CN209669947U - 一种折叠水箱和载荷试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种折叠水箱和载荷试验装置，它由箱体和内胆组成，内胆连接于箱体的内腔，内胆开设进水口和泄水口，箱体四周的侧壁之间、侧壁与顶盖之间、侧壁与底板之间均为活动连接，且箱体为由橡胶材料制成的折叠结构。采用水箱作为载荷试验的加荷装置，根据荷载的要求组装相应数量的水箱，且加载时向水箱内注入水，卸载时放出水箱内的水，实现一次性充水和一次性放水，同时水箱堆放安全，充水和放水迅速，并可重复利用，运输和装卸更加方便快捷。值得一提的是，本实用新型的水箱是采用橡胶材料制成的可以折叠的水箱，载荷试验完成后，可以将内胆中的水泄放，然后对箱体进行折叠收起，节约空间，方便装卸携带。

Description

一种折叠水箱和载荷试验装置

技术领域

本实用新型属于建筑工程技术领域，具体涉及一种折叠水箱和采用折叠水箱作为加荷装置的载荷试验装置。

背景技术

静载荷试验：是指按桩的使用功能，分别在桩顶逐级施加轴向压力、轴向上拔力或在桩基承台底面标高一致处施加水平力，观测桩的相应检测点随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，根据荷载与位移的关系判定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法，它是目前检验桩基承载力的各种方法中应用最广的一种，且被公认为试验结果最准确、最可靠，被列入各国桩基工程规范或规定中。该试验手段利用各种方法人工加荷，模拟地基或基础的实际工作状态，测试其加载后承载性能及变形特征。其显著的优点是受力条件比较接近实际，简单易用，试验结果直观而易于为人们理解和接受，但是试验规模及费用相对较大。特别是现有的载荷试验装置通常采用混凝土试块作为加荷装置，由于混凝土试块自重和制作周期的关系，导致加荷装置的使用周期长、运输装卸不方便，进而影响工程进度。

实用新型内容

本实用新型的目的一是克服现有作为重物加荷装置的混凝土试块存在的运输装卸困难的问题；目的二是可以使加荷装置重复利用；目的三是对水箱进行折叠，节约空间。

为此，本实用新型提供了一种折叠水箱，它由箱体和内胆组成，所述内胆连接于箱体的内腔，内胆上开设有进水口和泄水口，泄水口盖合有可拆卸密封盖，所述箱体四周的侧壁之间、侧壁与顶盖之间、侧壁与底板之间均为活动连接，且所述箱体为由橡胶材料制成的可沿相邻侧壁连接处、侧壁与顶盖连接处、侧壁与底板连接处折叠的结构。

进一步地，折叠水箱还包括进水管和泄水管，所述进水管穿过箱体连接于内胆的进水口，所述泄水管穿过箱体连接于内胆的泄水口。

进一步地，所述箱体四周的相邻侧壁之间、侧壁与顶盖之间、侧壁与底板之间通过铰链连接或销轴连接。

进一步地，折叠水箱还包括用于支撑和放置箱体的支架，所述支架是由方管或钢筋焊接而成的自下至上分为多层的网格状结构，每一个网格内置有一个箱体，相邻的箱体内的内胆之间通过连接水管连通。

进一步地，所述进水口开设于内胆的顶壁，泄水口开设于内胆的底板。

进一步地，所述内胆每一面侧壁靠近底板处分别开设着一个泄水口，同一层相邻的两个箱体的相对的侧壁上的泄水口作为连接水管的连接口。

另外，本实用新型还提供了一种载荷试验装置：包括平行且相对而设的基准梁，基准梁上通过磁力座安装有百分表，所述基准梁的中心设有压入岩土中的试桩，所述试桩的顶端面上设有承压板，承压板上设有千斤顶和位移传感器，所述试桩上方设有通过支墩架设于试桩上的轨道钢梁，所述轨道钢梁的上表面固定安装有支架，支架的每一个网格内放置有一个箱体，相邻的箱体之间通过连接板连接，所述箱体内置有内胆，相邻的内胆之间通过连接水管连通。

另外，本实用新型还提供了一种载荷试验方法：

将载荷试验装置安装于待检测静载荷的桩基或者复合地基处，根据桩基或者复合地基的最大载荷重量，在轨道钢梁上布置相应数量的折叠水箱，然后依次进行加载和卸载，包括：

步骤A，加载：一次性向箱体内蓄水加载到载荷试验所需最大荷载，然后按照预设的荷载等级分级起升千斤顶，千斤顶向上顶起水箱的同时对下方的试桩加载；

步骤B，卸载：按照预设的荷载等级分级落下千斤顶，直至卸载完成，然后打开箱体内的内胆的泄水口，一次性将箱体内的水放完，完成对桩基或复合地基的载荷试验。

特别地，一次性向箱体的内胆内蓄水加载到载荷试验预设的最大荷载，加载方式为打开与进水管连接的置于储水罐或蓄水池内的水泵，进行蓄水，直到支架上的所有箱体的内胆注满水。

进一步地，当载荷试验完成后，且支架上的所有箱体内的内胆的水全部已泄放完，沿箱体相邻侧壁连接处、侧壁与顶盖连接处、侧壁与底板连接处压缩折叠所有箱体进行收集置放。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种作为加荷装置的折叠水箱、载荷试验装置和试验方法，采用水箱作为载荷试验的加荷装置，根据荷载的要求组装相应数量的水箱，且加载时向水箱内注入水，卸载时放出水箱内的水，实现一次性充水和一次性放水，避免运输或堆载混凝土方块或者砂袋带来的浪费时间和人力以及运输不便的问题，同时水箱堆放安全，充水和放水迅速，并可重复利用，运输和装卸更加方便快捷。值得一提的是，本实用新型的水箱是采用橡胶材料制成的可以折叠的水箱，载荷试验完成后，可以将内胆中的水泄放，然后对箱体进行折叠收起，节约空间，方便装卸携带。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是折叠水箱的结构示意图。

图2是置放于支架上的折叠水箱的示意图。

图3是泄水口开设在水箱底面的示意图。

图4是泄水口开设在水箱侧壁靠近底板处的立面图。

图5是泄水口开设在水箱侧壁靠近底板处的平面图。

图6是载荷试验装置的结构示意图。

附图标记说明：1.支架；2.箱体；3.连接水管；4.内胆；5.进水口；6.泄水口；7.支墩；8.试桩；9.轨道钢梁；10.磁力座；11.承压板；12.千斤顶；13.百分表；14.位移传感器；15.岩土；16.基准梁。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种折叠水箱，如图1所示，它由箱体2和内胆4组成，所述内胆4连接于箱体2的内腔，内胆4上开设有进水口5和泄水口6，泄水口6盖合有可拆卸密封盖，所述箱体2四周的侧壁之间、侧壁与顶盖之间、侧壁与底板之间均为活动连接，且所述箱体2为由橡胶材料制成的可沿相邻侧壁连接处、侧壁与顶盖连接处、侧壁与底板连接处折叠的结构。

具体地说，作为载荷试验中的加荷装置使用时，内胆4充满水并置于箱体2内，按照设计的最大载荷量，逐级通过进水口5向各个内胆4注水增加荷载，特别地，本实施例中的箱体2是可以折叠的，在静载荷试验完成后，先通过泄水口6卸载放出内胆4内的水，然后取出内胆4或者压瘪内胆4,接着沿箱体2侧壁上的拼接处的线折叠箱体2,由于箱体2被折叠后呈平面状，因此相比立体的混凝土试块，折叠后的箱体2更加节省空间，且体积较小，更好运输和携带。

特别地，由于内胆4是由柔性材料（如橡胶）制成的，且内胆4的腔体内注满了水，水的压力较大，因此，泄水口6需要可耐高水压的可拆卸密封盖。

值得一提的是，本实施例中以图1中箱体的形状作为优选结构，但是并不仅限于此，水箱的箱体可以是折叠六边形、折叠四边形、折叠五边形等。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图1所示，为了方便注水，折叠水箱还包括进水管和泄水管，所述进水管穿过箱体2连接于内胆4的进水口5，所述泄水管穿过箱体2连接于内胆4的泄水口6。

为了达到折叠的效果，作为优选，本实施例所述箱体2四周的相邻侧壁之间、侧壁与顶盖之间、侧壁与底板之间通过铰链连接或销轴连接。

如图2所示，折叠水箱结构还包括用于支撑和放置箱体2的支架1，所述支架1是由方管或钢筋焊接而成的自下至上分为多层的网格状结构，每一个网格内置有一个箱体2，相邻的箱体2内的内胆4之间通过连接水管3连通。

支架1可以根据所需载荷量，制作为若干层呈网格状的结构，每一层的每一个网格内放置一个折叠水箱，为折叠水箱提供放置空间和支撑力，具体应用时，需要按照自下至上的顺序注满一层水箱后，再对该层的上层水箱进行注水，直至达到最大载荷量，即一次性加载到静载荷试验所需的最大载荷量。

实施例3：

为了方便卸载，如图3所示，本实施例将泄水口6开设于箱体2的底面。具体地，卸载时，打开每一个箱体2内的内胆4的泄水口6，内胆4内的水由泄水口流至泄水管，再通过泄水管流出，且因泄水口6开设在内胆4的底面，可以确保箱体2内的水卸载完全。

实施例4：

在实施例1的基础上，如图4和图5所示，所述内胆4每一面侧壁靠近底板处分别开设着一个泄水口6，同一层相邻的两个箱体2的相对的侧壁上的泄水口6作为连接水管3的连接口。

具体地说，本实施例以图1中的箱体为例（并不仅限于此，也可以是其他形状的水箱），内胆4具有六个面，每一个内胆4的顶面开设进水口5，进水口5连接着进水管，进水管穿过箱体2与施工现场的自来水管连接，或者进水管连接水泵，水泵置于储水罐或蓄水池内；特别地，每一个内胆4的四个侧壁上分别开设有一个泄水口6，每一个泄水口6靠近内胆4的底板，即一个内胆4开设4个泄水口6，其中，同层的相邻箱体2的相对的侧壁上的泄水口6作为连接水管3的连接口，即无需在水箱上再开设用于连接连接水管3的连接口，而是将泄水口6与用于连接连接水管3的连接口合二为一，简化了制作水箱的工艺，同时也使同层水箱连接更加方便。

需要特别说明的是，支架1上每一层处于最外圈的箱体2的泄水口6连接的连接水管3用于卸载时的泄水。

实施例4：

如图6所示，本实施例提供了一种折叠水箱的载荷试验装置：包括平行且相对而设的基准梁16，基准梁16上通过磁力座10安装有百分表13，所述基准梁16的中心设有压入岩土15中的试桩8，所述试桩8的顶端面上设有承压板11，承压板11上设有千斤顶12和位移传感器14，所述试桩8上方设有通过支墩7架设于试桩8上的轨道钢梁9，所述轨道钢梁9的上表面固定安装有支架1，支架1的每一个网格内放置有一个箱体2，相邻的箱体2之间通过连接板连接，所述箱体2内置有内胆4，相邻的内胆4之间通过连接水管3连通。

本实施例中，每一个进水管都可以连接一个水泵，同时注水，也可以在考虑工期与经济的情况下，由于每一层的箱体2之间都是通过连接水管3连通的，因此可以在每一层的箱体2中选择几个连接水泵，打开这几个水泵，就可以给同层所有的箱体2注水；而作为优选，本实施例选择最边部的某一个水箱A作为进水水箱，选择与水箱A相对的水箱B作为泄水水箱，加荷时，只需打开水箱A给同层的其他水箱注水即可，卸载时，打开水箱B的泄水口5将水泄至蓄水池或者其他可以承载存储水的容器内。

由于载荷试验中，重物加荷的高度较高，为了确保载荷试验装置的稳定性，以及出于安全考虑，轨道钢梁9上的所有箱体2之间均通过连接板连接，而连接板与箱体2之间通过螺栓连接，方便安装和拆卸。

特别地，为了环保和节约资源，本实施例中箱体2内的注入的水使用的是基坑积水，或基坑内没有水，可以选择自来水或者通过储水罐内的水进行注入。

需要特别说明的是，图2所示为水箱结构的示意图，仅仅作为示例，并不限于图2所示的水箱数量，如，在本实施例中，以支架1为载体，示例如下：支架1自上至下设有十层，每一层按照5×6排列30个格子，根据荷载大小，向相应数量的格子内放置箱体2，具体地，如图6所示，本实施例中的水箱结构作为载荷试验中的加荷装置，与载荷试验的承压板、沉降观测装置、反力系统共同组成载荷试验装置，载荷试验装置的工作过程如下：

在待做载荷试验的工地打入至少三根试桩8，分别进行载荷试验，具体地，在试桩8所在处安装千斤顶12、轨道钢梁9或支墩7，安装过程中应确保与试桩8的中心一致；安装沉降观测装置：包括百分表13、沉降传感器或水准仪等；安装完毕后，一次性向箱体2的内胆4内蓄水加载至最大荷载，然后升起千斤顶12进行分级加荷，测试的第一级荷载，宜接近所卸除土的自重，荷载包含设备的重量，每级荷载增重，一般取预估测试土层极限压力的1/8～1/10，当难以预估其极限压力时，对较松软的土，每级荷载增重可采用10～25KPa，对较坚硬的土，采用50KPa，对硬土及软质岩石，采用100KPa；沉降观测时间间隔：加荷开始后，第一个30min内，每10min观测一次，第二个30min内，每15min观测一次，以后每30min进行一次；沉降相对稳定标准：当连续2小时内每小时的沉降量不大于0.1mm时，即认为达到相对稳定，方可施加下一级荷载。当测试出现下列情况之一时，即认为地基土已达到极限状态，可终止试验：

（1）承压板周围的土体出现裂缝或隆起；

（2）在荷载不变的情况下，沉降速率加速发展或接近一常数。压力-沉降（P-S）曲线出现明显拐点；

（3）在某级荷载下，24小时沉降速率不能达到稳定；

（4）总沉降量超过承压板宽度（或直径）的0.06倍。

特别地，在实际应用中，水箱的数量至少为一个，即可以是一个，也可以是几十个，甚至上百个，并不限于本实施例中所举。例如，在轨道横梁9或支架1上只放置一个水箱，但该水箱的尺寸足够大（足以容纳最大荷载所需水量），然后根据载荷试验逐级卸载；以此类推，在支架1或者轨道横梁9上也可以放置2个或者3个或者4个或者……个水箱，且所有水箱的数量或者尺寸足以容纳最大荷载所需水量为准。

实施例4：

本实施例提供了一种载荷试验装置的载荷试验方法：将载荷试验装置安装于待检测静载荷的桩基或者复合地基处，根据桩基或者复合地基的最大载荷重量，在轨道钢梁9上布置相应数量的折叠水箱，然后依次进行加载和卸载，包括：

步骤A，加载：一次性向箱体2内蓄水加载到载荷试验所需最大荷载，然后按照预设的荷载等级分级起升千斤顶12，千斤顶12向上顶起水箱2的同时对下方的试桩8加载；

步骤B，卸载：按照预设的荷载等级分级落下千斤顶12，直至卸载完成，然后打开箱体2内的内胆4的泄水口6，一次性将箱体2内的水放完，完成对桩基或复合地基的载荷试验。

如果需要在施工现场做下一组试桩的静载荷试验，也可以将水箱2内的水抽到下一组静载荷试验的载荷试验装置上。

具体地说，一次性向箱体2内的内胆4蓄水加载到载荷试验预设的最大荷载，加载方式为打开与进水管连接的置于储水罐或蓄水池内的水泵，进行蓄水，直到支架1上的所有箱体2的内胆4注满水。具体包括按照自下至上的顺序对每一层箱体2内的内胆4进行注水，直到同一层的箱体2的内胆4全部注满，再进行上一层箱体2的安装和内胆4的注水。

特别地，在注水时，在每一层的箱体中选择两个相对的箱体，然后同时注水，既可以提高注水的速度，又可以使支架1两侧同时受力，避免受力不均匀导致安全事故的发生。

实施例5：

在实施例4的基础上，当载荷试验完成后，且支架1上的所有箱体2内的内胆4的水全部已泄放完，沿箱体2相邻侧壁连接处、侧壁与顶盖连接处、侧壁与底板连接处压缩折叠所有箱体2进行收集置放。折叠后的箱体相比传统的混凝土试块，体积更小，且不占用空间。

为了节约水资源，与内胆的进水口连通的进水水管连接着水泵，水泵置于储水罐或蓄水池内。做完载荷试验的水可以循环利用，可用于工地上其他需水工程，或者进行储存运输至下一个需做载荷试验的工地。

综上所述，本实用新型提供的这种作为加荷装置的折叠水箱、载荷试验装置和试验方法，采用水箱作为载荷试验的加荷装置，根据荷载的要求组装相应数量的水箱，且加载时向水箱内注入水，卸载时放出水箱内的水，实现一次性充水和一次性放水，避免运输和堆载混凝土方块或者砂袋带来的浪费时间和人力以及运输不便的问题，同时水箱堆放安全，充水和放水迅速，并可重复利用，运输和装卸更加方便快捷。值得一提的是，本实用新型的水箱是采用橡胶材料制成的可以折叠的水箱，载荷试验完成后，可以将内胆中的水泄放，然后对箱体进行折叠收起，节约空间，方便装卸携带。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (7)

1.一种折叠水箱，其特征在于：它由箱体（2）和内胆（4）组成，所述内胆（4）连接于箱体（2）的内腔，内胆（4）上开设有进水口（5）和泄水口（6），泄水口（6）盖合有可拆卸密封盖，所述箱体（2）四周的侧壁之间、侧壁与顶盖之间、侧壁与底板之间均为活动连接，且所述箱体（2）为由橡胶材料制成的可沿相邻侧壁连接处、侧壁与顶盖连接处、侧壁与底板连接处折叠的结构。

2.如权利要求1所述的折叠水箱，其特征在于：还包括进水管和泄水管，所述进水管穿过箱体（2）连接于内胆（4）的进水口（5），所述泄水管穿过箱体（2）连接于内胆（4）的泄水口（6）。

3.如权利要求1所述的折叠水箱，其特征在于：所述箱体（2）四周的相邻侧壁之间、侧壁与顶盖之间、侧壁与底板之间通过铰链连接或销轴连接。

4.如权利要求1所述的折叠水箱，其特征在于：还包括用于支撑和放置箱体（2）的支架（1），所述支架（1）是由方管或钢筋焊接而成的自下至上分为多层的网格状结构，每一个网格内置有一个箱体（2），相邻的箱体（2）内的内胆（4）之间通过连接水管（3）连通。

5.如权利要求4所述的折叠水箱，其特征在于：所述进水口（5）开设于内胆（4）的顶壁，泄水口（6）开设于内胆（4）的底板。

6.如权利要求4所述的折叠水箱，其特征在于：所述内胆（4）每一面侧壁靠近底板处分别开设着一个泄水口（6），同一层相邻的两个箱体（2）的相对的侧壁上的泄水口（6）作为连接水管（3）的连接口。

7.一种根据权利要求1～6中任一权利要求所述的折叠水箱的载荷试验装置，包括平行且相对而设的基准梁（16），基准梁（16）上通过磁力座（10）安装有百分表（13），所述基准梁（16）的中心设有压入岩土（15）中的试桩（8），所述试桩（8）的顶端面上设有承压板（11），承压板（11）上设有千斤顶（12）和位移传感器（14），所述试桩（8）上方设有通过支墩（7）架设于试桩（8）上的轨道钢梁（9），其特征在于：所述轨道钢梁（9）的上表面固定安装有支架（1），支架（1）的每一个网格内放置有一个箱体（2），相邻的箱体（2）之间通过连接板连接，所述箱体（2）内置有内胆（4），相邻的内胆（4）之间通过连接水管（3）连通。