CN207794153U - 一种用于基桩静载荷试验的万用锚箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于基桩静载荷试验的万用锚箱，包括反力梁和抗拔锚桩上预留的锚筋，所述反力梁和锚筋通过锚箱连接固定，锚箱是由底板、顶板及侧板围城的中空矩形箱体，其底板和顶板板面上下对应开设有多排多列通孔；锚筋竖直向上依次贯穿反力梁和锚箱对应位置的通孔后通过螺纹件实现可拆卸连接固定。通过设置独立的锚箱将锚筋与反力梁可拆卸连接，锚箱可重复利用，大大降低了成本，缩短了安装工期，减少人力物力损耗；并且避免了以往锚桩法静载荷试验过程中钢筋焊接会削弱梁结构强度的问题；结构合理，承载力高，安全性好，应用范围广。

Description

一种用于基桩静载荷试验的万用锚箱

技术领域

本实用新型属于土工试验仪技术领域，涉及一种静载荷试验的辅助工装，具体指一种用于基桩静载荷试验的万用锚箱。

背景技术

近些年来，随着国家经济及工程建设的迅速发展，桩基础作为土木工程中一种常用的基础形式在高层建筑、公路、水利等工程领域得到了广泛应用,桩基础的施工技术也得到了飞速的发展。众所周知，桩基工程的质量会直接影响整个建筑工程的质量，因此对桩基工程进行试验检测将十分必要。目前，最直接、可靠的通用桩基质量检验方法是单桩静载荷试验，根据《建筑地基基础设计规范》-GB50007和《建筑基桩检测技术规范》-JGJ106的规定，如设计等级为甲级、乙级的桩基，地质条件复杂且桩的施工质量可靠性低的桩基，以及本地区采用的新桩型、新工艺的桩基均需通过静载荷试验确定基桩承载力，而我国每年进行的基桩静载荷试验数量达几万根。

单桩载荷试验所需要的试验装置主要由加压装置、测量装置和反力装置组成。目前，反力装置有以下三类架设方法：平台堆载法、锚桩法和自平衡法，上述三种架设方法主要在量程、应用范围、及精确度等方面存在差异。其中，堆载法只需架设简易的反力平台，平台上堆以重载为主，其特点为搭建简单，测量精度高，既能进行工程前的试验测试也能进行工程中的基桩承载力检验，但存在堆载重物体积有限、量程有限，且堆载过程中人力、时间耗费过大，安全性不高等问题；当试验载荷较大时，一般使用桩承载力自平衡试验法，桩体施工时预先在桩身中埋设平衡箱体，以箱体上半部自重及桩侧摩阻力为反力，加载试验后箱体无法取出，试验成本较高，一般不适用于施工后的检验，且平衡箱体的位置决定测试精度，试验时很难达到理想的箱体位置。

锚桩法是单桩载荷试验中最可靠也是精度最高的方法之一，采用接近于竖向抗压的实际工作条件，以确定试桩的竖向抗压极限承载力。通过锚桩法进行单桩载荷试验前，需选择地质条件具有典型代表性的地区，以确保桩基竖向承载力及设计参数的合理性和提高施工工艺的可操作性。其中所需要的试验装置为：锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置。在待测桩体上放置加载装置（一般为千斤顶）和测量装置；加载装置上布置反力架，锚桩反力装置由反力梁、锚桩、锚桩预留钢筋（以下统一简称锚筋）组成，反力梁放置在加载装置上，由锚筋连接反力梁和抗拔锚桩,连接方法一般为U型焊接（其连接状态示意图如图4所示）。启动加载装置按一定速率进行加载，完成单桩承载力试验。

现有的锚筋与反力梁焊接法有以下缺点：

①成本高，需要根据反力梁的宽度制作焊接连接件U型钢筋，且不可重复使用，且焊接耗时较长，费时费力；

②安全性差：U型钢筋制作中会对钢筋造成损伤，焊接质量对安全性影响很大，且焊接过后的钢筋往往会因为每根锚筋受力不均匀,而导致个别锚筋受力过大发生崩裂；

③拆卸繁琐：试验完成后需电焊切割锚筋,费时费力。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种用于基桩静载荷试验的万用锚箱，对现有锚桩钢筋与反力梁的连接方式进行了改进，可重复利用，解决了现有连接方式成本高、安全性差、装拆时间长及施工繁琐等技术问题。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种用于基桩静载荷试验的万用锚箱，包括反力梁和抗拔锚桩上预留的锚筋，所述反力梁和锚筋通过锚箱连接固定，所述锚箱是由底板、顶板及侧板围城的中空矩形箱体，其底板和顶板板面上下对应开设有多排多列通孔；所述锚筋竖直向上依次贯穿反力梁和锚箱对应位置的通孔后通过螺纹件实现可拆卸连接固定。

作为本案的优化方案，所述锚箱顶部设有加强组件，包括加强平板和卡槽，所述卡槽对称固定在顶板的边缘位置，加强平板两端能够卡装在卡槽内并可沿卡槽水平滑动，加强平板板面上开设有一纵列通孔，锚筋向上贯穿加强平板上的通孔后通过螺纹件连接固定。

作为本案的优化方案，所述锚箱内腔的顶板底面上连接有多个加强腹板，加强腹板等间距设置并与横向侧板平行。

作为本案的优化方案，所述底板和顶板板面对应设有两组6排3列通孔，且对称分布在板面纵轴线的两侧，所述通孔的直径为40~50mm，孔间距为80~100mm。

作为本案的优化方案，所述锚箱箱体采用Q235钢板，锚箱长度为1000~1200mm，宽度为500~700mm，高度为200~250mm。

作为本案的优化方案，所述最外侧纵向或横向通孔与邻近箱体边缘的距离控制在150~170mm之间。

本实用新型的有益效果是：

1、通过独立的锚箱将锚筋与反力梁可拆卸连接，锚箱可重复利用，大大降低了成本，缩短了安装工期，减少人力物力损耗；并且避免了以往锚桩法静载荷试验过程中钢筋焊接会削弱梁结构强度的问题，其承载力高，安全性好；

2、箱体上方设置加强组件，提高了锚箱的强度与刚度，可用于大吨位单桩静载荷试验；锚箱设置多排孔，可满足不同尺寸反力梁及不同排数锚桩的试验要求，达到“万用”的目的，应用范围广泛；

3、结构简单、合理，操作便捷，具有较好的市场前景和经济效益，适于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型万用锚箱的结构示意图；

图2为本实用新型万用锚箱的俯视图；

图3为本实用新型万用锚箱的安装状态示意图；

图4为现有技术中反力梁与锚筋的连接状态示意图；

图5为本实用新型加强组件的组装局部示意图；

图中：1-反力梁，2-抗拔锚桩，3-锚筋，4-锚箱，5-底板，6-顶板，7-侧板，8-通孔，9-螺纹件，10-加强平板，11-卡槽，12-加强腹板，13-U型钢筋。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型及其效果作进一步阐述。

针对现有锚桩钢筋与反力梁焊接成本高、安全性差、装拆时间长、施工繁琐等问题，本实用新型设计了一种可重复利用的万能锚箱，以改进现有锚桩钢筋与反力梁的连接方式，大大降低了成本与施工工期，提高了单桩静荷载试验的效率。

如图1-3所示，一种用于基桩静载荷试验的万用锚箱，包括反力梁1、抗拔锚桩2及抗拔锚桩2上预留的锚筋3，采用独立的锚箱4将反力梁1和锚筋3实现固定连接，便于拆卸的同时锚箱可重复利用，大大降低了安装成本，缩短了安装工期。所述锚箱4是由底板5、顶板6及侧板7围城的中空矩形箱体，其底板5和顶板6板面上下对应开设有多排多列通孔8；所述锚筋3竖直向上能够贯穿反力梁1和锚箱对应位置的通孔8，并通过螺纹件9实现可拆卸连接固定；承载力高、安全性好，避免了以往采用U型钢筋13焊接连接耗费工期较长、拆卸不便、人力物力投入大，以及会削弱梁结构强度的技术问题。

具体地，锚箱4箱体采用Q235钢板，钢板厚度为20mm；锚箱长度为1000~1200mm，宽度为500~700mm，高度为200~250mm；锚箱设置多排孔，可满足不同尺寸反力梁及不同排数锚桩的试验要求，具体底板5和顶板6板面可对应设有两组6排3列通孔8，且对称分布在板面纵轴线的两侧。通孔8孔径Φ=40~50 mm（锚筋直径一般为ф28~ф32mm），孔间距均为d=80~100mm。为了避免开设的通孔8离箱体边缘太近满足不了所需的强度要求，最外侧纵向或横向通孔8与邻近箱体边缘的距离控制在150~170m之间。

进一步地，本设计考虑顶板、底板开孔，影响锚箱强度和刚度，为弥补锚箱顶板因通孔的设置而造成的局部承载力损失（底板因无局部受压，可不考虑弥补），实现大吨位单桩静载荷试验，以达到“万用”的目的；在锚箱4顶部设置加强组件，其包括加强平板10和卡槽11，其中卡槽11高度为21mm、宽度为100mm，对称固定在顶板6的边缘位置，加强平板10两端能够卡装在卡槽11内并可沿卡槽11水平滑动，加强平板10板面上开设有一纵列通孔8，锚筋3向上贯穿加强平板10上的通孔8后通过螺纹件9连接固定；使用时，根据锚筋的位置将加强平板10沿卡槽11推动，使加强平板10上的通孔与锚箱上的通孔对准，锚筋贯穿反力梁、锚箱及加强平板10并通过螺纹件连接固定，其组装局部示意图如图5所示。此外，锚箱4内腔的顶板6底面上连接有多个加强腹板12，以避免开设通孔8影响箱体整体的强度，加强腹板12等间距设置并与横向侧板7平行，腹板厚度为12mm。取锚箱长度方向1/2截面处进行承载力以及稳定性计算，并按照最不利位置（及箱体边缘通孔布满荷载的情况）进行承载力复核。

锚箱长度方向1/2截面处毛截面惯性矩I：

（式中，h为加强腹板的高度）

截面上半部分面积矩S：

承载力计算：

（1）截面弯曲承载力计算：

（式中， \* MERGEFORMAT为钢材允许最大正应力，I为毛截面惯性矩， \* MERGEFORMAT 为验算截面处加强腹板高度的一半）

（2）截面剪切承载计算：

（式中，为钢材允许最大应力，I为毛截面惯性矩， \* MERGEFORMAT 为验算截面处加强腹板的宽度，S截面上半部分面积矩）

根据相关规范，容许安全系数采用1.2，则本设计单个锚箱最大承载力为： \* MERGEFORMAT 。

（3）进行截面折算应力复核，弯矩剪力组合荷载下，经计算，， ，折算应力为。（式中， \* MERGEFORMAT 为最大正应力， \* MERGEFORMAT 为最大切应力）

设计说明：

单个锚箱按最大承载力5000kN设计，能满足绝大部分工程单桩静载荷要求（以1根锚桩提供4000kN抗拔力考虑，若试验加荷量较大时，可相应增加锚桩数量），也可根据特殊静载荷试验（例如超大吨位）的需求而专门设计，方法相同。

锚箱设计的多排孔可适用于不同尺寸的主梁、不同排数和个数的锚筋。目前，国内反力梁宽度一般为400~800mm，根据不同反力梁宽度尺寸选用相应位置的通孔（详见下表1），本锚箱适用于锚筋排数小于等于3排、单排锚筋个数小于等于6的锚桩。

操作过程：除反力梁与锚桩钢筋的连接方式由焊接变为锚箱可拆卸连接外，其他与规范要求相同；根据反力梁的尺寸选择和锚筋对应的锚箱排孔，将加强平板推入卡槽，使其孔与锚箱排孔对准；将锚桩钢筋从万能锚箱相应孔中穿过，保证锚箱在反力梁上左右对称安装且箱体稳定牢靠；对锚桩钢筋进行螺纹连接件固定；开启单桩载荷试验机进行加压试验；载荷试验结束完全卸载后，按顺序卸除螺纹连接件，将箱体及加强组件从锚桩钢筋中取下，以便下次试验；按顺序拆除其它各设备，试验结束。

以上实施例仅是示例性的，并不会局限本实用新型，应当指出对于本领域的技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，所做出的其它等同变型和改进，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于基桩静载荷试验的万用锚箱，包括反力梁和抗拔锚桩上预留的锚筋，其特征在于：所述反力梁（1）和锚筋（3）通过锚箱（4）连接固定，所述锚箱（4）是由底板（5）、顶板（6）及侧板（7）围成的中空矩形箱体，其底板（5）和顶板（6）板面上下对应开设有多排多列通孔（8）；所述锚筋（3）竖直向上依次贯穿反力梁（1）和锚箱对应位置的通孔（8）后通过螺纹件（9）实现可拆卸连接固定。

2.根据权利要求1所述的用于基桩静载荷试验的万用锚箱，其特征在于：所述锚箱（4）顶部设有加强组件，包括加强平板（10）和卡槽（11），所述卡槽（11）对称固定在顶板（6）的边缘位置，加强平板（10）两端能够卡装在卡槽（11）内并可沿卡槽（11）水平滑动，加强平板（10）板面上开设有一纵列通孔（8），锚筋（3）向上贯穿加强平板（10）上的通孔（8）后通过螺纹件（9）连接固定。

3.根据权利要求1或2所述的用于基桩静载荷试验的万用锚箱，其特征在于：所述锚箱（4）内腔的顶板（6）底面上连接有多个加强腹板（12），加强腹板（12）等间距设置并与横向侧板（7）平行。

4.根据权利要求1所述的用于基桩静载荷试验的万用锚箱，其特征在于：所述底板（5）和顶板（6）板面对应设有两组6排3列通孔（8），且对称分布在板面纵轴线的两侧，所述通孔（8）的直径为40~50mm，孔间距为80~100mm。

5.根据权利要求4所述的用于基桩静载荷试验的万用锚箱，其特征在于：

所述锚箱（4）箱体采用Q235钢板，锚箱长度为1000~1200mm，宽度为500~700mm，高度为200~250mm。

6.根据权利要求4所述的用于基桩静载荷试验的万用锚箱，其特征在于：所述通孔（8）中靠近最外侧的纵向通孔或横向通孔与其邻近的箱体边缘间的距离控制在150~170mm之间。