CN111206558A - 用于地基承载力检测的移动式全自动台车及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于地基承载力检测的移动式全自动台车及检测方法，台车包括车头和检测平台；车头上设有全自动静载控制系统、油泵压力输出系统、发电机和油压控制系统；检测平台的底架上安装有台板和液压式伸缩臂结构，检测平台底架几何中心安装有车载千斤顶；车载千斤顶与油泵压力输出系统连通；液压式伸缩臂结构与油泵压力输出系统连通；油泵压力输出系统和油压控制系统均与全自动静载控制系统信号连接，将车载千斤顶活塞杆顶在防止在待检测地基上的第二承压板上，分级加载或卸载，采集地基沉降值。该台车解决了试验过程中每次更换试验点位就得重新搭设堆载平台的繁重工作，防止试验加载过程中加载平台的倾斜及试验桩的偏心受压状态。

Description

用于地基承载力检测的移动式全自动台车及检测方法

技术领域

本发明属于建筑工程检测技术领域，涉及一种地基承载力检测的设备，特别涉及一种用于地基承载力检测的移动式全自动台车；本发明还涉及一种用该全自动台车检测地基承载力的方法。

背景技术

基础建设中各种地基检测工作数量极大，尤其是1000kN以内的地基检测数量剧增，现有技术中基本上采用堆载法检测地基的承载力，即用工字钢搭设检测平台，在平台上堆积重物作为检测配重，配合千斤顶、油泵、百分表等辅助设备进行检测，此方法存在诸多弊端。安全问题、成本问题、时效问题一直是地基检测事业发展的瓶颈。寻求一种能安全、快捷、高效完成地基承载力检测的方法，成为当务之急。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于地基承载力检测的移动式全自动台车，能够安全、快捷、高效地进行地基检测。

本发明的另一个目的是提供一种用上述移动式全自动台车检测地基承载力的方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于地基承载力检测的移动式全自动台车，包括台板检测车车头和由台板检测车车头牵引的检测平台；台板检测车车头上设有全自动静载控制系统、油泵压力输出系统、发电机和油压控制系统；

检测平台包括并排设置的三根加载主梁，三根加载主梁通过多根并排设置的次梁固接，三根加载主梁中位于两侧的加载主梁上、沿该加载主梁的轴线方向依次固接有数量与次梁数量相同的立柱，沿同一方向计数时，两根加载主梁上处于相同计数位置的立柱位于同一根次梁的两端，所有的加载主梁、所有的次梁和所有的立柱构成检测平台底架；

检测平台底架上安装有台板，台板与所有立柱的顶端固接；检测平台底架两侧分别安装有两台液压式伸缩臂结构，该四台液压式伸缩臂结构均安装于加载主梁上；检测平台底架安装于轮式行走机构上；检测平台底架的几何中心安装有活塞杆朝下的车载千斤顶，该活塞杆的底端安装有球头；

车载千斤顶通过高压油管与油泵压力输出系统连通；所有的液压式伸缩臂结构均与油压控制系统连通；油泵压力输出系统和油压控制系统均与全自动静载控制系统信号连接。

本发明所采用的另一个技术方案是：一种用上述移动式全自动台车检测地基承载力的方法，具体按以下步骤进行：

1）整平待检测承载力的地基，铺设垫层，在待检测地基的试验点上放置第二承压板，再在待检测地基上固定安装两根基准梁，该两根基准梁分别位于该试验点的两侧；然后，通过台板检测车车头将检测平台牵引至待检测地基上，使车载千斤顶位于第二承压板上方；启动发电机，通过全自动静载控制系统启动油压控制系统，油压控制系统根据全自动静载控制系统发出的指令，控制油泵压力输出系统，油泵压力输出系统向液压式伸缩臂输入压力油，液压式伸缩臂伸长，使第一承压板支撑在垫层上，全自动静载控制系统通过油压控制系统控制油泵压力输出系统输给四个液压式伸缩臂的压力，调整四个液压式伸缩臂的伸出长度，使台板处于水平状态；

2）油泵压力输出系统向车载千斤顶输入压力油，车载千斤顶的活塞杆伸出，使该活塞杆底端安装的球头与第二承压板相接触，该球头位于两根基准梁之间；在两根基准梁上分别固定两只磁力表座，磁力表座上安装机电百分表，通过调整磁力表座使机电百分表的测量头与第二承压板紧密接触，将机电百分表与全自动静载控制系统相连接；

3）按照设计值将加载数据输入全自动静载控制系统，将需要加载的重物一次性堆载在台板上，向全自动静载控制系统输入加载数据或卸载数据，全自动静载控制系统根据输入的数据通过油压控制系统与油泵压力输出系统控制车载千斤顶对第二承压板加载或卸载，车载千斤顶加载或卸载过程中，机电百分表测读待检测地基的位移值，并将测读的位移值数据上传至全自动静载控制系统；全自动静载控制系统接收到机电百分表发送的测读的位移值数据，判识每级加载后地基位移值是否满足稳定条件，满足则加载下一级，不满足则继续加载，直至满足或终止加载；

4）检测完成后，全自动静载控制系统后对采集到的数据进行实时分析处理，完成数据判读，并导出检测报告。

本发明移动式全自动台车具有以下优点：

1、提供了一部移动式的加载平台，避免了以往试验过程中每次更换试验点位就得重新搭设堆载平台的繁重工作。而且，加载平台上有两对液压式伸缩臂，保证了加载平台的水平度，防止试验加载过程中加载平台的倾斜及试验桩的偏心受压状态。

2、向全自动加载系统中输入试验桩的各参数值，即可划分好各级加载力值，并通过机电百分表测读桩的位移值并上传数据至终端，进行实时数据分析处理及绘制荷载-位移等曲线，完成智能化地数据判读。

3、油泵压力输出系统受控于全自动静载控制系统，最终受控于计算机终端，可有效减小分级加载过程中手控加压造成的系统误差。

4、经过加工改造后的台板结构整体性较好，这一刚度较大的反力装置能够与上方堆载重物共同承受反力，有效降低堆载量。

本发明移动式全自动检测台车脱胎于现有技术中搭设的堆载平台，台车的设计是在国家和行业规范（标准）要求的大框架之下开展的，将多年积累的地基承载力检测实践经验和有助于现场检测实施的辅助设备设计整合成为一个整体。实现承载力检测的自动化、快捷化、标准化。

附图说明

图1是本发明移动式全自动台车的三维示意图。

图2是本发明移动式全自动台车的立面图。

图中：1.车载千斤顶，2.台板，3.立柱，4.加载主梁，5.次梁，6.液压式伸缩臂，7.活动转架，8.全自动静载控制系统，9.油泵压力输出系统，10.发电机，11.油压控制系统，12.台板检测车车头，13.第一承压板，14.第二承压板，15.竖向插销，16.加载重物，17.基准梁，18.磁力表座，19.机电百分表。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1和图2所示，本发明移动式全自动台车，包括台板检测车车头12和检测平台；台板检测车车头12上设有全自动静载控制系统8、油泵压力输出系统9、发电机10和油压控制系统11；检测平台朝向台板检测车车头12的一端设有活动转向架7，台板检测车车头12上设有牵引架，该牵引架和活动转向架7通过竖向插销15相连。

检测平台包括并排设置的三根加载主梁4，三根加载主梁4通过多根并排设置的次梁5固接，图1所示的实施例中次梁5的数量为七根；三根加载主梁4中位于两侧的加载主梁4上、沿加载主梁4的轴线方向依次固接有多根立柱3，一根加载主梁4上固接的立柱3的数量与次梁5的数量相同，两根加载主梁4上固接的立柱3的位置相对应，即沿同一方向计数时，两根加载主梁4上处于相同计数位置的立柱3位于同一根次梁5的两端；

所有的加载主梁4、所有的次梁5和所有的立柱3构成检测平台底架，该检测平台底架的几何中心安装有车载千斤顶1，车载千斤顶1的活塞杆朝下，该活塞杆的底端安装有起到垂直传力作用的球头。

检测平台底架上安装有台板2，台板2与所有立柱3的顶端固接；检测平台底架两侧均安装有两台液压式伸缩臂6，该四台液压式伸缩臂6均安装于加载主梁4上；检测平台底架安装于轮式行走机构上。液压式伸缩臂6自由端的端部安装有第一承压板13。

台板2朝向检测平台底架的端面上设有多列横向设置的加强肋，有助于提高台板各向刚度，保证加载平台的受力均匀性。

车载千斤顶1和所有的液压式伸缩臂6均通过高压油管与油泵压力输出系统9连通；油泵压力输出系统9与油压控制系统11连接。

油泵压力输出系统9和油压控制系统11均与全自动静载控制系统8信号连接。

发电机10为全自动静载控制系统8、油泵压力输出系统9和油压控制系统11提供电能。

发电机10优选3kW发电机。油压控制系统11采用一拖四油压控制系统，通过高压油管连接液压式伸缩臂结构6。

本发明还提供了一种用上述移动式全自动台车检测地基承载力的方法，具体按以下步骤进行：

1）整平待检测承载力的地基，在整平的地基上铺设垫层，在待检测地基的试验点上放置厚度2～4cm的第二承压板14，再在待检测地基上固定安装两根基准梁17，该两根基准梁17分别位于该试验点的两侧；然后，通过台板检测车车头12将检测平台牵引至待检测地基上，使车载千斤顶1位于第二承压板14上方；启动发电机10，提供电能，通过全自动静载控制系统8启动油压控制系统11，油压控制系统11根据全自动静载控制系统8发出的指令，控制油泵压力输出系统9，油泵压力输出系统9向液压式伸缩臂6输入压力油，液压式伸缩臂6伸长，使第一承压板13支撑在垫层上，全自动静载控制系统8通过油压控制系统11控制油泵压力输出系统9输给四个液压式伸缩臂6的压力，调整四个液压式伸缩臂6的伸出长度，使台板2处于水平状态；

2）全自动静载控制系统8通过油压控制系统11控制油泵压力输出系统9向车载千斤顶1输入压力油，车载千斤顶1的活塞杆伸出，使该活塞杆底端安装的球头与第二承压板14相接触，该球头位于两根基准梁17之间；在两根基准梁17上分别固定两只磁力表座18，磁力表座18上安装机电百分表19，通过调整磁力表座18使机电百分表19的测量杆垂直，并使机电百分表19的测量头与第二承压板14紧密接触，将机电百分表19与全自动静载控制系统8相连接，以测读地基沉降量；

3）按照设计值将加载数据输入全自动静载控制系统8，将需要加载的重物一次性堆载在台板2上，如图2所示，向全自动静载控制系统8输入加载数据或卸载数据，全自动静载控制系统8根据输入的数据通过油压控制系统11与油泵压力输出系统9控制车载千斤顶1对第二承压板14加载或卸载，车载千斤顶1加载或卸载过程中，机电百分表19测读待检测地基的位移值，并将测读的位移值数据上传至全自动静载控制系统8；全自动静载控制系统8接收到机电百分表19发送的测读的位移值数据，判识每级加载后地基位移值是否满足稳定条件，若满足该稳定条件则加载下一级，若不满足该稳定条件则继续加载，直至满足或终止加载；

稳定条件：在全自动静载控制系统8中输入试验参数，即划分好各级加载或卸载力值，实现在试验过程中对荷载的精准控制；其次，设置好荷载（加载或卸载）方法、地基位移的测读时间（机电百分表19自动测度）和终止加载条件。

加载时，每级加载后的第一个小时内，依次在第5分钟、第10分钟、第30分钟、第45分钟、第60分钟分别测读第二承压板14向下的位移量，以后每隔30分钟测读一次；当沉降速率小于0.1mm/h，并连续出现两次（由1.5小时内连续三次的观测值计算）时，进行下一级加载。

加载过程中，若出现下列情况之一时，终止加载：a.沉降量急剧增大，待检测地基土被挤出或第二承压板14周围出现明显的隆起；b.在某级荷载下，沉降量大于前一级荷载下沉降量的5倍，或者大于前一级荷载下沉降量的2倍，并经24小时尚未稳定；c.第二承压板14的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%；d.达不到极限荷载且最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。

卸载时，每级卸载维持一小时，该一小时内在第15分钟、第30分钟、第60分钟分别测读第二承压板14的沉降值，在全部卸载后，间隔三小时最后测读一次第二承压板14的沉降值，得出残余沉降值。

4）检测完成后，全自动静载控制系统8后对采集到的数据进行实时分析处理，完成数据判读，并导出检测报告。

本发明检测方法中全自动静载控制系统8是荷载试验的中枢。

Claims (9)

1.一种用于地基承载力检测的移动式全自动台车，其特征在于，包括台板检测车车头（12）和由台板检测车车头（12）牵引的检测平台；台板检测车车头（12）上设有全自动静载控制系统（8）、油泵压力输出系统（9）、发电机（10）和油压控制系统（11）；

检测平台包括并排设置的三根加载主梁（4），三根加载主梁（4）通过多根并排设置的次梁（5）固接，三根加载主梁（4）中位于两侧的加载主梁（4）上、沿该加载主梁（4）的轴线方向依次固接有数量与次梁（5）数量相同的立柱（3），沿同一方向计数时，两根加载主梁（4）上处于相同计数位置的立柱（3）位于同一根次梁（5）的两端，所有的加载主梁（4）、所有的次梁（5）和所有的立柱（3）构成检测平台底架；

检测平台底架上安装有台板（2），台板（2）与所有立柱（3）的顶端固接；检测平台底架两侧分别安装有两台液压式伸缩臂结构（6），该四台液压式伸缩臂结构（6）均安装于加载主梁（4）上；检测平台底架安装于轮式行走机构上；检测平台底架的几何中心安装有活塞杆朝下的车载千斤顶（1），该活塞杆的底端安装有球头；

车载千斤顶（1）通过高压油管与油泵压力输出系统（9）连通；所有的液压式伸缩臂结构（6）均与油压控制系统（11）连通；油泵压力输出系统（9）和油压控制系统（11）均与全自动静载控制系统（8）信号连接。

2.如权利要求1所述的用于地基承载力检测的移动式全自动台车，其特征在于，所述液压式伸缩臂结构（6）自由端的端部安装有第一承压板（13）。

3.如权利要求1所述的用于地基承载力检测的移动式全自动台车，其特征在于，油压控制系统（11）采用一拖四油压控制系统。

4.一种用权利要求1所述移动式全自动台车检测地基承载力的方法，其特征在于，该检测方法具体按以下步骤进行：

1）整平待检测承载力的地基，铺设垫层，在待检测地基的试验点上放置第二承压板（14），再在待检测地基上固定安装两根基准梁（17），该两根基准梁（17）分别位于该试验点的两侧；然后，通过台板检测车车头（12）将检测平台牵引至待检测地基上，使车载千斤顶（1）位于第二承压板（14）上方；启动发电机（10），通过全自动静载控制系统（8）启动油压控制系统（11），油压控制系统（11）根据全自动静载控制系统（8）发出的指令，控制油泵压力输出系统（9），油泵压力输出系统（9）向液压式伸缩臂（6）输入压力油，液压式伸缩臂（6）伸长，使第一承压板（13）支撑在垫层上，全自动静载控制系统（8）通过油压控制系统（11）控制油泵压力输出系统（9）输给四个液压式伸缩臂（6）的压力，调整四个液压式伸缩臂（6）的伸出长度，使台板（2）处于水平状态；

2）油泵压力输出系统（9）向车载千斤顶（1）输入压力油，车载千斤顶（1）的活塞杆伸出，使该活塞杆底端安装的球头与第二承压板（14）相接触，该球头位于两根基准梁（17）之间；在两根基准梁（17）上分别固定两只磁力表座（18），磁力表座（18）上安装机电百分表（19），通过调整磁力表座（18）使机电百分表（19）的测量头与第二承压板（14）紧密接触，将机电百分表（19）与全自动静载控制系统（8）相连接；

3）按照设计值将加载数据输入全自动静载控制系统（8），将需要加载的重物一次性堆载在台板（2）上，向全自动静载控制系统（8）输入加载数据或卸载数据，全自动静载控制系统（8）根据输入的数据通过油压控制系统（11）与油泵压力输出系统（9）控制车载千斤顶（1）对第二承压板（14）加载或卸载，车载千斤顶（1）加载或卸载过程中，机电百分表（19）测读待检测地基的位移值，并将测读的位移值数据上传至全自动静载控制系统（8）；全自动静载控制系统（8）接收到机电百分表（19）发送的测读的位移值数据，判识每级加载后地基位移值是否满足稳定条件，满足则加载下一级，不满足则继续加载，直至满足或终止加载；

4）检测完成后，全自动静载控制系统（8）后对采集到的数据进行实时分析处理，完成数据判读，并导出检测报告。

5.如权利要求4所述的用移动式全自动台车检测地基承载力的方法，其特征在于，所述步骤3）中，加载时，每级加载后的第一个小时内，依次在第5分钟、第10分钟、第30分钟、第45分钟、第60分钟分别测读第二承压板（14）的位移量，以后每隔30分钟测读一次；当沉降速率小于0.1mm/h，并由1.5小时内连续三次的观测值计算连续出现两次时，进行下一级加载。

6.如权利要求4所述的用移动式全自动台车检测地基承载力的方法，其特征在于，所述加载过程中，若出现下列情况之一时，终止加载：

a.沉降量急剧增大，待检测地基土被挤出或第二承压板（14）周围出现明显的隆起；

b.在某级荷载下，沉降量大于前一级荷载下沉降量的5倍，或者大于前一级荷载下沉降量的2倍，并经24小时尚未稳定；

c.第二承压板（14）的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%；

d.达不到极限荷载且最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。

7.如权利要求4所述的用移动式全自动台车检测地基承载力的方法，其特征在于，所述步骤3）中，卸载时，每级卸载维持一小时，该一小时内在第15分钟、第30分钟、第60分钟分别测读第二承压板（14）的沉降值，在全部卸载后，间隔三小时最后测读一次第二承压板（14）的沉降值，得出残余沉降值。

8.如权利要求4、5、6或7所述的用移动式全自动台车检测地基承载力的方法，其特征在于，所述第二承压板（14）的厚度为2～4cm。

9.如权利要求4所述的用移动式全自动台车检测地基承载力的方法，其特征在于，所述步骤3）在的稳定条件为：在全自动静载控制系统（8）中输入试验参数，实现在试验过程中对荷载的精准控制；其次，设置好荷载方法、地基位移的测读时间和终止加载条件。

Images