CN110578346B - 自平衡法用阶梯式荷载箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自平衡法用阶梯式荷载箱，包括上层环形荷载箱、下层环形荷载箱和可折叠扇形连接杆，上层环形荷载箱和下层环形荷载箱之间的圆周侧壁连接有可折叠扇形连接杆，上层环形荷载箱包括上层环形荷载箱上顶板和上层环形荷载箱主体，阶梯式荷载箱主体的外壁包裹有自平衡试桩，自平衡试桩通过阶梯式荷载箱主体分隔有自平衡上段桩和自平衡下段桩，阶梯式荷载箱主体的内腔呈圆台体。本发明开创性地将荷载箱分为上下两层布置，在提供的荷载不变的前提下，每一层的荷载箱占有此层截面的面积减小近两倍，意味着混凝土在此层有更大的面积进行翻浆，浆液可顺利的通过，保证了自平衡试桩施工的可靠度。

Description

自平衡法用阶梯式荷载箱

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种自平衡法用阶梯式荷载箱。

背景技术

作为一种能测试桩极限承载的试桩方法，自平衡试桩法以其操作简便、经济安全、无需堆载或锚桩，可适应水上环境、狭窄施工空间等优点，受到工程界的欢迎，近些年自平衡试桩法在国内外的普及度越来越高。因自平衡试桩法需要将荷载箱放置在桩身中部或者底部，再对荷载箱充油加载，使荷载箱顶开上下桩段或是荷载箱直接压桩底土及上桩，对于荷载箱放置在底部的试桩，不存在将桩身钢筋断开的问题，而对于荷载箱放置在桩身中间的试桩，为了是荷载箱能够顶开上下桩，其桩身主筋必须事先切除，在加载结束后，荷载箱闭合，但桩身还是不可避免的出现断裂，因断裂面近似水平面，即使事后进行压力注浆，将缝隙填补，这个断裂面仍然是一个薄弱点，在受到水平力作用时，其安全度较低。

基于上述自平衡试桩法后桩身不可避免的出现断裂，使得其安全度较低的问题，本申请文件提出了一种自平衡法用阶梯式荷载箱。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，针对现有的荷载箱加载时，荷载均为同一平面，导致断裂面也为水平方向，受水平向作用力时，此平面成为主要薄弱处的情况的问题。本发明提供一种自平衡法用阶梯式荷载箱，使破裂面不再为水平面。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种自平衡法用阶梯式荷载箱，包括上层环形荷载箱、下层环形荷载箱和可折叠扇形连接杆，且上层环形荷载箱、下层环形荷载箱和可折叠扇形连接杆组合而成阶梯式荷载箱主体，所述上层环形荷载箱和下层环形荷载箱之间的圆周侧壁连接有可折叠扇形连接杆，所述可折叠扇形连接杆的顶部与上层环形荷载箱之间的连接处设置有弧形轨道，所述上层环形荷载箱包括上层环形荷载箱上顶板和上层环形荷载箱主体，且上层环形荷载箱上顶板位于上层环形荷载箱主体的上方，所述下层环形荷载箱包括下层环形荷载箱上顶板和下层环形荷载箱主体，且下层环形荷载箱上顶板位于下层环形荷载箱主体的上方，所述阶梯式荷载箱主体的外壁包裹有自平衡试桩，所述自平衡试桩通过阶梯式荷载箱主体分隔有自平衡上段桩和自平衡下段桩，且自平衡上段桩位于自平衡下段桩的上方，所述阶梯式荷载箱主体的内腔呈圆台体。

优选地，上述自平衡法用阶梯式荷载箱中，所述上层环形荷载箱和下层环形荷载箱均为普通环形荷载箱，且上层环形荷载箱的内径大于注浆管的外径，所述上层环形荷载箱的外径小于自平衡试桩的直径，其内径略大于注浆管，保证注浆管能穿过上层环形荷载箱，保持注浆管对中。

优选地，上述自平衡法用阶梯式荷载箱中，所述下层环形荷载箱的外径与自平衡试桩的直径大小相同。

优选地，上述自平衡法用阶梯式荷载箱中，所述可折叠扇形连接杆由多片扇形薄片连接组合而成。

优选地，上述自平衡法用阶梯式荷载箱中，所述可折叠扇形连接杆的扇面之间有滚轴连接，扇面与扇面之间可沿着滚轴滑动。

优选地，上述自平衡法用阶梯式荷载箱中，所述可折叠扇形连接杆上涂有减摩剂，阶梯式荷载箱主体圆台体内腔的表面与桩身混凝土并未黏结，荷载箱在加载后，将自平衡上段桩与自平衡下段桩相连处顶开，从而起到分离自平衡上段桩与自平衡下段桩的效果。

本发明的有益效果是：

本发明结构设计合理，本发明自平衡法用阶梯式荷载箱将荷载箱的空间位置布置为上下两层，上下两层均为环形荷载箱，荷载箱分为两层，控制自平衡试桩断裂面为凹凸面，上层环形荷载箱其内径略大于注浆管，保证注浆管能穿过上层环形荷载箱，保持注浆管对中，两层荷载箱之间用可折叠扇形连接杆进行连接，可折叠扇形连接杆在混凝土翻浆时闭合，使混凝土能顺利翻浆，在翻浆位置超过荷载箱位置后，将可折叠扇形连接杆展开形成圆台筒，可以起到分离自平衡试桩上下桩段，并人为控制破裂面为凹凸形的作用，在荷载箱回位后，自平衡上段桩会嵌入到自平衡下段桩中，使破裂面成为不连续的平面，大大提高自平衡试桩受到水平力时的截面抵抗力。混凝土翻浆一直是自平衡试桩施工中的难点，本发明开创性地将荷载箱分为上下两层布置，在提供的荷载不变的前提下，每一层的荷载箱占有此层截面的面积减小近两倍，意味着混凝土在此层有更大的面积进行翻浆，浆液可顺利的通过，保证了自平衡试桩施工的可靠度。本发明将可折叠扇形连接杆的扇形薄片运行轨道设计为缓慢向上的弧形，主要是考虑到在桩顶对扇形薄片施加拉力时，拉力与荷载箱垂直，若轨道水平，拉力无法拉动扇形薄片，而将运行轨道设计成向上的弧形可使扇形薄片顺利被拉动。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的可折叠扇形连接杆闭合时的结构示意图；

图2为本发明的可折叠扇形连接杆展开时的结构示意图；

图3位本发明一种具体实施例的原理示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-上层环形荷载箱；2-可折叠扇形连接杆；3-下层环形荷载箱；5-弧形轨道；6-上层环形荷载箱上顶板；7-上层环形荷载箱主体；8-下层环形荷载箱上顶板；9-下层环形荷载箱主体；10-自平衡上段桩；11-自平衡下段桩；12-内腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，本实施例为一种自平衡法用阶梯式荷载箱，包括上层环形荷载箱1、下层环形荷载箱3和可折叠扇形连接杆2，且上层环形荷载箱1、下层环形荷载箱3和可折叠扇形连接杆2组合而成阶梯式荷载箱主体，上层环形荷载箱1和下层环形荷载箱3均为普通环形荷载箱，且上层环形荷载箱1的内径大于注浆管的外径，上层环形荷载箱1的外径小于自平衡试桩的直径，其内径略大于注浆管，保证注浆管能穿过上层环形荷载箱1，保持注浆管对中，下层环形荷载箱3的外径与自平衡试桩的直径大小相同，上层环形荷载箱1和下层环形荷载箱3之间的圆周侧壁连接有可折叠扇形连接杆2，可折叠扇形连接杆2上涂有减摩剂，圆台体表面与桩身混凝土并未黏结，荷载箱在加载后，将自平衡上段桩10自与自平衡下段桩11相连的圆台体处顶开，从而起到分离自平衡上段桩10与自平衡下段桩11的效果，可折叠扇形连接杆2的扇面之间有滚轴连接，扇面与扇面之间可沿着滚轴滑动，可折叠扇形连接杆2的顶部与上层环形荷载箱1之间的连接处设置有弧形轨道5，上层环形荷载箱1包括上层环形荷载箱上顶板6和上层环形荷载箱主体7，且上层环形荷载箱上顶板6位于上层环形荷载箱主体7的上方，下层环形荷载箱3包括下层环形荷载箱上顶板8和下层环形荷载箱主体9，且下层环形荷载箱上顶板8位于下层环形荷载箱主体9的上方，阶梯式荷载箱主体的外壁包裹有自平衡试桩，自平衡试桩通过阶梯式荷载箱主体分隔有自平衡上段桩10和自平衡下段桩11，且自平衡上段桩10位于自平衡下段桩11的上方，这样，由双层荷载箱及扇形连接杆分离上下段桩形成阶梯式荷载箱主体的内腔12，并且，阶梯式荷载箱主体的内腔呈圆台体。

本实施例的一个具体应用为：本发明结构设计合理，上层环形荷载箱1可为普通环形荷载箱，其内径略大于注浆管，保证注浆管能穿过上层环形荷载箱，保持注浆管对中，其外径小于自平衡试桩直径，下层环形荷载箱3采用普通环形荷载箱，其外径与桩径相同，其内径可较普通环形千斤顶大，主要原因是本发明有上下两层荷载箱，可共同提供试桩加载所需的压力，相较于传统的单层单个环形荷载箱需要承担所有压力，本发明的上层环形荷载箱1及下层环形荷载箱3只需承担传统单层荷载箱一半的压力，因此上层环形荷载箱1及下层环形荷载箱3均可减少体积及设计油压等级，荷载箱减小体积带来好处是上层环形荷载箱1所在层及下层环形荷载箱3所在层的翻浆预留通道大大增加，解决了自平衡试桩施工时翻浆困难的难题，保证了施工的质量，同时在翻浆时，闭合的可折叠扇形连接杆2也不会影响翻浆效果，闭合的可折叠扇形连接杆2也起到了连接上层环形荷载箱1和下层环形荷载箱3的作用，保证双层荷载箱空间的整体性，可折叠扇形连接杆2的扇面之间有滚轴连接，扇面与扇面之间可沿着滚轴滑动，在翻浆浆液高度超过单点式荷载箱1的高度时，及时将可折叠扇形连接杆2展开，展开的可折叠扇形连接杆4的扇面形成圆台形，可折叠扇形连接杆2的运行轨道为弧形轨道5，扇形薄片在预设的轨道上运行，轨道呈弧状并缓慢向上，在焊接荷载箱时，可事先在扇形薄片起始端绑接钢丝绳，并将钢丝绳留在地面，在需要展开可折叠扇形连接杆2时，拉动钢丝绳，扇形薄片便可沿着轨道滑动，只到位移至轨道尽头并卡牢，几个可折叠扇形连接杆2均展开后可成为圆台形，将自平衡上段桩10与自平衡下段桩11分离，对上层环形荷载箱1及下层环形荷载箱3同时充油加载，荷载箱将桩身顶开，因可折叠扇形连接杆实现涂有减摩剂，则圆台体表面与桩身混凝土并未黏结，荷载箱在加载后，将自平衡上段桩10自与自平衡下段桩11相连的圆台体处顶开，从而起到分离自平衡上段桩10与自平衡下段桩11的效果，加载完成后，上层环形荷载箱1及下层环形荷载箱3回位，自平衡上段桩10端部的凹型槽可嵌入到自平衡下段桩11顶部的凸形槽中，因断裂面未贯通，在试桩受到水平力的作用时，荷载箱处的抗剪能力大大提高，保障了自平衡试桩作为工程桩的可靠性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种自平衡法用阶梯式荷载箱，包括上层环形荷载箱、下层环形荷载箱和可折叠扇形连接杆，且上层环形荷载箱、下层环形荷载箱和可折叠扇形连接杆组合而成阶梯式荷载箱主体，其特征在于：所述上层环形荷载箱和下层环形荷载箱之间的圆周侧壁连接有可折叠扇形连接杆，所述可折叠扇形连接杆的顶部与上层环形荷载箱之间的连接处设置有弧形轨道，所述上层环形荷载箱包括上层环形荷载箱上顶板和上层环形荷载箱主体，且上层环形荷载箱上顶板位于上层环形荷载箱主体的上方，所述下层环形荷载箱包括下层环形荷载箱上顶板和下层环形荷载箱主体，且下层环形荷载箱上顶板位于下层环形荷载箱主体的上方，所述阶梯式荷载箱主体的外壁包裹有自平衡试桩，所述自平衡试桩通过阶梯式荷载箱主体分隔有自平衡上段桩和自平衡下段桩，且自平衡上段桩位于自平衡下段桩的上方。

2.根据权利要求1所述的一种自平衡法用阶梯式荷载箱，其特征在于：所述阶梯式荷载箱主体的内腔呈圆台体，以便控制自平衡试桩断裂面为凹凸面。

3.根据权利要求1所述的一种自平衡法用阶梯式荷载箱，其特征在于：所述上层环形荷载箱和下层环形荷载箱均为环形荷载箱，且上层环形荷载箱的内径大于注浆管的外径，所述上层环形荷载箱的外径小于自平衡试桩的直径。

4.根据权利要求1所述的一种自平衡法用阶梯式荷载箱，其特征在于：所述下层环形荷载箱的外径与自平衡试桩的直径大小相同。

5.根据权利要求1所述的一种自平衡法用阶梯式荷载箱，其特征在于：所述可折叠扇形连接杆由多片扇形薄片连接组合而成。

6.根据权利要求1所述的一种自平衡法用阶梯式荷载箱，其特征在于：所述可折叠扇形连接杆的扇面之间有滚轴连接，扇面与扇面之间可沿着滚轴滑动。

7.根据权利要求1所述的一种自平衡法用阶梯式荷载箱，其特征在于：所述可折叠扇形连接杆上涂有减摩剂。

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