CN110056019A - 一种自平衡静载式桩基试验装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，旨在提供一种自平衡静载式桩基试验装置及施工方法，其技术方案要点是包括上钢筋架和下钢筋架，上钢筋架和下钢筋架之间设置有若干荷载箱，若干荷载箱的外侧壁上分别固定连接有上箍筋和下箍筋，上钢筋架的一端固定连接于上箍筋，下钢筋架的一端固定连接于下箍筋，上钢筋架的外侧设置有液压油泵，荷载箱上设置有油管，油管的一端连接于荷载箱，油管远离荷载箱的一端沿上钢筋架的长度方向延伸并连接于上钢筋架外侧的液压油泵，上钢筋架的内部设置有位移组件，上支撑筋上设置有钢筋计。这种采用自平衡静载进行桩基堆载的装置及施工方法，具有减少施工时间，降低经济成本的优点。

Description

一种自平衡静载式桩基试验装置及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种自平衡静载式桩基试验装置及施工方法。

背景技术

桩基静载试验运用在工程上对桩基承载力检测的一项技术。

公告号为CN104975619A的中国专利公开了一种桩基静载测试装置及其测试方法，包括千斤顶、集力工字钢、垫脚配重块、承力工字钢、压桩配重块；千斤顶放置在被测桩基的顶部，千斤顶和被测桩基的中心轴线重合，垫脚配重块放置在被测桩基两侧，集力工字钢放置在千斤顶上方，集力工字钢的重心在千斤顶的中心轴线上，集力工字钢的长边与垫脚配重块的长边平行，承力工字钢放置在垫脚配重块上，数量为多个，压桩配重块放置在集力工字钢上，压桩配重块的数量为桩基设计承载力除以单个压桩配重块重力的一点二倍，压桩配重块呈金字塔形堆起。

这种桩基静载测试装置及其测试方法，在工作时，需要将多个压桩配重块放置于承力工作钢上，而在测试结束后，工作人员需要将压桩配重块逐个取出。由于单次测试所使用的压桩配重块数量较多，所以材料占用的场地较多，从而造成场地浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种自平衡静载式桩基试验装置及施工方法，具有减少场地浪费，降低经济成本的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种自平衡静载式桩基试验装置，包括上钢筋架和下钢筋架，所述上钢筋架包括若干呈圆周形排布的上支撑筋和呈螺旋状环绕固定连接于上支撑筋外侧的上连接筋，所述下钢筋架包括若干呈圆周形排布的下支撑筋和呈螺旋状环绕固定连接于下支撑筋外侧的下连接筋，所述上钢筋架和下钢筋架之间设置有若干荷载箱，所述荷载箱的两端分别同轴固定连接有上导流箱和下导流箱，所述若干荷载箱的外侧壁上分别固定连接有上箍筋和下箍筋，所述上钢筋架的一端固定连接于上箍筋，所述下钢筋架的一端固定连接于下箍筋，所述上钢筋架与下钢筋架同轴设置，所述上钢筋架的外侧设置有液压油泵，所述荷载箱上设置有油管，所述油管的一端连接于荷载箱，所述油管远离荷载箱的一端沿上钢筋架的长度方向延伸并连接于上钢筋架外侧的液压油泵，所述上钢筋架的内部设置有位移组件，所述上支撑筋上设置有钢筋计，所述上钢筋架的外侧设置有压力显示器，所述钢筋计与压力显示器电性相接。

通过采用上述技术方案，启动液压油泵对荷载箱进行加压加载，压力显示器以及位移组件的位移量，直观的展示出各项数据值的变化，从而判断试验是否合格，由于省去了使用较多压桩配重块进行加压加载，从而省去了较多压桩配重块所使用的场地，所以，减少了场地的浪费，同时降低了经济成本。

进一步的，所述钢筋计的外侧涂设有保护层。

通过采用上述技术方案，钢筋计在混凝土中易受到混凝土的腐蚀作用，受到严重地损坏，而钢筋计一旦受到损坏，将会导致测量精度降低甚至无法测量的不良后果，因此保护层的设置，有效地降低了钢筋计受到的腐蚀，提高了钢筋计的成活率；同时，现有技术中为确保混凝土中钢筋计可使用的个数，从而在上钢筋架内设置大量的钢筋计，因此增加了大量的经济投入，所以保护层的设置，减少了单次试验中所使用的钢筋计个数，即节约了本发明的成本。

进一步的，所述相邻上导流箱的外侧壁上固定连接有上固定臂，所述下导流箱的外侧壁上固定连接有下固定臂，所述上固定臂和下固定臂之间焊接有稳固连接筋。

通过采用上述技术方案，上固定臂和下固定臂的设置，将荷载箱之间进行了固定，而稳固连接筋的设置，使得前期安装时荷载箱结构的稳定性得到了提高。

进一步的，所述位移组件包括上位移杆和下位移杆，所述上位移杆的一端与上固定臂相接，所述下位移杆的一端与下固定臂相接。

通过采用上述技术方案，上位移杆与上固定臂相连，以测得荷载箱上部分的位移量，下位移杆与下固定臂相连，以测得荷载箱下部分的位移量。

进一步的，所述上固定臂的内侧壁上向内延伸有上支板，所述上支板的上表面竖直设有上安装杆，所述上位移杆靠近上固定臂的一端开有供上安装杆嵌设的上安装孔，所述下固定臂的内侧壁上向内延伸有下支板，所述下支板的上表面竖直设有下安装杆，所述下位移杆靠近下固定臂的一端开有供下安装杆嵌设的下安装孔。

通过采用上述技术方案，上位移杆嵌设于上安装杆上，下位移杆嵌设于下安装杆上，这样便能够更好地对上位移杆和下位移杆进行定位，以确保上位移杆和下位移杆位于指定的安装点。

进一步的，所述上位移杆与下位移杆的外侧分别套设有位移保护管。

通过采用上述技术方案，位移保护管的设置，避免了上位移杆和下位移杆直接与混凝土相接触，这样便能降低上位移杆和下位移杆受到混凝土的腐蚀作用。

进一步的，所述若干上导流箱的内侧设有上导正筋，所述上导正筋固定连接于若干上导流箱的侧壁上，所述若干下导流箱的内侧设有下导正筋，所述下导正筋固定连接于若干下导流箱的侧壁上。

通过采用上述技术方案，上导正筋与下导正筋的设置，使得荷载箱之间的结构得到了进一步的加强，同时，对用于灌注混凝土的混凝土导管起到了导向的作用。

进一步的，所述上导正筋上连接有若干上加固筋，所述上加固筋的一端固定连接于上支撑筋，所述上加固筋远离上支撑筋的一端固定连接于上导正筋，所述下导正筋上连接有若干下加固筋，所述下加固筋的一端固定连接于下支撑筋，所述下加固筋远离下支撑筋的一端固定连接于下导正筋。

通过采用上述技术方案，上加固筋与下加固筋的设置，分别将上导正筋和上支撑筋以及下导正筋和下支撑筋之间固定在了一起，从而进一步提高了本发明整体的结构强度。

进一步的，所述上位移杆和下位移杆远离荷载箱的端部分别设置有位移传感器，所述若干位移传感器上电性连接有位移显示器。

通过采用上述技术方案，位移传感器的设置，使得上位移杆和下位移杆的位移距离能够更加精确地被测量出来。

一种自平衡静载式桩基试验装置的施工方法，包括如下步骤：

S1、上导流箱和下导流箱内预埋混凝土；

S2、根据地质计算出荷载箱位于桩内的平衡点，制作出相应高度的上钢筋架和下钢筋架，并将上钢筋架与上箍筋焊接，下钢筋架与下箍筋焊接；

S3、焊接上加固筋和下加固筋；

S4、焊接上位移杆和下位移杆，并在上位移杆和下位移杆的外侧分别套设位移保护管，再通过焊接使其固定；

S5、截断上支撑筋，并将钢筋计焊接于截断处；

S6、上钢筋架和下钢筋架靠近荷载箱的端部，呈螺旋状加密焊接上连接筋和下连接筋；

S7、将整体吊起，并竖直向下放入桩内，下放至适当位置时，截断稳固连接筋；

S8、将油管和钢筋计上的电线分别绑扎在上钢筋架上；

S9、使用混凝土将整体封住，再通过液压油泵对其进行加载、卸载试验，并通过压力显示器以及位移显示器对数据进行收集和分析；

S10、试验完成后，对荷载箱加载后的桩体间隙进行补浆处理。

通过采用上述技术方案，上钢筋架、荷载箱以及下钢筋架的整体被吊入桩内，并通过合理的施工过程，快速准确地进行了桩基堆载的试验工作；试验完成后，对桩体间隙进行了补浆处理，以确保桩基的安全性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过液压油泵对荷载箱进行加压加载，以及压力显示器和位移显示器对各项数据的收集以及分析，完成桩基堆载的试验，由于省去了使用较多压桩配重块进行加压加载，从而省去了较多压桩配重块所使用的场地，所以，减少了场地的浪费，同时降低了经济成本。

附图说明

图1是用于体现整体的示意图；

图2是用于体现图1中A部的局部放大图；

图3是用于体现图1中B部的局部放大图；

图4是用于体现上箍筋和下箍筋的示意图；

图5是用于体现图4中C部的局部放大图；

图6是用于体现图4中D部的局部放大图。

图中，1、上钢筋架；11、上支撑筋；12、上连接筋；2、下钢筋架；21、下支撑筋；22、下连接筋；3、荷载箱；31、上导流箱；311、上固定臂；3111、上支板；31111、上安装杆；32、下导流箱；321、下固定臂；3211、下支板；32111、下安装杆；33、上箍筋；34、下箍筋；35、上导正筋；351、上加固筋；36、下导正筋；361、下加固筋；4、稳固连接筋；5、液压油泵；51、油管；6、位移组件；61、上位移杆；611、上安装孔；62、下位移杆；621、下安装孔；63、位移保护管；64、位移传感器；65、位移显示器；7、钢筋计；71、压力显示器；72、保护层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种自平衡静载式桩基试验装置，如图1和图2所示，包括上钢筋架1和下钢筋架2。上钢筋架1包括若干根呈圆周形排布的上支撑筋11和呈螺旋状环绕焊接于上支撑筋11外侧的上连接筋12，下钢筋架2包括若干根呈圆周形排布的下支撑筋21和呈螺旋状环绕焊接于下支撑筋21外侧的下连接筋22。

如图2所示，上钢筋架1和下钢筋架2之间设置有4个荷载箱3，各个荷载箱3的上下两端分别同轴焊接有上导流箱31和下导流箱32。4个荷载箱3环绕分布，相邻上导流箱31的外侧壁上焊接有上固定臂311，下导流箱32的外侧壁上焊接有下固定臂321。上下对应的上固定臂311和下固定臂321之间焊接有稳固连接筋4，以提高前期安装时结构的稳定性。

如图2所示，4个荷载箱3的外侧壁上分别焊接有上箍筋33和下箍筋34。上钢筋架1的一端焊接于上箍筋33，下钢筋架2的一端焊接于下箍筋34，上钢筋架1与下钢筋架2同轴设置。通过上箍筋33与下箍筋34，将上钢筋架1、荷载箱3和下钢筋架2连接为整体，这样避免了上支撑筋11和下支撑筋21直接与荷载箱3焊接造成的不稳定性。

如图4所示，4个上导流箱31的内侧环绕设置有上导正筋35，上导正筋35焊接于各个上导流箱31的侧壁上。4个下导流箱32的内侧环绕设置有下导正筋36，下导正筋36焊接于各个下导流箱32的侧壁上。

如图2和图4所示，上导正筋35上设有若干上加固筋351，上加固筋351的一端焊接于上支撑筋11，上加固筋351远离上支撑筋11的一端焊接于上导正筋35。下导正筋36上设有若干下加固筋361，下加固筋361的一端焊接于下支撑筋21，下加固筋361远离下支撑筋21的一端焊接于下导正筋36。上加固筋351和下加固筋361与荷载箱3之间的夹角大于60度。

如图1和图4所示，上钢筋架1的外侧设置有液压油泵5，各个荷载箱3上分别设置有油管51。油管51的一端通过管接头连接于荷载箱3，油管51远离荷载箱3的一端眼上钢筋架1的长度方向延伸并通过管接头连接于上钢筋架1外侧的液压油泵5。油管51在延伸时，每隔0.9-1.1m用扎丝与上支撑筋11进行绑扎，以避免灌注混凝土时油管51移位造成的干扰。

如图4、图5和图6所示，上钢筋架1的内部设置有位移组件6，位移组件6包括上位移杆61和下位移杆62。上位移杆61的一端与上固定臂311相接，下位移杆62的一端与下固定臂321相接。上固定臂311的内侧壁上向内延伸焊接有上支板3111，上支板3111的上表面竖直焊接有上安装杆31111，上位移杆61靠近上固定臂311的一端开有供上安装杆31111嵌设的上安装孔611。下固定臂321的内侧壁上向内延伸焊接有下支板3211，下支板3211的上表面竖直焊接有下安装杆32111，下位移杆62靠近下固定臂321的一端开有供下安装杆32111嵌设的下安装孔621。

如图4所示，上位移杆61和下位移杆62的外侧分别套设有位移保护管63，以减少灌注混凝土时混凝土对位移组件6的腐蚀，由于设备的完好，从而提高了试验结果的准确性。

如图1和图4所示，上位移杆61和下位移杆62远离荷载箱3的端部分别安装有位移传感器64，若干位移传感器64上电性连接有位移显示器65，以显示上位移杆61与下位移杆62的移动距离。

如图2和图3所示，选取4个上支撑筋11，并截断部分上支撑筋11，在截断部分设置有钢筋计7。上钢筋架1的外侧设置有压力显示器71，以显示荷载箱3所承受的压力，以便于后期数据的分析。钢筋计7与压力显示器71电性相接，钢筋计7与压力显示器71连接的电线每隔0.4-0.6m通过扎丝与上支撑筋11进行绑扎。

如图2和图3所示，钢筋计7的外侧涂设有保护层72，优选的，保护层72为镀锌层。锌在干燥空气中不易变化，在潮湿空气中，其表面可形成致密的碳酸锌薄膜，因此有效地降低了保护层72内部受到的腐蚀作用，从而提高钢筋计7在混凝土中的存活率；同时，现有技术中为确保混凝土中钢筋计7可使用的个数，从而在上钢筋架1内设置大量的钢筋计7，因此增加了大量的经济投入，所以保护层72的设置，减少了单次试验中所使用的钢筋计7个数，即节约了本发明的成本。

实施例2：一种自平衡静载式桩基试验装置的施工方法，其具体步骤如下：

首先在上导流箱31和下导流箱32内预埋混凝土，以对流体起到顺利的引导作用。

根据地质以及桩深，计算出荷载箱3位于桩内的平衡点，制作出相应高度的上钢筋架1和下钢筋架2，并将上钢筋架1与上箍筋33焊接，下钢筋架2与下箍筋34焊接。

焊接上加固筋351和下加固筋361，上加固筋351和下加固筋361分别与荷载箱3之间的夹角大于60度，以提高本发明整体结构的稳定性。

焊接上位移杆61和下位移杆62，并在上位移杆61和下位移杆62的外侧分别套设位移保护管63，以减少灌注混凝土后，对上位移杆61和下位移杆62的腐蚀作用，再通过焊接使位移保护管63固定。

截断上支撑筋11，并将钢筋计7焊接于截断处，以实现对荷载箱3承压的数据收集。

在上钢筋架1和下钢筋架2靠近荷载箱3的端部，即荷载箱3的上下1m处，呈螺旋状加密焊接上连接筋12和下连接筋22，以提高荷载箱3处的结构强度。

将本发明的整体吊起，并竖直向下放入桩内，当下放至适当位置时，截断稳固连接筋4，以确保加载试验中无外力干扰。

将油管51和钢筋计7上的电线分别通过扎丝绑扎在上钢筋架1上，以提高混凝土灌注时这些管线的稳定性。

使用混凝土将桩内整体进行灌注，再通过液压油泵5对荷载箱3进行加载、卸载试验，并通过压力显示器71以及位移显示器65对各项数据进行收集和分析。

试验完成后，对荷载箱3加载后的桩体间隙进行补浆处理，并保证补浆部分的桩体强度高于桩体设计参数。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种自平衡静载式桩基试验装置，包括上钢筋架(1)和下钢筋架(2)，所述上钢筋架(1)包括若干呈圆周形排布的上支撑筋(11)和呈螺旋状环绕固定连接于上支撑筋(11)外侧的上连接筋(12)，所述下钢筋架(2)包括若干呈圆周形排布的下支撑筋(21)和呈螺旋状环绕固定连接于下支撑筋(21)外侧的下连接筋(22)，其特征在于：所述上钢筋架(1)和下钢筋架(2)之间设置有若干荷载箱(3)，所述荷载箱(3)的两端分别同轴固定连接有上导流箱(31)和下导流箱(32)，所述若干荷载箱(3)的外侧壁上分别固定连接有上箍筋(33)和下箍筋(34)，所述上钢筋架(1)的一端固定连接于上箍筋(33)，所述下钢筋架(2)的一端固定连接于下箍筋(34)，所述上钢筋架(1)与下钢筋架(2)同轴设置，所述上钢筋架(1)的外侧设置有液压油泵(5)，所述荷载箱(3)上设置有油管(51)，所述油管(51)的一端连接于荷载箱(3)，所述油管(51)远离荷载箱(3)的一端沿上钢筋架(1)的长度方向延伸并连接于上钢筋架(1)外侧的液压油泵(5)，所述上钢筋架(1)的内部设置有位移组件(6)，所述上支撑筋(11)上设置有钢筋计(7)，所述上钢筋架(1)的外侧设置有压力显示器(71)，所述钢筋计(7)与压力显示器(71)电性相接。

2.根据权利要求1所述的一种自平衡静载式桩基试验装置，其特征在于：所述钢筋计（7）的外侧涂设有保护层（72）。

3.根据权利要求1所述的一种自平衡静载式桩基试验装置，其特征在于：所述相邻上导流箱(31)的外侧壁上固定连接有上固定臂(311)，所述下导流箱(32)的外侧壁上固定连接有下固定臂(321)，所述上固定臂(311)和下固定臂(321)之间焊接有稳固连接筋(4)。

4.根据权利要求3所述的一种自平衡静载式桩基试验装置，其特征在于：所述位移组件(6)包括上位移杆(61)和下位移杆(62)，所述上位移杆(61)的一端与上固定臂(311)相接，所述下位移杆(62)的一端与下固定臂(321)相接。

5.根据权利要求4所述的一种自平衡静载式桩基试验装置，其特征在于：所述上固定臂(311)的内侧壁上向内延伸有上支板(3111)，所述上支板(3111)的上表面竖直设有上安装杆(31111)，所述上位移杆(61)靠近上固定臂(311)的一端开有供上安装杆(31111)嵌设的上安装孔(611)，所述下固定臂(321)的内侧壁上向内延伸有下支板(3211)，所述下支板(3211)的上表面竖直设有下安装杆(32111)，所述下位移杆(62)靠近下固定臂(321)的一端开有供下安装杆(32111)嵌设的下安装孔(621)。

6.根据权利要求5所述的一种自平衡静载式桩基试验装置，其特征在于：所述上位移杆(61)与下位移杆(62)的外侧分别套设有位移保护管(63)。

7.根据权利要求1所述的一种自平衡静载式桩基试验装置，其特征在于：所述若干上导流箱(31)的内侧设有上导正筋(35)，所述上导正筋(35)固定连接于若干上导流箱(31)的侧壁上，所述若干下导流箱(32)的内侧设有下导正筋(36)，所述下导正筋(36)固定连接于若干下导流箱(32)的侧壁上。

8.根据权利要求7所述的一种自平衡静载式桩基试验装置，其特征在于：所述上导正筋(35)上连接有若干上加固筋(351)，所述上加固筋(351)的一端固定连接于上支撑筋(11)，所述上加固筋(351)远离上支撑筋(11)的一端固定连接于上导正筋(35)，所述下导正筋(36)上连接有若干下加固筋(361)，所述下加固筋(361)的一端固定连接于下支撑筋(21)，所述下加固筋(361)远离下支撑筋(21)的一端固定连接于下导正筋(36)。

9.根据权利要求4所述的一种自平衡静载式桩基试验装置，其特征在于：所述上位移杆(61)和下位移杆(62)远离荷载箱(3)的端部分别设置有位移传感器(64)，所述若干位移传感器(64)上电性连接有位移显示器(65)。

10.一种如权利要求1-8任意一项所述的一种自平衡静载式桩基试验装置的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、上导流箱(31)和下导流箱(32)内预埋混凝土；

S2、根据地质计算出荷载箱(3)位于桩内的平衡点，制作出相应高度的上钢筋架(1)和下钢筋架(2)，并将上钢筋架(1)与上箍筋(33)焊接，下钢筋架(2)与下箍筋(34)焊接；

S3、焊接上加固筋(351)和下加固筋(361)；

S4、焊接上位移杆(61)和下位移杆(62)，并在上位移杆(61)和下位移杆(62)的外侧分别套设位移保护管(63)，再通过焊接使其固定；

S5、截断上支撑筋(11)，并将钢筋计(7)焊接于截断处；

S6、上钢筋架(1)和下钢筋架(2)靠近荷载箱(3)的端部，呈螺旋状加密焊接上连接筋(12)和下连接筋(22)；

S7、将整体吊起，并竖直向下放入桩内，下放至适当位置时，截断稳固连接筋(4)；

S8、将油管(51)和钢筋计(7)上的电线分别绑扎在上钢筋架(1)上；

S9、使用混凝土将整体封住，再通过液压油泵(5)对其进行加载、卸载试验，并通过压力显示器(71)以及位移显示器(65)对数据进行收集和分析；

S10、试验完成后，对荷载箱(3)加载后的桩体间隙进行补浆处理。