CN110306609A - 基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，两根锚桩等间距的置于试桩的两侧，千斤顶置于试桩的顶部并顶撑钢横梁的中点，钢横梁的两端通过钢吊带垂接锚桩。本发明的“二锚一试桩体系”，其组成强度、刚度和稳定性均满足要求，直接减少二根锚桩、多根刚性次梁、多套连接装置等测试装备，降低对施工场地的占用需求和吊装设备的投入要求，节约试桩成本。定位板、钢横梁、钢吊带和连接桶等构件，均采用工场加工的制造方式，与桥梁现场施工桩基础同时进行，节约试桩工期。采用机械方式通过锚固板直接将主筋锚固于钢吊带连接桶，施工便捷、操作方便，提高安装效率和锚固质量。该体系受力简单，传力明确，操作方便，可显著节约项目工期和成本。

Description

基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系

技术领域

本发明涉及一种单桩锚桩法试桩体系，具体涉及一种基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系。

背景技术

锚桩法试桩是桥梁单桩承载力常用测试方法，传统试桩体系由四根锚桩、一根试桩、主梁、次梁、钢绞线或钢筋连接杆和加载测试装置组成，通常称作“四锚一体系”。

传统做法，先在待测地基处施工五根桩，包括一根试桩，位于待测地基中心，四根锚桩，位于试桩四周按一定距离对称布置。在试桩顶部安装千斤顶，千斤顶上部安装主梁，在主梁的两端且垂直于主梁的方向安装次梁，次梁的两端通过钢绞线或钢筋连接杆与锚桩相连。通过千斤顶向上顶推主梁（同时向下对试桩加载），再由主梁传递至次梁，次梁传递至锚桩，实现对试桩承载力测试。

传统试桩体系，有如下缺点：

1）一根试桩需要施工四根锚桩，占用场地大，施工周期长，项目成本高；

2）除了主梁之外，需配置次梁，吊装工序多，项目投入大；

3）采用钢绞线或钢筋连接次梁和锚桩，要么采用张拉方式锚固，要么采用焊接方式锚固，现场施工质量难以保证，需要设备多，工艺要求高。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种受力简单、传力明确、操作方便、且可显著节约项目工期和成本的基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，两根锚桩等间距的置于试桩的两侧，千斤顶置于试桩的顶部并顶撑钢横梁的中点，钢横梁的两端通过钢吊带垂接锚桩。

上述钢吊带的上端设有锚固箱梁，钢横梁的两端设有匹配钢吊带的U型槽。

上述钢吊带的下端设有与锚桩主筋分布匹配的刚性连接桶，通过钢筋锚固板与锚桩预留的主筋连接。

进一步的，上述主筋均匀布置，构成若干同圆心的圆。

进一步的，上述锚桩设有若干层主筋定位板，所述定位板呈环形，设有若干匹配主筋的筋孔。

进一步的，于锚桩上部不大于3m的高度范围内，安装3层定位板，包括上层定位板、中层定位板、下层定位板。

进一步的，上层定位板接近地表高程的位置安装，中层定位板距离上层定位钢板不超过100cm，下层定位板距离上层定位钢板不超过300cm。

进一步的，上述锚桩预留的主筋，超出上层定位板的锚固高度不小于20cm，并对该范围的主筋进行抽丝处理。

上述锚桩设有若干层适用于定位板的定位箍筋。

上述两根锚桩的直径、高度相同。

本发明的有益之处在于：

本发明的一种基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，采用二根锚桩构成“二锚一试桩体系”，相比现有技术的“四锚一试桩体系”，其组成强度、刚度和稳定性均满足相关要求，可直接减少二根锚桩、多根刚性次梁、多套连接装置等测试装备，大大降低对施工场地的占用需求和吊装设备的投入要求，从而显著节约试桩成本。

本发明的锚桩钢定位板、钢横梁、钢吊带和连接桶等主要组成构件，均采用工场加工的制造方式，施工质量可以满足现场测试要求。在实际工程应用中，“二锚一试桩体系”在桥梁现场施工桩基础的同时，可同步制造上述工场构件，可大大节约试桩工期。

本发明的用于锚固锚桩主筋的锚固板为市场成熟产品，无需调直、试安装、初拉等措施，可采用机械方式直接将锚桩主筋锚固于钢吊带连接桶，施工便捷、操作方便，相较于传统做法中的焊接、张拉连接、高栓连接等方式，明显提高安装效率和锚固质量，从而有效节约试桩工期。

该体系利用试桩作为主动受力点，通过千斤顶顶推上方钢横梁，利用钢横梁自身刚度将顶推力传至两端钢吊带，再由钢吊带传至锚桩，形成“扁担”受力模式。该体系受力简单，传力明确，操作方便，可显著节约项目工期和成本，具有很强的实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明的锚桩和试桩的平面布置结构示意图。

图2为本发明的主筋定位板的平面结构及卡槽（筋孔）的结构示意图。

图3为本发明的定位板的安装结构示意图。

图4为本发明的钢横梁的结构示意图。

图5为本发明的刚吊带的结构示意图。

图6为本发明的连接筒的底部的结构示意图。

图7为本发明的“二锚一试桩体系”的结构示意图。

附图中标记的含义如下：1、试桩，2、锚桩，3、主筋，4、定位板，5、定位箍筋，6、上层定位板，7、中层定位板，8、下层定位板，9、钢横梁，10、钢吊带，11、锚固箱梁，12、连接桶，13、主筋连接孔，14、千斤顶。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

基于扁担原理的桥梁单桩锚桩2法试桩1体系：

1）收集试桩1工程设计图，掌握试桩1、锚桩2结构及相应钢筋布置图。

2）设计试桩1方案，并据此在待测地基上施工试验桩基和承台。

3）根据场地实际情况，在试验桩基某直径方向的两端等距离（根据试桩1桩径，距离应满足规范要求）处放样并施工施工两根等直径、等高度的锚桩2，放样精度不低于1cm。如图1所示，为锚桩2和试桩1的平面布置结构。

4）根据锚桩2结构图和试验加载值，设计锚桩2主筋3平面布置方式（单层、双层、多层，本实施例取双层，下同），并依据主筋3布置方式和型号，设计与之匹配的钢定位板4，钢定位板4内圈和外圈的卡槽（筋孔）的圆弧半径比主筋3半径大2mm。如图2所示，为主筋3定位板4的平面结构及卡槽（筋孔）的结构示意图。

5）在锚桩2上部不大于3m的高度范围内安装3层（上层、中层、下层）钢定位板4对主筋3平面位置进行定位，精度不大于2mm。

如图3所示，上层定位板6安装位置宜接近地表高程，中层定位板7距离上层定位钢板不宜超过100cm，下层定位板8距离上层定位钢板不宜超过300cm；

锚桩2主筋3应预留超出上层定位钢板的锚固高度不宜小于20cm，并对该范围的主筋3进行抽丝处理。

钢定位板4由锚桩2桩身的若干层（圈）定位箍筋5分层定位。

6）工厂加工制造钢横梁9和钢吊带10。钢横梁9和钢吊带10的材料、形式、尺寸要求需经计算得到，其整体强度、刚度和稳定性需满足规范和设计要求。

如图4所示，钢横梁9的的两端设置吊装U型槽。

如图5所示，钢吊带10的上端设置锚固箱梁11，使得钢吊带10可直接吊入钢横梁9的U型槽；下端设置截面形式与锚桩2主筋3分布匹配的刚性连接桶12，可采用钢筋锚固板进行锚固连接施工。连接桶12的底面设有若干设有若干主筋连接孔13，其结构见图6。

7）待锚桩2、试桩1及其承台混凝土强度达到要求后，在试桩1顶部安装千斤顶14，将钢横梁9吊装到千斤顶14上方。千斤顶14支撑钢横梁9的中点。

8）吊装钢吊带10，上端放入钢横梁9端部的U型槽中，下端通过钢筋机械锚固板与锚桩2预留的主筋3连接。

待两根钢吊带10安装完成后，即形成如图7所示的“二锚一试桩1体系”。

9）安装测试系统，调试设备，加载测试，得到试桩1承载力。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，其特征在于，两根锚桩等间距的置于试桩的两侧，千斤顶置于试桩的顶部并顶撑钢横梁的中点，钢横梁的两端通过钢吊带垂接锚桩。

2.根据权利要求1所述的基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，其特征在于，所述钢吊带的上端设有锚固箱梁，钢横梁的两端设有匹配钢吊带的U型槽。

3.根据权利要求1所述的基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，其特征在于，所述钢吊带的下端设有与锚桩主筋分布匹配的连接桶，连接桶的底面设有若干主筋连接孔，通过钢筋锚固板与锚桩预留的主筋连接。

4.根据权利要求3所述的基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，其特征在于，所述主筋均匀布置，构成若干同圆心的圆。

5.根据权利要求3所述的基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，其特征在于，所述锚桩设有若干层主筋定位板，

所述定位板呈环形，设有若干匹配主筋的筋孔。

6.根据权利要求5所述的基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，其特征在于，于锚桩上部不大于3m的高度范围内，安装3层定位板，包括上层定位板、中层定位板、下层定位板。

7.根据权利要求6所述的基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，其特征在于，上层定位板接近地表高程的位置安装，中层定位板距离上层定位钢板不超过100cm，下层定位板距离上层定位钢板不超过300cm。

8.根据权利要求6所述的基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，其特征在于，所述锚桩预留的主筋，超出上层定位板的锚固高度不小于20cm，并对该范围的主筋进行抽丝处理。

9.根据权利要求1所述的基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，其特征在于，所述锚桩设有若干层适用于定位板的定位箍筋。

10.根据权利要求1所述的基于扁担原理的桥梁单桩锚桩法试桩体系，其特征在于，所述两根锚桩的直径、高度相同。