CN114809121A - 一种桩基水平载荷试验装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种桩基水平载荷试验装置，包括加力装置、反力装置以及测量装置，所述加力装置用来对被测桩沿水平方向进行施力，所述反力装置包括支撑件、墩体和地桩钉，所述墩体底端固定有固定块，所述固定块的上部至下部逐渐收缩，地面上挖有与墩体底端过盈配合的凹槽，所述地桩钉将墩体以及固定块钉在凹槽内，所述支撑件用来支撑墩体使墩体顶端不易朝向远离被测桩一侧倾斜。操作人员先在地面上挖一个凹槽，然后将墩体上的固定块对准凹槽插入，在固定块与凹槽的配合下以及墩体的自身重力作用下，固定块能够过盈配合在凹槽上，同时使用固定钉将墩体以及固定块钉在凹槽内，然后支撑件再次对墩体进行支撑，进一步加强墩体的稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及桩基水平荷载检测的领域，尤其是涉及一种桩基水平载荷试验装置。
背景技术
随着国民经济的快速发展，桩基础在超高层建筑、高铁、深基坑支护等工程中的应用越来越多，与桩基础相关的桩基测试也变得越来越重要。
相关技术的桩基水平载荷试验装置如图1所示，包括加力装置、反力装置以及测量装置，加力装置用来对被测桩沿水平方向进行施力，加力装置为电动液压千斤顶，电动液压千斤顶前端为加力杆，加力杆前端连接有压力传感器，压力传感器前端为球形铰支座，测量装置为基准桩，基准桩从上至下依次设有上部横梁和下部横梁，上部横梁上设有上部位移传感器，下部横梁上设有下部位移传感器，下部位移传感器位于被测桩受力位置，上部位移传感器位于被测桩受力位置上部，反力装置为反力桩，反力桩多为在被测桩附近浇筑比被测桩更大尺寸的桩，电动液压千斤顶抵接在反力桩上使用。
上述的相关技术方案存在以下缺陷：反力桩的浇筑不仅会导致工期较长，而且费用较高，后期对反力桩的拆除更是费工费时。
发明内容
为了方便反力桩的安装和拆卸，本申请提供一种桩基水平载荷试验装置。
本申请提供的一种桩基水平载荷试验装置采用如下的技术方案：
一种桩基水平载荷试验装置，包括加力装置、反力装置以及测量装置，所述加力装置用来对被测桩沿水平方向进行施力，所述加力装置为电动液压千斤顶，所述电动液压千斤顶前端为加力杆，所述加力杆前端连接有压力传感器，所述压力传感器前端为球形铰支座，所述测量装置为基准桩，所述基准桩从上至下依次设有上部横梁和下部横梁，所述上部横梁上设有上部位移传感器，所述下部横梁上设有下部位移传感器，所述下部位移传感器位于被测桩受力位置，所述上部位移传感器位于被测桩受力位置上部，所述反力装置用于给电动液压千斤顶提供借力点，所述反力装置包括支撑件、墩体和地桩钉，所述墩体底端固定有固定块，所述固定块的上部至下部逐渐收缩，地面上挖有与墩体底端过盈配合的凹槽，所述地桩钉将墩体以及固定块钉在凹槽内，所述支撑件设置在墩体上并位于墩体远离被测桩的一侧，所述支撑件用来支撑墩体使墩体顶端不易朝向远离被测桩一侧倾斜。
通过采用上述技术方案，操作人员先在地面上挖一个凹槽，然后将墩体上的固定块对准凹槽插入，在固定块与凹槽的配合下以及墩体的自身重力作用下，固定块能够过盈配合在凹槽上，同时使用固定钉将墩体以及固定块钉在凹槽内，然后支撑件再次对墩体进行支撑，进一步加强墩体的稳定性。
优选的，所述支撑件包括驱动件一和多根活动杆，所述活动杆包括移动块和螺纹杆，所述移动块滑动连接在墩体上，所述螺纹杆转动连接在移动块上，所述驱动件一驱动移动块在墩体上移动的同时驱动螺纹杆进行转动，当移动块朝向地面一侧移动时，所述螺纹杆的一端伸出墩体边转动边插入地面，所述螺纹杆靠近地面的一端至远离地面的一端距离墩体的距离逐渐变大，所述螺纹杆伸出墩体的一端位于墩体远离被测桩的一侧。
通过采用上述技术方案，当地桩钉将墩体以及固定块钉在凹槽内后，操作人员再通过驱动件一驱动移动块朝向地面一侧移动，同时驱动螺纹杆进行转动，螺纹杆在转动状态下能够更加容易的插入地面，同时螺纹杆呈倾斜状态能够更好的对墩体进行支撑，从而加强墩体的稳定性。
优选的，所述驱动件一包括多根转轴，多根转轴对应多根活动杆，所述转轴与对应螺纹杆同轴设置，所述转轴沿轴线方向转动连接在墩体上，所述转轴穿设并螺纹连接在移动块上，所述螺纹杆沿转轴的轴线方向滑动连接在转轴上。
通过采用上述技术方案，通过转动转轴，转轴转动带动螺纹连接在转轴上的移动块在墩体内滑动，移动块会带动螺纹杆进行移动，同时转轴转动带动滑动连接在转轴上的螺纹杆一起转动，这样就实现了螺纹杆在移动的同时进行转动。
优选的，还包括多个转杆，多个转杆对应多个转轴，所述转杆转动连接在墩体内，所述转杆的轴线方向平行于转轴的轴线方向，所述转轴与转杆上同轴固定有齿轮，每对齿轮相互啮合连接在一起，所述转轴上绕卷有钢丝绳，所述钢丝绳的一端固定在转轴上，所述钢丝绳的另一端伸出墩体。
通过采用上述技术方案，操作人员能够通过拉动钢丝绳来带动转杆转动，从而通过齿轮来带动对应转轴转动，最后驱动螺纹杆插入地面，拉动钢丝绳的方法有多种，通常施工现场都会有车辆，可将钢丝绳绑在车辆上，车辆行走来拉动钢丝绳，方便操作人员拉动钢丝绳。
优选的，多根钢丝绳伸出墩体的一端分别位于墩体的两侧。
通过采用上述技术方案，操作人员能够分别往墩体两侧拉动钢丝绳，能够平衡墩体的受力，同时也能够调节角度，来抵消一部分螺纹杆插入地面受到的反作用力。
优选的，所述钢丝绳伸出墩体的一端固定有地钉，所述地钉远离钢丝绳的端部呈尖角状设置，所述地钉用于插入并固定在地面上，所述地钉上可拆卸连接有用来勾住物体的挂钩。
通过采用上述技术方案，螺纹杆旋入地面后，操作人员可将钢丝绳朝向远离螺纹杆一侧拉直并将地钉钉入地面，地钉和钢丝绳的配合能够进一步增加墩体的稳定性，使墩体不易在电动液压千斤顶的反作用下朝向远离被测桩一侧倾斜，同时安装上挂钩后，能够将挂钩直接挂在车辆上，更方便钢丝绳的拉动。
优选的，所述挂钩的一端开设有与地钉远离钢丝绳端部匹配的安装口，所述安装口套设在地钉远离钢丝绳的一端端部并螺纹连接在地钉上。
通过采用上述技术方案，挂钩的安装口套设在地钉远离钢丝绳的一端，能够将地钉的尖部包围在内，防止地钉伤害到人体。
优选的，所述地钉上固定有敲击块，所述敲击块不对挂钩造成影响，所述敲击块用来辅助地钉伸入地面。
通过采用上述技术方案，操作人员将地钉的端部插入地面后，通过敲击敲击块能够帮助地钉进一步深入地面，从而增加地钉的牢固性，同时在安装挂钩时，敲击块也能够为手提供施力点，方便敲击块的安装。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
通过设置支撑件、墩体和地桩钉，操作人员先在地面上挖一个凹槽，然后将墩体上的固定块对准凹槽插入，在固定块与凹槽的配合下以及墩体的自身重力作用下，固定块能够过盈配合在凹槽上，同时使用固定钉将墩体以及固定块钉在凹槽内，然后支撑件再次对墩体进行支撑，进一步加强墩体的稳定性；
通过设置转杆和钢丝绳，操作人员能够通过拉动钢丝绳来带动转杆转动，从而通过齿轮来带动对应转轴转动，最后驱动螺纹杆插入地面，拉动钢丝绳的方法有多种，通常施工现场都会有车辆，可将钢丝绳绑在车辆上，车辆行走来拉动钢丝绳，方便操作人员拉动钢丝绳。
附图说明
图1是相关技术的整体结构示意图。
图2是本申请实施例的整体结构示意图。
图3是本申请实施例地钉插入地面后的结构示意图。
图4是沿图3中A-A线的剖视图。
图5是沿图3中B-B线的剖视图。
图6是本申请实施例地钉和挂钩的装配示意图。
附图标记说明：1、加力装置；11、电动液压千斤顶；12、加力杆；13、压力传感器；14、球形铰支座；15、局部加强钢板；2、反力装置；21、墩体；211、固定块；212、伸出槽；22、地桩钉；23、支撑件；24、驱动件一；241、转轴；2411、限位块；242、施力块；25、活动杆；251、移动块；252、螺纹杆；2521、滑槽；2522、限位槽；26、转杆；261、齿轮；27、钢丝绳；28、地钉；281、敲击块；29、挂钩；291、安装口；3、测量装置；31、基准桩；32、上部横梁；321、上部位移传感器；33、下部横梁；331、下部位移传感器；4、被测桩；5、凹槽；6、反力桩。
具体实施方式
以下结合附图2-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种桩基水平载荷试验装置。
参照图2、图3，本实施例的一种桩基水平载荷试验装置包括加力装置1、反力装置2以及测量装置3，加力装置1用来对被测桩4沿水平方向进行施力，反力装置2用于给加力装置1提供借力点，测量装置3用来测量被测桩4的水平载荷。
参照图3、图4，加力装置1为电动液压千斤顶11，电动液压千斤顶11前端为加力杆12，加力杆12前端连接有压力传感器13，压力传感器13前端为球形铰支座14，被测桩4朝向球形铰支座14的一侧侧面钉有局部加强钢板15，球形铰支座14使用螺栓可拆卸连接在局部加强钢板15上。
参照图3、图4，所述测量装置3为基准桩31，基准桩31竖直设置在地面上，基准桩31位于被测桩4远离加力装置1的一侧且靠近被测桩4设置，基准桩31从上至下依次设有上部横梁32和下部横梁33，上部横梁32上设有上部位移传感器321，下部横梁33上设有下部位移传感器331，下部位移传感器331位于被测桩4受力位置，也就是正对加力杆12的位置，上部位移传感器321位于被测桩4受力位置的上部。通过上部位移传感器321和下部位移传感器331测量出被测桩4的水平移动距离，然后根据公式算出被测桩4的水平荷载。
参照图3、图4，反力装置2包括支撑件23、墩体21和地桩钉22，墩体21底端中心固定有固定块211，固定块211与墩体21一体成型，固定块211的上部至下部逐渐收缩，地面上挖有与墩体21底端过盈配合的凹槽5，将墩体21上的固定块211对准凹槽5插入，在固定块211与凹槽5的配合下以及墩体21的自身重力作用下，固定块211能够过盈配合在凹槽5上，固定钉用于将墩体21以及固定块211钉在凹槽5内。支撑件23设置在墩体21上并位于墩体21远离被测桩4的一侧，支撑件23用来支撑墩体21使墩体21顶端不易朝向远离被测桩4一侧倾斜。
参照图3、图5，支撑件23包括驱动件一24和两根活动杆25，活动杆25包括移动块251和螺纹杆252，移动块251滑动连接在墩体21上，螺纹杆252转动连接在对应移动块251上，螺纹杆252的长度方向平行于移动块251的长度方向，螺纹杆252的长度方向呈倾斜设置，螺纹杆252的底端始终伸出墩体21且位于墩体21远离被测桩4的一侧，螺纹杆252的底端呈尖头设置。驱动件一24驱动移动块251在墩体21上移动的同时驱动螺纹杆252进行转动。两个螺纹杆252分别位于墩体21的两端，并旋入地面来对墩体21提供支撑作用。
参照图3、图5，驱动件一24包括两根转轴241，两根转轴241对应两根活动杆25，转轴241沿轴线方向转动连接在墩体21上，转轴241与对应螺纹杆252同轴设置，转轴241穿设并螺纹连接在移动块251上。螺纹杆252靠近转轴241的一端开设有供转轴241插入的滑槽2521，滑槽2521的长度方向平行于转轴241的轴线方向，转轴241的底端穿过移动块251并沿滑槽2521的长度方向滑动连接在滑槽2521上，滑槽2521的内壁上开设有长度方向平行于滑槽2521长度方向的限位槽2522，转轴241底端的外壁上固定有限位块2411，限位块2411沿平行于限位槽2522的长度方向滑动连接在限位槽2522上。转轴241顶端伸至墩体21上方并固定连接有施力块242，操作人员通过转动施力块242来带动转轴241转动。
参照图3、图5，通过转动转轴241，转轴241转动带动螺纹连接在转轴241上的移动块251在墩体21内滑动，移动块251会带动螺纹杆252进行移动，同时转轴241转动带动滑动连接在转轴241上的螺纹杆252一起转动，这样就实现了螺纹杆252在移动的同时进行转动，螺纹杆252在转动状态下更加容易插入地面，同时螺纹杆252呈倾斜状态能够更好的对墩体21进行支撑，加强墩体21的稳定性。
参照图3、图5，墩体21内转动连接有两根转杆26，两根转杆26分别对应两根转轴241，转杆26的轴线方向平行于转轴241的轴线方向，两根转杆26分别位于两根转轴241的两侧，转轴241与转杆26的顶端上同轴固定有齿轮261，两对齿轮261相互啮合连接在一起。转轴241上绕卷有钢丝绳27，墩体21的两侧侧壁上分别开设有伸出槽212，两个伸出槽212所在的侧壁并非墩体21靠近被测桩4以及远离被测桩4的两侧侧壁。两个伸出槽212分别对应两根钢丝绳27，伸出槽212的长度方向平行于转杆26的轴线方向，钢丝绳27的一端固定在转轴241上，钢丝绳27的另一端伸出对应伸出槽212。
参照图3、图5，操作人员能够分别往墩体21两侧拉动钢丝绳27，能够平衡墩体21的受力，同时也能够调节角度，来抵消一部分螺纹杆252插入地面受到的反作用力，拉动钢丝绳27能够带动转杆26转动，从而通过齿轮261来带动对应转轴241转动，最后驱动螺纹杆252插入地面，拉动钢丝绳27的方法有多种，通常施工现场都会有车辆，可将钢丝绳27绑在车辆上，车辆行走来拉动钢丝绳27。
参照图3、图6，钢丝绳27伸出墩体21的一端固定有地钉28，地钉28远离钢丝绳27的端部呈尖角状设置，地钉28用于插入并固定在地面上。地钉28靠近钢丝绳27的端部外壁上固定有敲击块281，敲击块281用来辅助地钉28伸入地面。地钉28上可拆卸连接有用来勾住物体的挂钩29，挂钩29的一端端面上开设有与地钉28远离钢丝绳27端部尖角状匹配的安装口291，安装口291套设在地钉28远离钢丝绳27的一端端部并螺纹连接在地钉28上。
参照图3、图6，螺纹杆252旋入地面后，操作人员可将钢丝绳27朝向远离螺纹杆252一侧拉直并将地钉28钉入地面，将地钉28的端部插入地面后，通过敲击敲击块281能够帮助地钉28进一步深入地面。地钉28和钢丝绳27的配合能够进一步增加墩体21的稳定性，使墩体21不易在电动液压千斤顶11的反作用下朝向远离被测桩4一侧倾斜。同时安装上挂钩29后，能够将挂钩29直接挂在车辆上，更方便钢丝绳27的拉动。
本申请实施例一种桩基水平载荷试验装置的实施原理为：通过设置支撑件23、墩体21和地桩钉22，操作人员先在地面上挖一个凹槽5，然后将墩体21上的固定块211对准凹槽5插入，在固定块211与凹槽5的配合下以及墩体21的自身重力作用下，固定块211能够过盈配合在凹槽5上，同时使用固定钉将墩体21以及固定块211钉在凹槽5内，然后支撑件23再次对墩体21进行支撑，进一步加强墩体21的稳定性。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种桩基水平载荷试验装置，包括加力装置(1)、反力装置(2)以及测量装置(3)，所述加力装置(1)用来对被测桩(4)沿水平方向进行施力，所述加力装置(1)为电动液压千斤顶(11)，所述电动液压千斤顶(11)前端为加力杆(12)，所述加力杆(12)前端连接有压力传感器(13)，所述压力传感器(13)前端为球形铰支座(14)，所述测量装置(3)为基准桩(31)，所述基准桩(31)从上至下依次设有上部横梁(32)和下部横梁(33)，所述上部横梁(32)上设有上部位移传感器(321)，所述下部横梁(33)上设有下部位移传感器(331)，所述下部位移传感器(331)位于被测桩(4)受力位置，所述上部位移传感器(321)位于被测桩(4)受力位置上部，所述反力装置(2)用于给电动液压千斤顶(11)提供借力点，其特征在于：所述反力装置(2)包括支撑件(23)、墩体(21)和地桩钉(22)，所述墩体(21)底端固定有固定块(211)，所述固定块(211)的上部至下部逐渐收缩，地面上挖有与墩体(21)底端过盈配合的凹槽(5)，所述地桩钉(22)将墩体(21)以及固定块(211)钉在凹槽(5)内，所述支撑件(23)设置在墩体(21)上并位于墩体(21)远离被测桩(4)的一侧，所述支撑件(23)用来支撑墩体(21)使墩体(21)顶端不易朝向远离被测桩(4)一侧倾斜。
2.根据权利要求1所述的一种桩基水平载荷试验装置，其特征在于：所述支撑件(23)包括驱动件一(24)和多根活动杆(25)，所述活动杆(25)包括移动块(251)和螺纹杆(252)，所述移动块(251)滑动连接在墩体(21)上，所述螺纹杆(252)转动连接在移动块(251)上，所述驱动件一(24)驱动移动块(251)在墩体(21)上移动的同时驱动螺纹杆(252)进行转动，当移动块(251)朝向地面一侧移动时，所述螺纹杆(252)的一端伸出墩体(21)边转动边插入地面，所述螺纹杆(252)靠近地面的一端至远离地面的一端距离墩体(21)的距离逐渐变大，所述螺纹杆(252)伸出墩体(21)的一端位于墩体(21)远离被测桩(4)的一侧。
3.根据权利要求2所述的一种桩基水平载荷试验装置，其特征在于：所述驱动件一(24)包括多根转轴(241)，多根转轴(241)对应多根活动杆(25)，所述转轴(241)与对应螺纹杆(252)同轴设置，所述转轴(241)沿轴线方向转动连接在墩体(21)上，所述转轴(241)穿设并螺纹连接在移动块(251)上，所述螺纹杆(252)沿转轴(241)的轴线方向滑动连接在转轴(241)上。
4.根据权利要求3所述的一种桩基水平载荷试验装置，其特征在于：还包括多个转杆(26)，多个转杆(26)对应多个转轴(241)，所述转杆(26)转动连接在墩体(21)内，所述转杆(26)的轴线方向平行于转轴(241)的轴线方向，所述转轴(241)与转杆(26)上同轴固定有齿轮(261)，每对齿轮(261)相互啮合连接在一起，所述转轴(241)上绕卷有钢丝绳(27)，所述钢丝绳(27)的一端固定在转轴(241)上，所述钢丝绳(27)的另一端伸出墩体(21)。
5.根据权利要求4所述的一种桩基水平载荷试验装置，其特征在于：多根钢丝绳(27)伸出墩体(21)的一端分别位于墩体(21)的两侧。
6.根据权利要求4所述的一种桩基水平载荷试验装置，其特征在于：所述钢丝绳(27)伸出墩体(21)的一端固定有地钉(28)，所述地钉(28)远离钢丝绳(27)的端部呈尖角状设置，所述地钉(28)用于插入并固定在地面上，所述地钉(28)上可拆卸连接有用来勾住物体的挂钩(29)。
7.根据权利要求6所述的一种桩基水平载荷试验装置，其特征在于：所述挂钩(29)的一端开设有与地钉(28)远离钢丝绳(27)端部匹配的安装口(291)，所述安装口(291)套设在地钉(28)远离钢丝绳(27)的一端端部并螺纹连接在地钉(28)上。
8.根据权利要求6所述的一种桩基水平载荷试验装置，其特征在于：所述地钉(28)上固定有敲击块(281)，所述敲击块(281)不对挂钩(29)造成影响，所述敲击块(281)用来辅助地钉(28)伸入地面。
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