CN112482452A - 一种桩基静载自动检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桩基静载自动检测装置及检测方法，涉及桩基检测技术领域，旨在解决静载实验装置在实验过程中，需要操作人员不断去测量桩基的沉降量，造成人力资源的浪费的技术问题，其技术方案要点是包括承载平台、自动加载模块、反力组件、自动测量模块以及控制模块；所述反力组件包括支撑管、顶升装置以及大量程称重传感器，所述顶升装置的顶部与承载平台的底壁相抵，所述大量程称重传感器连接于控制模块以向控制模块传输荷载信号；所述自动测量模块包括激光测距装置、超声波测距装置以及反光板，所述激光测距装置和超声波测距装置均连接于控制模块以向控制模块传输沉降量信号。达到了自动对桩基检测进行测量和记录的效果。
Description
技术领域
本发明涉及桩基检测的技术领域，尤其是涉及一种桩基静载自动检测装置及检测方法。
背景技术
桩基静载试验是运用在工程上对桩基承载力检测的一项技术。在确定单桩极限承载力方面，它是目前最为准确、可靠的检验方法，作为判定某种动载检验方法是否成熟，均以静载试验成果的对比误差大小为依据。因此，每种地基基础设计处理规范都把单桩静载试验列入首要位置。静载试验中，作用于桩上的荷载一般由反力装置提供。反力装置的易用程度直接影响着试验的过程和结果，常用的有堆载反力装置和锚桩反力装置。堆载反力装置就是在桩顶使用钢梁设置承重平台，上堆重物，依靠放在桩头上的千斤顶将平台逐步顶起，从而将力施加到桩身。由于利用堆载相对于锚桩来提供反力，有着经济方便的优势。
授权公告号为CN207160091U的专利文件中公开了一种新型桩基静载试验装置，包括承重架、支架和配重块，所述支架穿设在承重架上端支撑板的四端，支架的下端插设在支座上，承重架中间的待检测桩基顶上设有液压千斤顶，承重架上端的支撑板通过该液压千斤顶进行高度的调节，配重块设在支撑板上。通过设定在支撑板上的支架结构，支撑块发生倾斜时，支架对支撑板进行支撑，使支架发挥承重功能，阻止支撑板倾斜，保证安全。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述静载实验装置在实验过程中，需要操作人员不断去测量桩基的沉降量，造成人力资源的浪费，故有待改善。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种桩基静载自动检测装置，其具有自动对桩基检测进行测量和记录的优势。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种桩基静载自动检测装置，包括承载平台、位于承载平台上的自动加载模块、位于承载平台底部的反力组件、安装在承载平台上的自动测量模块以及控制测量进行的控制模块；所述反力组件包括安装在承载平台底端的支撑管、放置在桩头的顶升装置以及安装在承载平台中的大量程称重传感器，所述顶升装置的顶部与承载平台的底壁相抵，所述大量程称重传感器连接于控制模块以向控制模块传输荷载信号；
所述自动测量模块包括安装在承载平台侧壁上的激光测距装置、安装在承载平台侧壁上的超声波测距装置以及放置在地面的反光板，所述激光测距装置和超声波测距装置均连接于控制模块以向控制模块传输沉降量信号。
通过采用上述技术方案，自动加载模块自动将荷载加在承载平台上，承载平台通过反力组件中的顶升装置，将所有的压力均压在桩头上，并通过支撑管进行支撑以及通过大量程称重传感器检测整个承载平台的重量，以在自动加载模块加载至预定荷载时控制顶升装置顶起预定高度；然后通过自动测量模块进行测距，激光测距装置和超声波测距装置共同测距，一方面结合水平测量装置检测承载平台的水平度，另一方面还能够基于初始的测量值计算沉降量，从而实现了对桩头的自动测量，无线检测人员手动测量沉降量，从而降低了人工监测的成本。
本发明进一步设置为：所述自动加载模块包括多个盛水箱，所述盛水箱其中两侧侧壁和顶壁上设置有连接燕尾块，另外两侧侧壁和底壁上设置有与连接燕尾块相适配的连接燕尾槽，所述连接燕尾块和连接燕尾槽上均设置有与盛水箱内部相通的对接孔，其中一个对接孔上设置有向盛水箱送水的抽水泵，所述抽水泵连接于控制模块。
通过采用上述技术方案，多个盛水箱之间通过连接燕尾块和连接燕尾槽进行连接，从而能够实现根据桩基的荷载需要自由调节盛水箱的数量以调节承载平台的荷载的效果；由于连接燕尾槽和连接燕尾块相适配，另一方面还提高了相邻两个盛水箱之间连接的稳定性，使得自动加载装置的连接更加稳定；而抽水泵的设置便于就地取材，将地下水或者是桩基建筑过程中产生的泥浆泵送进盛水箱中进行自动加载，从而节约了运输大吨位荷载的运输成本。
本发明进一步设置为：所述对接孔中设置有固定环，所述固定环中间位置设置有支撑板，所述支撑环侧壁位于支撑板一侧设置有挡板，所述支撑板中心转动连接有用于封闭支撑杆远离挡板一侧的半圆板。
通过采用上述技术方案，固定环中位于支撑板一侧的挡板能够对对接孔的一半进行封闭，而转动连接在支撑板中心的半圆板则使得支撑板远离挡板的一侧能够通过操作人员去调节实现启闭，从而在需要将相邻两个盛水箱连接起来时将半圆板转至与挡板重合，而需要不需要盛水箱上的对接孔连接时即将对接孔进行封闭。
本发明进一步设置为：所述半圆板贴合于支撑环的一侧表面设置有密封橡胶环；所述半圆板一端设置有握持拨块，所述支撑板两端分别开设有供握持拨块插设的弧槽。
通过采用上述技术方案，密封橡胶环能够提高半圆板与支撑环贴合处的密封性，从而减少盛水箱中的水漏出；另一方面，密封橡胶环的设置能使得半圆板抵紧支撑环的表面，从而能够起到对半圆板进行固定的作用，减轻了半圆板的自由移动；握持拨快的设置便于拨动半圆板进行转动，从而便于将半圆板转至弧槽中实现对接孔的打开或者封闭。
本发明进一步设置为：所述承载平台两端分别设置有辅助支撑模块，所述辅助支撑模块包括安装在承载平台底部的抵接油缸和安装在抵接油缸活塞杆上的抵接板。
通过采用上述技术方案，辅助支撑模块安装在承载平台的两端，能够在承载平台的两端进行支撑；由于抵接油缸的驱动力较大且便于对冲击进行缓冲，而抵接板增大了抵接油缸与地面之间的接触面积，从而更便于在承载平台发生倾斜时能够在较低的一端进行辅助支撑，防止承载平台因倾斜而侧翻。
本发明进一步设置为：所述抵接板与抵接油缸的活塞杆之间设置有压力检测装置，所述压力检测装置连接于控制装置以向控制装置反馈辅助支撑模块的受力情况。
通过采用上述技术方案，压力检测装置的设置便于对抵接板接触地面时收到的力进行检测，而当某一端的辅助支撑模块受力而另一端未受力时则表明承载平台倾斜，此时控制装置控制抵接油缸伸出进行辅助支撑，从而减轻了承载平台发生侧翻的风险。
本发明进一步设置为：所述顶升装置底部设置有固定套管，所述固定套管底部开设有套设在桩头上的嵌置槽，所述嵌置槽内侧壁设置有抵接弹簧。
通过采用上述技术方案，固定套管的设置便于将顶升装置固定在桩头的顶部，固定套管开设的嵌置槽便于套设在桩头上，并且通过抵接弹簧使得桩头始终位于嵌置槽的中心位置，从而实现了将顶升装置固定在桩头的中心，从而保证了顶升装置在顶升的过程中始终对承载平台的中心施力，保证了顶升过程的稳定性。
本发明进一步设置为：所述抵接弹簧远离固定套管内侧壁的一端设置有抵接块，所述抵接块底部设置有导向斜面。
通过采用上述技术方案，抵接块的设置便于对对桩头进行抵接，导向面的设置便于桩头在低于抵接块抵接时起到导向的作用，从而更便于将固定套管的中心与桩头的中心在同一竖直线上，从而保证了顶升的稳定。
本发明的目的二在于提供一种桩基静载自动检测装置，其具有自动对桩基检测进行测量和记录的优势。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
种应用于上述桩基静载自动检测装置的检测方法，其特征在于，包括：
清理桩头，将承载平台吊装至桩头处，并安装顶升装置、辅助支撑模块和控制模块；
安装承载平台上的自动加载模块；
安装辅助支撑模块和自动测量模块并与控制模块连接；以及，
启动顶升装置将承载平台顶起，通过自动测量模块监测桩基的沉降量。
通过采用上述技术方案，自动加载模块自动将荷载加在承载平台上，承载平台通过反力组件中的顶升装置，将所有的压力均压在桩头上，并通过支撑管进行支撑以及通过大量程称重传感器检测整个承载平台的重量，以在自动加载模块加载至预定荷载时控制顶升装置顶起预定高度；然后通过自动测量模块进行测距，激光测距装置和超声波测距装置共同测距，一方面结合水平测量装置检测承载平台的水平度，另一方面还能够基于初始的测量值计算沉降量，从而实现了对桩头的自动测量，无线检测人员手动测量沉降量，从而降低了人工监测的成本。
本发明进一步设置为：所述安装承载平台的自动加载模块包括：
根据桩基的荷载计算承载平台的盛水箱个数；
将相邻两个盛水箱对接处的对接孔中的半圆板打开；
将相邻两个盛水箱通过连接燕尾槽和连接燕尾块对接；
将边缘的盛水箱的对接孔打开，并连接抽水泵。
通过采用上述技术方案，计算盛水箱的数量之后便于将所需的盛水箱运输至预定位置，由于相邻两个盛水箱之间可以拆卸并通过对接孔对接，因而便于盛水箱的运输；由于通过对接孔和抽水泵泵送泥浆或者水进入盛水箱，大大降低了盛水箱运输时的质量，大大降低了运输的成本；而在需要加载时将盛水箱对接，并将对接孔打开，通过抽水泵进行注水，实现了自动加载平台的自动加载，无需吊装大型混凝土块进行加载。
综上所述，本发明的有益效果为：
1、采用了承载平台、自动加载模块、反力组件、自动测量模块和控制模块相配合的技术，从而产生便于自动对进行桩基检测的效果；
2、采用了盛水箱、连接燕尾块、连接燕尾槽、抽水泵、对接孔、固定环、支撑板、挡板、半圆板、密封橡胶环、握持拨块和弧槽相配合的技术，从而产生根据荷载自由调节盛水箱的数量以便于自动加载的效果；
3、采用了抵接油缸、抵接板、压力检测装置、固定套管、嵌置槽、抵接弹簧、抵接块和导向斜面相配合的技术，从而产生便于提高顶升过程的稳定性，降低承载平台倾斜而导致的侧翻的效果。
附图说明
图1为实施例中一种桩基静载自动检测装置及检测方法的整体结构示意图；
图2为实施例中用于展现盛水箱连接处结构的示意图；
图3为实施例中用于展现固定环处结构的示意图；
图4为图1中用于展现A处结构的放大示意图。
图中：1、承载平台；10、限位板；2、自动加载模块；21、盛水箱；211、连接燕尾块；212、连接燕尾槽；213、对接孔；22、固定环；221、支撑板；2211、弧槽；222、挡板；23、半圆板；231、密封橡胶环；2311、环槽；232、握持拨块；3、反力组件；31、支撑管；32、顶升装置；33、大量程称重传感器；34、固定套管；341、嵌置槽；3411、抵接弹簧；3412、抵接块；3413、导向面；4、自动测量模块；41、激光测距装置；411、反光板；42、超声波测距装置；43、水平测量装置；5、控制模块；6、辅助支撑模块；61、抵接油缸；62、抵接板；621、压力检测装置。
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：
一种桩基静载自动检测装置及检测方法，参照图1，其包括承载平台1、位于承载平台1上的自动加载模块2、位于承载平台1底部的反力组件3、安装在承载平台1上的自动测量模块4以及控制测量进行的控制模块5。
参照图1和图2，自动加载模块2包括多个盛水箱21，盛水箱21的个数根据承载平台1的荷载计算确定；承载平台1上一体成型有用于限制盛水箱21位置的限位板10，且承载平台1的表面一体成型有与连接燕尾槽212相适配的连接块，从而提高盛水箱21与承载平台1连接的稳定性。
参照图1和图2，盛水箱21其中相邻两侧侧壁和顶壁上一体成型有连接燕尾块211，侧壁上燕尾块的长度等于盛水箱21的高度，顶壁上的连接燕尾块211的长度等于盛水箱21的宽度。另外两侧侧壁和底壁上开设有与连接燕尾块211相适配的连接燕尾槽212，连接燕尾块211的表面粘固有防水橡胶层能够提高防水性能；连接燕尾块211和连接燕尾槽212上均开设有与盛水箱21内部相通的对接孔213，对接孔213的内侧壁设置有螺纹，其中一个对接孔213上设置有向盛水箱21送水的抽水泵，抽水泵连接于控制模块5。
参照图2和图3，对接孔213中螺纹连接有固定环22，固定环22中间位置一体成型有支撑板221，支撑环侧壁位于支撑板221一侧一体成型有挡板222，挡板222为半圆形，以对支撑板221一侧进行遮挡。支撑板221中心转动连接有用于封闭支撑杆远离挡板222一侧的半圆板23，半圆板23直径上的中心转动通过防水销轴转动连接在支撑杆的中心，以通过半圆板23实现对接孔213的开闭。
参照图2和图3，半圆板23贴合于支撑环的一侧表面粘接固定有密封橡胶环231，密封橡胶环231围绕半圆板23一周设置；支撑环位于半圆板23的一侧设置有可与半环板相抵的环槽2311，以为半圆板23转动提供轨道。半圆板23一端一体成型有握持拨块232，握持拨块232凸出与支撑板221的表面；支撑板221两端分别开设有供握持拨块232插设的弧槽2211，从而能够嵌置握持拨块232，实现半圆板23的定位。
参照图1和图4，反力组件3包括一体成型在承载平台1底壁的支撑管31、放置在桩头的顶升装置32以及安装在承载平台1中的大量程称重传感器33，顶升装置32的顶部与承载平台1的底壁相抵，大量成称重传感器的称重点位于支撑管31中心位置，大量程称重传感器33连接于控制模块5以向控制模块5传输荷载信号，从而便于控制装置获知承载平台1上的荷载。
参照图1和图4，顶升装置32为大型千斤顶，顶升装置32底部套设有固定套管34，固定套管34底部开设有套设在桩头上的嵌置槽341，嵌置槽341为圆型盲孔；嵌置槽341内侧壁焊接固定有抵接弹簧3411。抵接弹簧3411远离固定套管34内侧壁的一端套设并经焊接固定有抵接块3412，抵接块3412底部一体成型有导向斜面，抵接块3412远离抵接弹簧3411的一侧表面为弧形，以便于将固定套管34固定在不同尺寸的桩头上。
参照图1，自动测量模块4包括安装在承载平台1侧壁上的激光测距装置41、安装在承载平台1侧壁上的超声波测距装置42以及放置在地面的反光板411，激光测距装置41和超声波测距装置42分别位于承载平台1的两端，当激光测距装置41和超声波测距装置42示数一直时承载平台1保持水平；激光测距装置41和超声波测距装置42均连接于控制模块5以向控制模块5传输沉降量信号。自动测量模块4还包括水平测量装置43，水平测量装置43为电子水平仪，水平测量装置43连接于控制模块5以传输承载平台1的水平度数据。
参照图1，承载平台1两端分别设置有辅助支撑模块6，辅助支撑模块6包括安装在承载平台1底部的抵接油缸61和安装在抵接油缸61活塞杆上的抵接板62，抵接油缸61的缸体焊接固定在承载平台1的底部，抵接板62焊接固定在活塞杆上，抵接油缸61同时启动，将承载平台1撑起。
参照图1，抵接板62与抵接油缸61的活塞杆之间安装有压力检测装置621，压力检测装置621为大量程型压力传感器；压力检测装置621连接于控制装置以向控制装置反馈辅助支撑模块6的受力情况。
本申请实施例还公开了一种应用上述桩基静载自动检测装置进行桩基检测的检测方法，包括：
S100、清理桩头，将承载平台1吊装至桩头处，并安装顶升装置32、辅助支撑模块6和控制模块5；
在桩基检测之前，先对桩头进行处理，使得桩头保持平整；然后将固定套管34套设在桩头上，由于固定套管34嵌置槽341中的抵接弹簧3411和抵接块3412，因而使得固定套管34的中心与桩头的中心重合。然后将顶升装置32套设在固定套管34顶部，再承载平台1吊装至桩头顶部并将支撑管31套设在顶升装置32上，并使得顶升装置32位于支撑管31的中心位置处，并将抵接板62安装在抵接油缸61上实现对辅助支撑模块6的安装。然后控制顶升装置32顶升进行预实验，查看承载平台1运行是否平稳，待承载平台1运行平稳后控制辅助支撑模块6中的抵接油缸61同时伸长，将承载平台1撑起。
S200、安装承载平台1上的自动加载模块2；
S210、根据桩基的荷载计算承载平台1的盛水箱21个数；
根据泵入盛水箱21内水的密度计算所需水的体积，根据桩基的荷载，由于盛水箱21的容积固定，因而能够计算出盛水箱21的个数，并基于安全的原则进行排列，确定每层盛水箱21的个数。
S220、将相邻两个盛水箱21对接处的对接孔213中的半圆板23打开；
然后将盛水箱21吊装至承载平台1上，根据需要将盛水箱21对接孔213中的半圆板23打开，使得相邻两个盛水箱21之间相通且不致漏水。
S230、将相邻两个盛水箱21通过连接燕尾槽212和连接燕尾块211对接；
S240、将边缘的盛水箱21的对接孔213打开，并连接抽水泵。
根据计算所得的水的体积以及抽水泵的功率设置抽水泵的数量，并在自动加载模块2的四周均匀设置抽水泵，从而向盛水箱21内进行泵送水，进行加载。
S300、安装自动测量模块4并与控制模块5连接；
在安装自动加载模块2的同时在承载平台1的两端安装自动测量模块4，一端安装超声波测距装置42，另一端安装激光测距装置41和反光板411，并对承载平台1的水平度以及两端的高度进行测量，使得承载平台1保持水平状态。
S400、启动顶升装置32将承载平台1顶起，通过自动测量模块4监测桩基的沉降量。
控制抽水泵不断向控制抽水泵向盛水箱21内注水，当承载平台1的大量程称重传感器33到达预定示数时，控制顶升装置32将承载平台1顶起至规定高度并控制辅助支撑模块6收缩；此时重力完全压在桩头上，然后通过自动测量模块4中的超声波测距装置42以及激光测距装置41测量此时承载平台1距离地面的高度，作为初始值。并且间隔规定时间再次进行测量，以监测桩头的沉降量，从而实现桩基的自动检测。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种桩基静载自动检测装置，其特征在于：包括承载平台(1)、位于承载平台(1)上的自动加载模块(2)、位于承载平台(1)底部的反力组件(3)、安装在承载平台(1)上的自动测量模块(4)以及控制测量进行的控制模块(5)；所述反力组件(3)包括安装在承载平台(1)底端的支撑管(31)、放置在桩头的顶升装置(32)以及安装在承载平台(1)中的大量程称重传感器(33)，所述顶升装置(32)的顶部与承载平台(1)的底壁相抵，所述大量程称重传感器(33)连接于控制模块(5)以向控制模块(5)传输荷载信号；
所述自动测量模块(4)包括安装在承载平台(1)侧壁上的激光测距装置(41)、安装在承载平台(1)侧壁上的超声波测距装置(42)以及放置在地面的反光板(411)，所述激光测距装置(41)和超声波测距装置(42)均连接于控制模块(5)以向控制模块(5)传输沉降量信号。
2.根据权利要求1所述的桩基静载自动检测装置，其特征在于：所述自动加载模块(2)包括多个盛水箱(21)，所述盛水箱(21)其中两侧侧壁和顶壁上设置有连接燕尾块(211)，另外两侧侧壁和底壁上设置有与连接燕尾块(211)相适配的连接燕尾槽(212)，所述连接燕尾块(211)和连接燕尾槽(212)上均设置有与盛水箱(21)内部相通的对接孔(213)，其中一个对接孔(213)上设置有向盛水箱(21)送水的抽水泵，所述抽水泵连接于控制模块(5)。
3.根据权利要求2所述的桩基静载自动检测装置，其特征在于：所述对接孔(213)中设置有固定环(22)，所述固定环(22)中间位置设置有支撑板(221)，所述支撑环侧壁位于支撑板(221)一侧设置有挡板(222)，所述支撑板(221)中心转动连接有用于封闭支撑杆远离挡板(222)一侧的半圆板(23)。
4.根据权利要求3所述的桩基静载自动检测装置，其特征在于：所述半圆板(23)贴合于支撑环的一侧表面设置有密封橡胶环(231)；所述半圆板(23)一端设置有握持拨块(232)，所述支撑板(221)两端分别开设有供握持拨块(232)插设的弧槽(2211)。
5.根据权利要求1所述的桩基静载自动检测装置，其特征在于：所述承载平台(1)两端分别设置有辅助支撑模块(6)，所述辅助支撑模块(6)包括安装在承载平台(1)底部的抵接油缸(61)和安装在抵接油缸(61)活塞杆上的抵接板(62)。
6.根据权利要求5所述的桩基静载自动检测装置，其特征在于：所述抵接板(62)与抵接油缸(61)的活塞杆之间设置有压力检测装置(621)，所述压力检测装置(621)连接于控制装置以向控制装置反馈辅助支撑模块(6)的受力情况。
7.根据权利要求1所述的桩基静载自动检测装置，其特征在于：所述顶升装置(32)底部设置有固定套管(34)，所述固定套管(34)底部开设有套设在桩头上的嵌置槽(341)，所述嵌置槽(341)内侧壁设置有抵接弹簧(3411)。
8.根据权利要求7所述的桩基静载自动检测装置，其特征在于：所述抵接弹簧(3411)远离固定套管(34)内侧壁的一端设置有抵接块(3412)，所述抵接块(3412)底部设置有导向斜面。
9.一种应用于上述权利要求1-8任一所述的桩基静载自动检测装置的检测方法，其特征在于，包括：
清理桩头，将承载平台(1)吊装至桩头处，并安装顶升装置(32)、辅助支撑模块(6)和控制模块(5)；
安装承载平台(1)上的自动加载模块(2)；
安装辅助支撑模块(6)和自动测量模块(4)并与控制模块(5)连接；以及，
启动顶升装置(32)将承载平台(1)顶起，通过自动测量模块(4)监测桩基的沉降量。
10.根据权利要求9所述的桩基静载自动检测装置的检测方法，其特征在于：所述安装承载平台(1)的自动加载模块(2)包括：
根据桩基的荷载计算承载平台(1)的盛水箱(21)个数；
将相邻两个盛水箱(21)对接处的对接孔(213)中的半圆板(23)打开；
将相邻两个盛水箱(21)通过连接燕尾槽(212)和连接燕尾块(211)对接；
将边缘的盛水箱(21)的对接孔(213)打开，并连接抽水泵。
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