归为维持荷载测试的方法范畴。

传统上，压载铁方法最常用于沉桩和灌注桩的荷载测试。压载铁方法涉及为测试桩配备诸如千分表和荷载箱的仪器以测量位移，在一延长时间段内在测试桩上方组装的测试框架上放置离散和增量荷载(最大至测试荷载的120％)，以及随后监测和测量所引起的桩移动和沉降。

但是，压载铁方法具有一些缺点。首先是在压载铁方法中所使用的测试荷载通常是常规尺寸和重量的混凝土砌块或钢锭的形式。这些混凝土砌块使用卡车运至工地，随后使用起重机提起，并且以增量方式堆叠在测试框架上。由于混凝土砌块的整个重量和体积，以及燃料与运输的成本提高，压载铁方法变得越来越昂贵且成本效益更低。对于300吨范围内的测试负载尤其如此，而对于大于300吨的测试负载，运输成本以指数形式增加。

压载铁方法的其他缺点为：

-由于需要起重机和用于运输和存储混凝土砌块的足够区域，要求很大的工程区域，并且，

-在复杂或未知地基条件上的测试框架倒塌的固有风险(对操纵和监测测试仪器的工作人员造成危险)。

虽然上文提及其他维持荷载测试方法，如更加安全的双向荷载测试箱，这个方法仅仅可适用于螺旋钻孔或钻孔灌注桩的荷载测试，不适用于沉桩的测试。

双向荷载测试方法涉及将包含液压千斤顶的一个或多个载荷箱放置于桩基处，或部分在钻孔灌注桩轴上，随后液压式扩展测试箱，使得钻孔灌注桩的较高部分与所述桩的较低部分相作用。但是，不存在将双向荷载测试方法应用至沉桩的装置。

思及压载铁方法的缺点，期望具有一种测试方法和装置，以促进更加经济并且操作更安全的沉桩荷载测试。

鉴于不存在用于沉桩的可比双向荷载测试系统，进一步期望提供允许此类荷载测试方法应用至沉桩的装置。

考虑到上述要求而提出本发明。

发明内容

在本发明的第一实施方式中，公开了用于利用液压式千斤顶实施沉桩和灌注桩(具体为端部封闭的类型)的双向荷载测试的装置，该装置包括用于容纳液压式千斤顶的罩壳。

用于容纳液压式千斤顶的罩壳包括第一中空体和第二中空体。

第一中空体具有上端和敞口下端。所述上端由所附接的具有外表面(第一沉桩的下端可轴向附接至该外表面)以及内表面的顶板所覆盖。第一中空体还具有切在敞口端的边缘上的开孔，用于接收千斤顶的液压连接部。

第二中空体能够容纳液压式千斤顶，而且具有敞口上端并具有下端。所述下端由所附接的具有外表面(第二沉桩的上端可轴向附接至该外表面)和内表面(用于连接液压式千斤顶的基部)的底板所覆盖。所述第二中空体还具有用于接收千斤顶的液压连接部的开口(在被覆盖的下端上)，该开口切在下端边缘邻接底板的位置处。

当由液压式千斤顶致动时，第一中空体能够相对第二中空体轴向移动，从而在第一实施方式的一变型中，第一中空体通过第一中空体的敞口下端轴向接收第二中空体，而在第一实施方式的另一变型中，第一中空体由第二中空体通过第二中空体的敞口上端轴向接收。

在本发明的第一实施方式中所利用的液压式千斤顶通常为胶囊千斤顶，由于其物理形状，该胶囊千斤顶最适于在所述装置中使用。

在本发明的第一实施方式的另一变型中，在第二中空体底板上表面的边缘在与第二中空体上的开口对应的位置处附接有防护结构，并且该防护结构从该边缘垂直延伸。

在第一实施方式的另一变型中，所述防护结构包括壳体，该壳体具有敞口上端和楔形下端。

在第一实施方式的进一步变型中，第二中空体可另外容纳堆叠在液压式千斤顶顶部上的荷载箱。

在第一实施方式的进一步变型中，伸缩计可附接在第一中空体的顶板和第二中空体的底板之间。

根据本发明的第一实施方式的装置可调整用于筒桩或管桩，方桩或H型桩以及三角桩的双向荷载测试。

对于筒桩或管桩，根据本发明的第一实施方式的装置的罩壳可具有圆柱形、八角形或甚至六角形的截面。

对于方桩或H型桩，所述罩壳可相应地具有方形截面。

在三角桩的情况下，所述罩壳相应地具有三角形截面。

还公开了使用根据本发明的第一实施方式的装置来实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法。

所述方法包括以下步骤：

a)将第一端部封闭的沉桩或灌注桩的下端附接至第一中空体的顶板的外表面，

b)将第二端部封闭的沉桩或灌注桩的上端附接至第二中空体的底板的外表面，

c)将液压管路连至液压连接部，并且对容纳于所述装置内的液压式千斤顶进行压力测试，

d)将第一沉桩或灌注桩、所述装置和第二沉桩或灌注桩打入地下，以及，

e)对液压式千斤顶加压以模拟待测试的荷载，并获取相应的荷载测试数据。

用于使用根据本发明的第一实施方式的装置来实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法还可用于包括两个以上拼接在一起的桩的长桩的荷载测试。在此类情况中，根据本发明的第一实施方式的装置附接在一对拼接桩之间，以从沿长桩的各个拼接位置处获取荷载测试数据。

在本发明的第二实施方式中，公开了用于利用液压式千斤顶来实施端部敞开的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，该装置包括第一圆柱状中空体、第二圆柱状中空体和第三圆柱状中空体。

所述第一圆柱状中空体具有敞口上端、敞口下端和其侧壁上的开口，该开口用于接受液压连接部。

所述第一中空体还具有固定液压式千斤顶的固定设施(means)，该设施包括第一中心组件和多个翼片，该第一中心组件具有上顶点和用于附接液压式千斤顶的顶部的基部。

所述多个翼片的每个具有平行于第一中空体的轴的外边缘、平行于第一中空体的上端且具有与第一中空体的内半径一致的长度的顶边缘、与第一中心组件的顶点对应的内边缘和平行于第一中心组件的基部的底边缘。

当第一中空体为组装形式时，所述多个翼片附接至第一中空体的内壁，从第一中空体的内壁径向延伸，并且会聚于第一中空体的轴线处。

第二圆柱状中空体具有敞口上端和敞口下端，并且进一步包括第二中心组件和多个翼片，该第二中心组件具有下顶点和用于附接液压式千斤顶的基部的基部。

所述多个翼片的每个具有平行于第二中空体的轴线的外边缘、平行于第二中空体的下端且具有与第二中空体的内半径一致的长度的底边缘、与第二中心组件的顶点对应的内边缘和平行于第二中空体的底边缘的顶边缘。

当所述第二中空体处于组装形式时，所述多个翼片附接至第二中空体的内壁，从第二中空体的内壁径向延伸，并且会聚于第二中空体的轴线。

第一中空体和第二中空体的内外直径分别彼此一致。

第三圆柱状中空体具有敞口上端和敞口下端。第三中空体还具有与第一中空体和第二中空体的外直径一致的内直径，并且第三中空体能够由第一中空体和第二中空体轴向接收。

当所述装置处于组装状态时，第二中空体的上端邻接第一中空体的下端，第三中空体由第一和第二中空体接收，并且第三中空体的下端邻接第二中空体的多个翼片的顶边缘。

在第二实施方式的一变型中，防护结构在与第一中空体上的开口对应的位置处附接至第一中空体的表面。

在第二实施方式的另一变型中，第一和第二中心组件形成锥状。

在第二实施方式的进一步变型中，第一和第二中心组件形成金字塔状。

还公开了用于使用根据本发明的第二实施方式的装置来实施端部敞口的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法。

所述方法包括以下步骤：

a)将第一端部敞开的沉桩或灌注桩的下端附接至第一中空体的上端，

b)将第二端部敞开的沉桩或灌注桩的上端附接至第二中空体的下端，

c)将液压管路连接至液压连接部，以及对容纳于所述装置内的液压式千斤顶进行压力测试，

d)将第一沉桩或灌注桩、所述装置和第二沉桩或灌注桩沉入地下，以及，

e)对液压式千斤顶加压以模拟待测试的荷载，并获取相对应的荷载测试数据。

用于使用根据本发明的第二实施方式的装置来实施端部敞开的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法还可用于包括拼接在一起的两个以上桩的长桩的荷载测试。在此类情况中，根据本发明的第二实施方式的装置附接在一对拼接桩之间，以从沿长桩的各个拼接位置处获取荷载测试数据。

附图说明

下面参考所附附图来阐述本发明，但本发明不限于仅仅以实例的方式给出的对实施方式的下文描述，附图中：

图1示出本发明的第一实施方式的第一透视图。

图2示出本发明的第一实施方式的第二透视图。

图3示出本发明的第一实施方式的第三透视图。

图4示出本发明的第一实施方式的第一正面视图。

图5示出本发明的第一实施方式的第二正面视图。

图6示出沿图4的线条A-A截取的本发明第一实施方式的第一剖视图。

图7示出沿图5的线条A-A截取的本发明第一实施方式的第二剖视图。

图8以透视图示出使用中的本发明的第一实施方式(附接有第一桩和第二桩)。

图9示出本发明的第二实施方式的第一透视图。

图10示出本发明的第二实施方式的第二透视图。

图11示出本发明的第二实施方式的第三透视图。

图12示出本发明的第二实施方式的顶视图。

图13示出本发明的第二实施方式的第一剖视图。

图14示出本发明的第二实施方式的第二剖视图。

具体实施方式

图1至3以透视图示出本发明的第一实施方式，具体为利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置。

图1具体为所述装置的分解透视图，并且示出装置所包括的各个部件，而图2和3以透视图示出这些部件如何组装以及相对彼此如何放置。

根据本发明的第一实施方式的装置包括用于容纳液压式千斤顶13的罩壳1，该罩壳包括第一中空体10和第二中空体16。

第一中空体10具有上端10a(由顶板11所覆盖)、敞口下端10b和开在第一中空体的下端的切口12。

顶板11同时具有外表面11a(第一端部封闭的沉桩或灌注桩的下端附接至此)和内表面11b。

下端上的切口12将接收液压式千斤顶13的液压连接部14。

容纳液压式千斤顶13的第二中空体15具有敞口上端15a、由底板17所覆盖的下端15b和用于将液压式千斤顶的液压连接部14接收在被覆盖的下端15b上的开口16，该开口开设在下端邻接底板17的位置处。

底板17具有外表面17a和内表面17b。液压式千斤顶经由其基部13a附接至第二中空体的内表面18b。测试中第二端部封闭桩的上端附接至底板的外表面17a。

优选地，容纳于第二中空体内的液压式千斤顶13为胶囊千斤顶(capsule jack)。胶囊千斤顶之所以如此命名，是因为它大体上包括胶囊状外壳，该外壳容纳可扩展囊状物，当采用液压流体加压时，该可扩展囊状物推动活塞，并且由于其形状和紧凑的尺寸，特别适用于所述装置，尽管如此，本发明不仅仅限于它的使用。将容纳于罩壳内的液压式千斤顶的能力取决于桩将承受的最大荷载。

图1至3还示出附接至第二中空体的底板17的防护结构18。该防护结构在与第二中空体的开口对应的位置处附接至底板沿的边缘并从该边缘垂直延伸。所述防护结构用以当测试中桩被打入或注入地下时保护液压连接部，同时仍允许接近该液压连接部，以便将液压管路或软管连接至液压千斤顶，并且随后使用适当工具(如扳手或扳钳)拧紧。

虽然未在图示中表示，液压管路或软管19通常通过保护性套筒或导管(轴向附接至测试中的桩)注流。所述防护结构还用以在保护性套筒或导管的起始位置处对液压管路或软管进行保护。

如图1至3中示出的防护结构18包括壳体，该壳体具有楔形下端以在测试中将桩打入或注入地下时辅助转移周围泥土，并且具有敞口上端，其允许接近液压式管路或软管和其保护性套管或导管。

第一中空体10和第二中空体15能够相对彼此轴向移动。为促进相对轴向移动，第一中空体的敞口下端与第二中空体的敞口上端相对应。

在本发明的第一实施方式中，第一中空体10由第二中空体15通过第二中空体的敞口上端15a接收。换言之，即，如图2和3所示出，第一中空体也由第二中空体容纳。因此，第一中空体的形状必须与第二中空体的形状匹配，并且第一中空体的外物理尺寸(例如，其外圆周)必须至少小于第二中空体的内物理尺寸。

图1至图3中所示出的根据本发明的第一实施方式的装置进一步在图4和5中以正面视图示出，并且在图6和图7中以剖视图(沿线条A-A截取)示出。

图4和图6示出该装置在处于静止或闲置位置时的状态(即，当液压式千斤顶13未致动时)。

在静止或闲置位置中，第一中空体10由第二中空体15所接收，并且置于第二中空体内，第一中空体的顶板边缘靠在第二中空体敞口上端的边缘上。

图5和图7示出该装置在使用中的状态(即，当液压式千斤顶13致动时)。

当液压式千斤顶13致动时，第一中空体10由液压式千斤顶推动，并且将相对第二中空体15向上轴向移动。换言之，第一中空体将从第二中空体(接收第一中空体进入)移离或移开。

根据本发明的第一实施方式的装置不限于上文所描述的变型。在第一实施方式的另一变型中，第一中空体10相反地通过第一中空体的敞口下端10b接收第二中空体15。换言之，第二中空体由第一中空体容纳。因此，第二中空体的形状必须与第一中空体的形状相匹配，并且第二中空体的外物理尺寸(例如，它的外圆周)必须至少小于第一中空体的内物理尺寸。

根据本发明的第一实施方式的用于容纳液压式千斤顶的罩壳1通常为构造金属板材，并且可包括钢管部分，或甚至经切割和焊接的钢板，以制造具有特定形状截面的罩壳。

虽然图1至图7示出本发明的第一实施方式的罩壳1具有圆柱状截面，但这仅仅是为示例性目的给出的。

根据本发明的第一实施方式的装置不限于具有圆柱形截面的罩壳1。具有圆柱形截面的罩壳一般旨在用于圆柱形桩或管桩。所述罩壳1还可具有六边形或八边形截面，这可在特定尺寸的柱形横截面不可用的情况中使用。

类似地，如果所述装置被用于方桩或H型桩，罩壳1可具有方形的横截面，并且如果所述装置被用于三角桩，罩壳1可具有三角形的截面。

根据本发明的第一实施方式的装置可以可选地且另外地容纳荷载箱(如果需要一个的话)。虽然未在图中示出，荷载箱可堆叠在容纳于第二中空体内的液压式千斤顶上方，并且荷载箱的液压管路可相应地由第二中空体上的开口所接收并且通过保护性套筒或导管建立路径。

根据本发明的第一实施方式的装置还可并入伸缩计，该伸缩计通常具有连接在第一中空体顶板之间的一端，以及连接至第二中空体底板的另一端。还可以通过保护性套筒或导管建立控制线路的路径。

在岩土工程和深基坑领域中，惯例为一个或多个指示线(tell-tale line)连接至所述装置，以提供第一中空体相对第二中空体轴向移动或位移的视觉指示。如上文所述，荷载箱和伸缩计的并入用以提供除已经熟知的指示线的使用外，在荷载测试过程中，还提供了准确监测和测量第一中空体相对第二中空体的轴向位移或移动的仪表化装置。

沉桩和灌注桩一般以特定长度可用，但单桩长度不足，因为基坑要求更深的深度。为获取能够以更深的深度嵌入地下的桩，可将第二桩拼接至第一桩末端，以形成具有更大长度的桩。

依照基坑所需的深度，附加的第三桩可拼接至第二桩的末端，并且第四桩可依次拼接至第三桩的末端。这在岩土工程和深基坑工程领域中得到广泛实践。

图8示出如何实现拼接在一起的端部封闭的沉桩或端部封闭的灌注桩的双向荷载测试，其中在待结合以形成更大长度的桩的第一桩81和第二桩82之间附接根据本发明的第一实施方式的所述装置单元。所述方法包含以下步骤：

a)通过焊接或其他机械方式，将第一端部封闭的沉桩或灌注桩的上端81a附接至第二中空体15的底板17的外表面17a。

b)通过焊接或其他机械方式，将第二端部封闭的沉桩或灌注桩的下端82b附接至第一中空体10顶板11的外表面11a。

c)将液压管路或软管连至容纳于装置的罩壳1内的液压式千斤顶13的液压连接部14，并且随后对液压式千斤顶进行压力测试，以确保其发挥功能。

d)将第一沉桩或灌注桩、所述装置和第二沉桩或灌注桩嵌入地下。

e)对液压式千斤顶13加压以模拟待测试的荷载，并获取相应的荷载测试数据。

步骤a)和b)可互换，并且可由使用者的实践或要求所规定。

在实施步骤a)之前，所述方法可选择性地包括将第一端部封闭的沉桩或灌注桩的下端(81b)嵌入地下的附加步骤。

在步骤c)，如果压力测试指示或检测到液压式千斤顶的液压故障或液压泄漏，则拆卸和替换该缺陷装置，并且替换装置随后接受相同的压力测试。

上文所描述的用于实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法还可用于两个以上的桩拼接在一起以形成长桩的情况中。在此类情况下，如果需要来自沿长桩的各个拼接位置的荷载测试数据，则在成对的拼接桩之间连接所述装置的单元。

根据本发明的第一实施方式的装置是足够通用的，允许对上文所描述的方法进行更改，并且仍能够实施双向荷载测试。

在用于实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法的变型中，步骤a)可经更改从而第一端部封闭的沉桩或灌注桩的上端81a可相反地附接至第一中空体10的顶板11的外表面11a,并且步骤b)可经更改从而第二端部封闭的沉桩或灌注桩的下端82b相反地连接至第二中空体15的底板17的外表面17a。

在用于实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法的进一步变型中，根据本发明的第一实施方式的装置还可用于用作端承桩的端部封闭的沉桩或灌注桩的荷载测试。所述方法包括步骤：

a)通过焊接或其他机械方式，将端部封闭的沉桩或灌注桩的下端附接至第二中空体15的底板17的外表面17a。

b)将液压管路或软管连至容纳于装置的封壳1内的液压式千斤顶13的液压连接部14，并且随后对液压式千斤顶进行压力测试，以确保其发挥功能。

c)将沉桩或灌注桩以及所述装置完全嵌入地下。

d)对液压式千斤顶13加压以模拟待测试的荷载，并且获取相对应的荷载测试数据。

图9至图11以透视图示出本发明的第二实施方式，具体为用于利用液压式千斤顶实施端部敞开的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置。进而，图12以顶视图示出根据本发明的第二实施方式的装置。

图9具体为所述装置的分解透视图，并且示出该装置所包括的各个部件，而图9和图10以透视图示出各个部件如何组装以及相对彼此如何放置。

根据本发明的第二实施方式的装置包括第一圆柱状中空体90、第二圆柱状中空体95和用于容纳液压式千斤顶93的第三圆柱状中空体98。

第一圆柱状中空体90具有敞口上端90a、敞口下端80b和其侧壁90c上的开口90c(用于接收液压连接部94)。所述敞口上端和敞口下端允许当所述桩沉入或注入地下时，周围的土地或泥土移入端部敞开的桩。

第一中空体90还具有用于固定液压式千斤顶93的设施，该设施包括第一中心组件92和用于支撑第一中心组件的多个翼片91，该第一中心组件具有上顶点92a和用于连接液压式千斤顶的顶部的基部92b。

所述多个翼片91的每个具有以下特点：

-平行于第一中空体的轴的外边缘，

-平行于第一中空体的上端并且具有与第一中空体的内半径一致的长度的顶边缘，

-与第一中心组件的顶点对应的内边缘，以及

-平行于第一中心组件的基部的底边缘。

从图12中可看出，在组装形式下，所述多个翼片91附接至第一中空体90的内壁，从第一中空体的内壁径向延伸并且会聚于第一中空体的轴线。

第一中空体90、多个翼片91和第一中心组件92通常由钢板制造。通过将每个翼片的每个外边缘焊接至第一中空体内壁表面，每个翼片的外边缘附接至第一中空体的内壁，并且通过将每个翼片的内边缘焊接至第一中心组件的表面，每个翼片的内边缘附接至第一中心组件。

第一中心组件92的上顶点以及多个翼片的目的是为辅助端部敞开的桩周围的土地或泥土的移除，以及防止其阻塞。

第二圆柱状中空体95具有敞口上端95a和敞口下端95b，并且进一步包括第二中心组件97和用于支撑第二中心组件的多个翼片96，该第二中心组件具有下顶点97a和用于附接液压式千斤顶93的基部的基部97b。

所述多个翼片96的每个具有以下特点：

-平行于第二中空体的轴的外边缘，

-平行于第二中空体的下端并且具有与第二中空体的内半径一致的长度的底边缘，

-与第二中心组件的顶点对应的内边缘，以及

-平行于第二中心组件的底边缘的顶边缘。

在组装形式下，所述多个翼片96附接至第二中空体95的内壁，从第二中空体的内壁径向延伸并且会聚于第二中空体的轴线。

第二中空体95、多个翼片96和第二中心组件97也通常由钢板制造。通过将每个翼片的外边缘焊接至第二中空体的内壁表面，每个翼片的外边缘附接至第一中空体的内壁，并且通过将每个翼片的内边缘焊接至第二中心组件的表面，每个翼片的内边缘附接至第二中心组件。

以与第一中空体类似的方式，第二中心组件97的下顶点以及多个翼片的目的类似地是为辅助端部敞开的桩周围的土地或泥土的移除，以及防止其阻塞。

第一中空体和第二中空体的内外直径分别彼此一致，并且第一中空体和第二中空体都具备相同的内直径。

第三圆柱状中空体98具有敞口上端98a和敞口下端98b。第三圆柱状中空体具有与第一中空体90和第二中空体95的外直径一致的内直径，并且能够由第一中空体和第二中空体轴向接收。

当根据本发明的第二实施方式的装置处于组装状态时，第二中空体95的上端95a邻接第一中空体90的下端90b。

第三圆柱状中空体98进而由第一和第二中空体接收，并且第三中空体的下端98b邻接第二中空体95的多个翼片96的顶边缘。当液压式千斤顶93致动时，这个布置使得第一中空体90相对第二中空体95的任何移动有效对准。

液压式千斤顶93由第一中心组件91和第二中心组件97固定到位，并且容纳于第一圆柱状中空体90和第二圆柱状中空体95内。优选地，液压式千斤顶93为胶囊千斤顶，该胶囊千斤顶由于其形状和紧凑的尺寸而最适用，虽然如此，第二实施方式不限于仅仅使用胶囊千斤顶。

图9至图12中所示出的根据本发明的第二实施方式的装置在图13和14中以剖视侧视图进一步示出。

虽然图9至14未示出根据本发明的第二实施方式的装置具备防护结构，但事实上，可在用于液压连接部94的开口90c上对第一圆柱状中空体90的侧壁附接一个防护结构。如第一实施方式的描述中所解释，防护结构用以当测试中的桩打入或注入地下时保护液压连接部，同时提供对于液压连接部的接近。

但是，图12至14示出了保护性套筒或导管99的部分，该保护性套筒或导管轴向附接至第一中空体90的侧壁。保护性套筒或导管99起始于第一中空体侧壁上的开口90c，并且还保护测试中的桩的液压式管路或软管。保护性套筒或导管起始的位置可进而由防护结构所保护。

图13示出处于静止或闲置位置时(即，当液压式千斤顶93未致动时)的装置。

在静止或闲置位置处，第一中空体90的下端靠在第二中空体95的上端95a上或由第二中空体的上端邻接。第三中空体98的下端98b靠在第二中空体95内的多个翼片96的顶边缘上，而第一中空体90内的多个翼片91的下边缘靠在第三中空体98的上端98a上。

图14示出使用中时(即，当液压式千斤顶93致动时)的装置。

当液压式千斤顶93致动时，第一中空体90由液压式千斤顶93的活塞推动，并且将相对第二中空体95向上轴向移动。第一中空体90的下端90b将不再由第二中空体95的上端95a所邻接，但第一中空体90的对齐由第三中空体98所保持。

在图9至图14中，将第一中心组件92和第二中心组件97分别描述为锥状。但是，根据本发明的第二实施方式的装置的操作或功能性不限制为第一和第二中心组件具有锥状。事实上，在第二实施方式的变型中，可设想第一和第二组件具有金字塔状。

如在关于端部封闭的沉桩和端部封闭的灌注桩的本发明的第一实施方式的描述中，依照承载要求，可将两个或更多个端部敞开的沉桩或端部敞开的灌注桩相似地拼接在一起而形成长桩。

通过在待结合以形成更大长度的桩的一对桩之间附接根据本发明的第二实施方式所述装置的单元，实现已经拼接在一起的端部开口的沉桩或端部敞开的灌注桩的双向荷载测试。该方法涉及以下步骤：

a)通过焊接或其他机械方式，将第一端部敞开的沉桩或灌注桩的下端附接至第一中空体的上端。

b)通过焊接或其他机械方式，将第二端部敞开的沉桩或灌注桩的上端至第二中空体的下端。

c)将液压管路或软管连至液压式千斤顶(容纳于装置的罩壳内)的液压连接部，并且随后对液压式千斤顶进行压力测试，以确保其发挥功能。

d)将第一沉桩或灌注桩、所述装置和第二沉桩或灌注桩沉入或注入地下。

e)对液压式千斤顶加压以模拟待测试的荷载，并且获取相对应的荷载测试数据。

与使用根据本发明的第一实施方式的装置的方法类似，上文所描述方法步骤a)和b)也可互换，并且步骤的顺序可根据使用者的实践或要求所规定。

在步骤c)，如果压力测试指示或检测到液压式千斤顶的液压故障或液压泄漏，则拆卸和替换该缺陷装置，并且替换装置随后接受相同的压力测试过程。

上文所描述的用于实施端部敞开的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法还可用于超过两个桩拼接在一起以形成长桩的情况中。在此类情况下，如果需要来自沿长桩的各个拼接位置的荷载测试数据，则在一对拼接桩之间附接所述装置的单元。

上面的描述仅仅用以例证本发明，本发明不限于此处描述的实施方式，并且只要不背离本发明的范围，可能的变型和进一步的更改是显而易见的。

Claims (22)

1.一种用于利用液压式千斤顶(13)实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，包括：

用于容纳所述液压式千斤顶(13)的罩壳(1)，所述罩壳包括：

第一中空体(10)，具有上端(10a)和敞口下端(10b)，所述第一中空体的上端由附接顶板(11)所覆盖，所述顶板具有外表面(11a)和内表面(11b)，第一桩(91)的下端(91b)能轴向附接至所述顶板的外表面，所述第一中空体的敞口下端(10b)具有开在所述第一中空体的敞口下端的边缘上的切口(12)，所述切口用以接收所述液压式千斤顶的液压连接部(14)，以及，

第二中空体(15)，能够容纳所述液压式千斤顶(13)，所述第二中空体具有敞口上端(15a)并具有下端(15b)，所述第二中空体的下端由附接底板(17)所覆盖，所述底板具有外表面(17a)和内表面(17b)，第二桩(92)的上端(92a)能轴向附接至所述底板的外表面，所述底板的内表面用于附接所述液压式千斤顶(13)的基部(13a)，在所述第二中空体的被覆盖的下端(15b)上在该下端的边缘邻接所述底板处开设有开口(16)，所述开口用于接收所述液压式千斤顶的所述液压连接部(14)，

其中，所述第一中空体(10)和所述第二中空体(15)彼此对应，从而允许在被所述液压式千斤顶(13)致动时，所述第一中空体相对所述第二中空体轴向移动。

2.根据权利要求1所述的用于利用液压式千斤顶(13)实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，所述第一中空体(10)通过其敞口下端(10b)接收所述第二中空体(15)。

3.根据权利要求1所述的用于利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，所述第一中空体(10)由所述第二中空体(15)通过所述第二中空体的敞口上端(15a)轴向接收。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，所述液压式千斤顶(13)为胶囊千斤顶。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，防护结构(18)在与所述第二中空体的所述开口(16)对应的位置处附接至所述第二中空体(15)的所述底板(17)的外表面(17a)的边缘并且从该边缘垂直延伸。

6.根据权利要求5所述的用于利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，所述防护结构(18)包括具有敞口上端和楔形下端的壳体。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，所述第二中空体(15)还能够容纳荷载箱，该荷载箱堆叠在所述液压式千斤顶(13)的顶部上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，伸缩计在所述第一中空体(10)的所述顶板(11)和所述第二中空体(15)的所述底板(17)之间附接至所述装置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的用于利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，所述装置旨在用于筒桩或管桩的使用中，并且所述罩壳的截面为圆柱状、六边形或八边形。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的用于利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，所述装置旨在用于方桩或H型桩的使用中，并且所述罩壳的截面为方形。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的用于利用液压式千斤顶实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，所述装置旨在用于三角桩的使用中，并且所述罩壳的截面为三角形。

12.使用根据权利要求1至11中任一项所述的装置来实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将第一端部封闭的沉桩或灌注桩的上端(81a)附接至所述第二中空体(15)的所述底板(17)的外表面(17a)，

b)将第二端部封闭的沉桩或灌注桩的下端(82b)附接至所述第一中空体(10)的所述顶板(11)的外表面(11a)，

c)将液压管路连接至所述液压连接部(14)，并对容纳于所述装置内的所述液压式千斤顶(13)进行压力测试，

d)将所述第一端部封闭的沉桩或灌注桩、所述装置和所述第二端部封闭的沉桩或灌注桩嵌入地下，以及，

e)对所述液压式千斤顶(13)加压以模拟待测试的荷载，并获取相应的荷载测试数据。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的用于实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将第一端部封闭的沉桩或灌注桩的上端(81a)附接至所述第一中空体(10)的所述顶板(11)的外表面(11a)，

b)将第二端部封闭的沉桩或灌注桩的下端(82b)附接至所述第二中空体(15)的所述底板(17)的外表面(17a)，

c)将液压管路连接至所述液压连接部(14)，并对容纳于所述装置内的所述液压式千斤顶(13)进行压力测试，

d)将所述第一端部封闭的沉桩或灌注桩、所述装置和所述第二端部封闭的沉桩或灌注桩嵌入地下，以及，

e)对所述液压式千斤顶(13)加压以模拟待测试的荷载，并获取相应的荷载测试数据。

14.根据权利要求12或13所述的用于使用所述装置来实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法，其中所述方法包括：在步骤a)之前，将所述第一端部封闭的沉桩或灌注桩的下端(81b)嵌入地下的附加步骤。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的用于实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法，其中，经拼接以形成长桩的两个以上的桩接受荷载测试，并且将所述装置附接在一对拼接桩之间，以从沿所述长桩的各个拼接位置处获取荷载测试数据。

16.使用根据权利要求1至11中任一项所述的装置实施端部封闭的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将端部封闭的沉桩或灌注桩的下端附接至所述第二中空体(15)的所述底板(17)的外表面(17a)，

b)将液压管路连接至所述液压连接部(14)，并对容纳于所述装置内的所述液压式千斤顶(13)进行压力测试，

c)将所述端部封闭的沉桩或灌注桩和所述装置完全嵌入地下，以及，

d)对所述液压式千斤顶(13)加压以模拟待测试的荷载，并获取相应的荷载测试数据。

17.一种用于利用液压式千斤顶实施端部敞开的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，所述装置包括：

i)圆柱状的第一中空体(90)，具有敞口上端(90a)、敞口下端(90b)和位于侧壁上且用于接收液压连接部(94)的开口(90c)，所述第一中空体具有用于固定所述液压式千斤顶(93)的固定设施，该固定设施包括：

第一中心组件(92)，所述第一中心组件具有上顶点和用于附接所述液压式千斤顶(93)的顶部的基部，

多个翼片(91)，所述多个翼片中的每个翼片具有：平行于所述第一中空体的轴线的外边缘、平行于所述第一中空体的上端且具有与所述第一中空体的内半径一致的长度的顶边缘、与所述第一中心组件的所述上顶点对应的内边缘、平行于所述第一中心组件的基部的底边缘，其中，在组装形式下，所述多个翼片附接至所述第一中空体的内壁，从所述第一中空体的内壁径向延伸并且会聚于所述第一中空体的轴线处，

ii)圆柱状的第二中空体(95)，具有敞口上端(95a)和敞口下端(95b)，所述第二中空体进一步包括：

第二中心组件(97)，所述第二中心组件具有下顶点和用于附接所述液压式千斤顶的基部的基部，

多个翼片(96)，所述第二中空体的所述多个翼片中的每一个具有：平行于所述第二中空体的轴线的外边缘、平行于所述第二中空体的下端且具有与所述第二中空体的内半径一致的长度的底边缘、与所述第二中心组件的所述下顶点对应的内边缘，以及平行于所述第二中空体的底边缘的顶边缘，其中，在组装形式下，所述第二中空体的所述多个翼片附接至所述第二中空体的内壁，从所述第二中空体的内壁径向延伸并且会聚于所述第二中空体的轴线，

其中，所述第一中空体和所述第二中空体的内直径和外直径分别彼此一致，并且，

iii)圆柱状的第三中空体(98)，具有敞口上端(98a)和敞口下端(98b)，所述第三中空体具有与所述第一中空体(90)和所述第二中空体(95)的外直径一致的内直径，并且所述第三中空体能够由所述第一中空体和所述第二中空体轴向接收，

其中，在组装状态下，所述第二中空体(95)的上端(95a)邻接所述第一中空体(90)的下端(90b)，所述第三中空体(98)由所述第一中空体和所述第二中空体接收，并且所述第三中空体的下端(98b)邻接所述第二中空体(95)的所述多个翼片(96)的顶边缘。

18.根据权利要求17所述的用于利用液压式千斤顶实施端部敞开的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中，防护结构在与所述第一中空体上的开口一致的位置处附接至所述第一中空体的表面。

19.根据权利要求17或18所述的用于利用液压式千斤顶实施端部敞开的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中所述第一中心组件和所述第二中心组件(91、97)为锥状。

20.根据权利要求17或18所述的用于利用液压式千斤顶实施端部敞开的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的装置，其中所述第一中心组件和所述第二中心组件(91、97)为金字塔状。

21.利用根据权利要求17至20中任一项所述的装置实施端部敞开的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将第一端部敞开的沉桩或灌注桩的下端附接至所述第一中空体(90)的上端(90a)，

b)将第二端部敞开的沉桩或灌注桩的上端附接至所述第二中空体(95)的下端(95b)，

c)将液压管路连接至所述液压连接部(94)，并对容纳于所述装置内的所述液压式千斤顶(93)进行压力测试，

d)将所述第一端部敞开的沉桩或灌注桩、所述装置和所述第二端部敞开的沉桩或灌注桩嵌入地下，以及，

e)对所述液压式千斤顶(93)加压以模拟待测试的荷载，并获取相应的荷载测试数据。

22.根据权利要求21所述的实施端部敞开的沉桩和灌注桩的双向荷载测试的方法，其中，拼接以形成长桩的两个以上的桩接受荷载测试，并且将所述装置附接在一对桩之间，以从沿所述长桩的各个拼接位置处获取荷载测试数据。