CN205475370U - 单桩竖向抗压检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单桩竖向抗压检测装置，其技术方案要点是包括反力装置、试桩和检测装置，反力装置包括两组锚桩、与锚桩固接的次梁和与次梁固接的主梁，主梁中心位于试桩上方，试桩与主梁之间设有千斤顶，试桩上固接有承压板，且承压板中心位于试桩轴线上，承压板上开有插接千斤顶的限位槽，限位槽位于承压板中部，达到了方便千斤顶定位的效果。

Description

单桩竖向抗压检测装置

技术领域

本实用新型涉及建筑结构检测试验领域，特别涉及一种单桩竖向抗压检测装置。

背景技术

静载试验采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗压极限承载力，作为设计依据，或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。当除对于以桩身承载力控制极限承载力的工程桩试验加载至承载力设计值的1.5-2倍外，其余试桩均应加载至破坏。

现有的单桩竖向抗压检测装置可参考申请号为201220172581.3的中国专利，其公开了一种单桩静载试验架，包括锚桩、立柱、搁梁、主梁、边梁、挡梁，对应试桩的四周，对称位置布置至少四根锚桩，在各锚桩顶上焊接立柱，在同侧立柱的外侧焊接搁梁，在试桩顶部放置传感器和油压千斤顶，在传感器的下面放置桩帽，在油压千斤顶上放置橡胶垫和主梁，在主梁上面垂直方向放上边梁，在立柱顶上安装挡梁，挡梁和立柱螺栓连接，边梁在挡梁的下面，挡梁限制边梁的向上移动，试桩上部的油压千斤顶向上的顶力通过主梁、边梁、挡梁、立柱传递到锚桩上。固定锚桩，从而当千斤顶向上顶时，主梁不动，而试桩受到千斤顶的方向作用力，从而检测试桩的承载力。

但是千斤顶直接放置在桩帽上，千斤顶很容易错位，尤其是采用多个千斤顶，千斤顶实际合力中心与桩身轴线偏离，导致产生偏心问题，试桩倾斜下沉，无法得到有效的下沉距离，数据无效，进而试验无效。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种方便千斤顶定位的单桩竖向抗压检测装置。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种单桩竖向抗压检测装置，包括反力装置、试桩和检测装置，反力装置包括两组锚桩、与锚桩固接的次梁和与次梁固接的主梁，主梁中心位于试桩上方，试桩与主梁之间设有千斤顶，试桩上固接有承压板，且承压板中心位于试桩轴线上，承压板上开有插接千斤顶的限位槽，限位槽位于承压板中部。

通过采用上述方案，锚桩下端打入地下，具有良好的抗拔能力，当千斤顶向上顶时，千斤顶对主梁的压力传递到锚桩上，但锚桩抗拔保持不动，而千斤顶对承压板的压力传递到试桩上，试桩的抗压能力不如两组锚桩的总抗拔能力，当千斤顶力足够大时，试桩下沉。由于锚桩不动，即主梁不动，千斤顶的荷载抵消地基土对试桩的支撑力后完全转化为试桩加速度，使试桩移动，记录试桩受到的压力和位移量，从而得出单桩竖向抗压极限承载力。由于限位槽侧壁住千斤顶的侧壁，保证承压板与千斤顶相互之间不产生位移，在试桩下沉甚至发生旋转下沉时，千斤顶实际合力中心依旧与试桩桩身轴线保持一致，保证试桩不因千斤顶原因产生偏心问题。

较佳的，千斤顶数量为一个，限位槽轴线与试桩轴线同轴。

通过采用上述方案，用与试桩轴线同轴的限位槽保证千斤顶施力中心与试桩桩身轴线始终保持一致。同时承压板上只开有一个限位槽，保证了承压板的强度，使承压板不易受力挠曲变形，进而维持了承压板与试桩的接触面积，保证承压板起到分散千斤顶试桩的压力的基础功能。

较佳的，千斤顶数量为至少两个，限位槽沿圆周均匀设置，限位槽关承压板中心对称设置。

通过采用上述方案，用沿圆周均匀开有限位槽保证千斤顶合力中心与试桩桩身轴线始终保持一致。利用多个千斤顶一起施力，加大了承压板与主梁承受千斤顶压力的受力面积，将一个总力分散为多个分力，减少了承压板与主梁所受的压强，保护承压板以及主梁与千斤顶接触处不会发生破损。

较佳的，检测装置包括基准桩和两个位于同一水平面内的基准梁，基准梁一端与基准桩固接且另一端与基准桩滑移连接，每个基准梁位于试桩两侧且上表面固接有两个横向位移计，横向位移计连接试桩且以试桩为中心对称设置。

通过采用上述方案，横向位移计位于水平面上，观测试桩的下沉情况，了解试桩的竖直位移；通过对比试桩丝各个部位的竖直位移情况，了解试桩是非发生因地基土不均匀等原因而产生的试桩偏心情况。而且基准梁一端与基准桩固接且另一端与基准桩滑移连接，这是为减少温度变化引起的基准梁挠曲变形。若两端均固接，当温度发生变化时，基准梁延伸或收缩，基准柱相对保持不动，导致基准梁挠曲变形，位移计数据不准确。

较佳的，基准桩上固接有用于检测上下位移的两个横向位移计，两个横向位移计竖直设置。

通过采用上述方案，上下位移的差与位移计距离的比值即可求得地面以上桩的转角，了解试桩在下沉过程中的转动情况。

较佳的，试桩上端螺纹连接有球形支座，球形支座与承压板螺纹连接。

通过采用上述方案，在试验过程中，球形支座上表面与承压板贴合，下表面随试桩倾斜而转动，下表面始终与试桩贴合在一起，保持作用力的方向始终竖直并通过试桩轴线，不随试桩的倾斜或扭转而改变。保证千斤顶对试桩的施力点在试验过程中保持不变。

较佳的，千斤顶与主梁留有观测锚桩受主梁、次梁下降程度的间隙。

通过采用上述方案，安装时，最后安装主梁和次梁；安装后，若主梁压实千斤顶，设计中的间隙消失，证明锚桩承载力不足，安装次梁、主梁后，锚桩下沉造成间隙消失，这样试验时前几级的沉降非常小，试验记录不真实，造成结果误判；反之，间隙存在即可正常进行试验。

较佳的，试桩包括试桩本体和加强试桩强度的桩头，桩头为钢板围裹或箍筋且固接在试桩本体上端。

通过采用上述方案，距试桩桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为3～5mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设置钢筋网片2～3层，间距60～100mm。桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级，且不得低于C30。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：安装开有限位槽的承压板，保证了不因千斤顶受力问题导致偏心现象产生；通过位移计了解试桩的下沉以及伴随下沉发生的倾斜、旋转情况；基准梁一端与基准桩固接，另一端与基准桩滑移连接，保证基准桩不因温度变化而弯曲；球轴承保证作用力的方向始终竖直并通过试桩轴线；通过间隙，了解锚桩的固定境况；桩头包裹有桩帽，加强桩头的强度。

附图说明

图1是实施例1结构试验图；

图2是实施例1剖视图；

图3是实施例2结构示意图；

图4是实施例2剖视图。

图中，1、反力装置；11、锚桩；12、次梁；13、主梁；2、试桩；21、桩头；3、千斤顶；4、承压板；41、限位槽；5、检测装置；51、基准梁；52、基准桩；521、U形槽；53、位移计；6、球形支座；7、间隙。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种单桩竖向抗压检测装置，包括反力装置1、试桩2和检测装置5。

反力装置1包括两组锚桩11、两根次梁12和与次梁12固接的主梁13。每组锚桩11有两个，锚桩11均下端埋入地下，上端与次梁12焊接。锚桩11呈倒U字形且每组两个锚桩11分别支撑次梁12的两端。而两个次梁12的中部分别与主梁13的两端焊接，且主梁13为位于次梁12下方。而主梁13中心位于试桩2上方，试桩2与主梁13之间设有千斤顶3，试桩2通过球形支座6螺纹安装有承压板4，承压板4上开有插接千斤顶3的限位槽41。由于锚桩11下端打入地下，具有良好的抗拔能力，当千斤顶3向上顶时，千斤顶3对主梁13的压力传递到锚桩11上，但锚桩11抗拔保持不动，而千斤顶3对承压板4的压力传递到试桩2上，试桩2的抗压能力不如两组锚桩11的总抗拔能力，当千斤顶3力足够大时，试桩2下沉。由于锚桩11不动，即主梁13不动，千斤顶3的荷载抵消地基土对试桩2的支撑力后完全转化为试桩2加速度，使试桩2移动，记录试桩2位移量和受到的压力，从而得出单桩竖向抗压极限承载力。

由于限位槽41限制千斤顶3的位置，保证承压板4与千斤顶3相互之间不产生位移，在试桩2下沉甚至同时旋转时，千斤顶3实际合力中心依旧与试桩2桩身轴线保持一致，保证试桩2不因千斤顶3原因产生偏心问题。

承压板4为直径比试桩2直径大的圆形钢板，而且承压板4与试桩2同轴设置。

实施例1：如图2所示，千斤顶3数量为一个，限位槽41轴线与试桩2轴线同轴。用与试桩2轴线同轴的限位槽41保证千斤顶3施力中心与试桩2桩身轴线始终保持一致。同时承压板4上只开有一个限位槽41，保证了承压板4的强度，使承压板4不易受力挠曲变形，进而维持了承压板4与试桩2的接触面积，保证承压板4起到分散千斤顶3试桩2的压力的基础功能。

如图1和图2所示，球形支座6具有上、下支座，上、下支座为两块圆形板，上支座与球形滑板的平面抵接，而球形滑板的球面放置在开在下支座上的球形凹槽内，球面滑板沿与球形凹槽的接触面可以转动，因此上、下支座发生相对转动。上、下支座四周开有螺栓孔。上、下支座通过螺栓分别连接承压板4和试桩2。在试验过程中，上支座与承压板4贴合，下支座随试桩2倾斜而转动，下支座始终与试桩2贴合在一起，保持作用力的方向始终竖直并通过试桩2轴线，不随试桩2的倾斜或扭转而改变。保证千斤顶3对试桩2的施力点在试验过程中保持不变。

如图1所示，试桩2包括试桩2本体和加强试桩2强度的桩头21，桩头21为钢板围裹或箍筋且固接在试桩2本体上端。距试桩2桩顶1倍桩径范围内，用厚度为5mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距为100mm。桩顶应设置钢筋网片3层，间距80mm。这样使桩头21混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高2级，提高试桩2的强度，防止试桩2顶端因受力而破损。

如图2所示，千斤顶3与主梁13留有观测的间隙7，通过观测间隙7变化，了解到锚桩11受主梁13和次梁12的重力后下降程度。安装时，先安装千斤顶3等组件，最后安装主梁13和次梁12。安装后，若主梁13压实千斤顶3，设计中的间隙7消失，证明锚桩11受到主梁13和次梁12的重力后下沉，从而证明锚桩11承载力不足。同时，这样受压下沉的锚桩11与土壤接触不牢固，所以锚桩11的抗拔能力也不足。这样试验时，锚桩11会上升，千斤顶3的压力部分转为使锚桩11上升的加速度，而试桩2的受力减小，试桩2前几级的沉降非常小，试验记录不真实，造成结果误判；反之，间隙7存在即可正常进行试验。

实施例2：如图4所示，与实施例1不同的是，千斤顶3数量为三个，而且三个限位槽41沿圆周均匀开在承压板4，即每个限位槽41中心到承压板4中心连线的夹角为120°。用沿圆周均匀开有限位槽41保证千斤顶3合力中心与试桩2桩身轴线始终保持一致。利用多个千斤顶3一起施力，加大了承压板4与主梁13承受千斤顶3压力的受力面积，将一个总力分散为多个分力，减少了承压板4与主梁13所受的压强，保护承压板4以及主梁13与千斤顶3接触处不会发生破损。

如图1或图3所示，检测装置5包括两个位于同一水平面内的基准梁51和支撑基准梁51两端的基准桩52，每个基准梁51位于试桩2两侧。而且基准梁51一端与基准桩52焊接，而另一端放置在开在基准梁51上的U形槽521内。当基准梁51热涨冷缩时，基准桩52在U形槽521上滑移。这样防止温度变化引起的基准梁51挠曲变形。若两端均固接，当温度发生变化时，基准梁51延伸或收缩，基准柱相对保持不动，导致基准梁51挠曲变形，位移计53数据不准确。而现在，当基准梁51受热伸长或收缩时，基准梁51在U形槽521内滑移，不会产生挠曲变形。

检测装置5还包括位移计53，位移计53分为横向设置的和纵向设置的两种。

其中，横向设置的位移计53位一共有四个，固接在基准梁51的上表面，一端连接试桩2且以试桩2为中心对称设置。位移计53位于水平面上，观测试桩2的下沉情况，了解试桩2的竖直位移；通过对比试桩2丝各个部位的竖直位移情况，了解试桩2是非发生因地基土不均匀等原因而产生的试桩2偏心情况。

其中，纵向设置的位移计53一共有两个，固接在一根基准桩52，两个位移计53竖直设置。上下位移计53数值的差与纵向设置的位移计53距离的比值即可求得地面以上桩的转角，了解试桩2在下沉过程中的转动情况。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种单桩竖向抗压检测装置，包括反力装置(1)、试桩(2)和检测装置(5)，反力装置(1)包括两组锚桩(11)、与锚桩(11)固接的次梁(12)和与次梁(12)固接的主梁(13)，主梁(13)中心位于试桩(2)上方，试桩(2)与主梁(13)之间设有千斤顶(3)，其特征在于：试桩(2)上固接有承压板(4)，且承压板(4)中心位于试桩(2)轴线上，承压板(4)上开有插接千斤顶(3)的限位槽(41)，限位槽(41)位于承压板(4)中部。

2.根据权利要求1所述的单桩竖向抗压检测装置，其特征在于：千斤顶(3)数量为一个，限位槽(41)轴线与试桩(2)轴线同轴。

3.根据权利要求1所述的单桩竖向抗压检测装置，其特征在于：千斤顶(3)数量为至少两个，限位槽(41)沿圆周均匀设置且限位槽(41)关承压板(4)中心对称设置。

4.根据权利要求1所述的单桩竖向抗压检测装置，其特征在于：检测装置(5)包括基准桩(52)和两个位于同一水平面内的基准梁(51)，基准梁(51)一端与基准桩(52)固接且另一端与基准桩(52)滑移连接，每个基准梁(51)位于试桩(2)两侧且上表面固接有两个横向位移计，横向位移计连接试桩(2)且以试桩(2)为中心对称设置。

5.根据权利要求1所述的单桩竖向抗压检测装置，其特征在于：基准桩(52)上固接有用于检测上下位移的两个纵向位移计，两个纵向位移计竖直设置。

6.根据权利要求1所述的单桩竖向抗压检测装置，其特征在于：试桩(2)上端螺纹连接有球形支座(6)，球形支座(6)与承压板(4)螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的单桩竖向抗压检测装置，其特征在于：千斤顶(3)与主梁(13)留有间隙(7)。

8.根据权利要求1所述的单桩竖向抗压检测装置，其特征在于：试桩(2)包括试桩(2)本体和加强试桩(2)强度的桩头(21)，桩头(21)为钢板围裹或箍筋且固接在试桩(2)本体上端。