CN217710903U - 一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置，无需破拆既有建筑物即可实现对既有建筑物承台或筏板底部的桩基进行承载力静载试验；试验时，将每级荷载作用下桩顶与承台或筏板结构的相对位移值减去承台或筏板上部的竖向位移值得到试验桩在每级荷载作用下的竖向位移实际值，将每级荷载下的位移实际值一一对应，确定试验桩的承载力试验极限值；最后，依据静载试验Q‑S曲线最终确定试验桩承载力特征值。最大限度地消除安全隐患，确保工程与试验安全，避免了传统检测方法通过在桩顶配重进行检测造成的检测难度大、造价高、危险性大的问题，具有良好的使用效果和推广价值。

Description

一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置。

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。

目前桩基现场荷载试验的方法有三种，即：堆载法、锚桩法和自平衡法，此三种方法均为新建工程的桩基试验方法，要求桩身周围应具备一定工作面，以便试验器械、配载梁与荷载箱吊装。对于既有建筑物下工程桩承载力静载试验采用常规的试验方法难以实现，若必须检测既有建筑物下工程桩的承载力，须破拆既有建筑物的上部结构，会对原结构造成损坏甚至影响结构的安全。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置，目的在于对既有建筑物承台或筏板底部桩基进行承载力静载测试时，无需破拆既有建筑物，且施工期间既有建筑物仍能正常使用。该试验装置及方法利用既有建筑物自重提供反力，摒弃了传统堆载法架设大面积加载平台和堆载，能最大限度地消除安全隐患，确保工程结构和试验安全，节省费用和工作时间。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置，包括静载测试系统，还包括千斤顶、油泵压力系统和设置在承台或筏板下方的试验桩，所述试验桩和承台或筏板之间顺次同轴设置有桩帽、桩顶承压钢板、千斤顶和顶部承压钢板，所述承台或筏板的顶部设置有用于监测既有建筑物竖向结构的竖向位移的竖向位移测试设备，所述试验桩顶部和承台或筏板之间设置有电子位移传感器，所述电子位移传感器和油泵压力系统分别与静载测试系统相连，所述油泵压力系统与千斤顶相连且静载测试系统通过油泵压力系统控制千斤顶动作。

优选，所述试验桩顶部设置有桩帽，所述桩帽上设置有电子位移传感器支座，所述电子位移传感器的上端固定在承台或筏板的底部，所述电子位移传感器的下端与电子位移传感器支座相接触。

优选，电子位移传感器的数量为两个，两个电子位移传感器对称设置在千斤顶的两侧。

优选，所述桩帽由钢环箍和胶凝材料制作。

优选，所述千斤顶通过顶部的回油管和底部的进油管与油泵压力系统连接。

本实用新型的有益效果是：

第一、本发明是对既有建筑物桩基承载力进行试验，利用既有建筑物自重作为配重，是在承台或筏板底部进行静载试验，充分利用既有建筑物的自重提供反力，摒弃了传动方法要人工与机械协作架设大面积加载平台和堆载，最大限度地消除安全隐患，确保工程与试验安全，解决了因场地限制传统静载试验无法实现既有建筑物下桩基承载力检测的难题。

第二、由于坑内的空间狭小，在坑内很难准确测出桩基在静荷载作用下的竖向位移值，因此本发明在基坑内直接测出每级荷载作用下的桩顶与承台或筏板底部结构的相对位移值，以及承台或筏板顶部的竖向位移值，将底部的相对位移值减去顶部的竖向位移值等于该桩的每级荷载作用下的竖向位移实际值，将每级荷载下的位移实际值一一对应，最终确定该桩的承载力试验极限值。本发明无需破拆原基础结构，避免了传统检测方法通过在桩顶配重进行检测造成的检测难度大、造价高、危险性大的问题，具有良好的使用效果和推广价值。

第三、本发明充分利用既有建筑物提供反力，节约荷载平台搭设、堆载和支墩等材料费用，节约了搬运、吊装和支墩地基处理等费用，且施工期间既有建筑物仍能正常使用，节省工时且经济可靠。

附图说明

图1是本实用新型一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置结构示意图；

附图的标记含义如下：

1：作业坑道；2：既有建筑物竖向结构；3：承台或筏板；4：顶部承压钢板；5：电子位移传感器；6：千斤顶；7：桩顶承压钢板；8：桩帽；9：电子位移传感器支座；10：试验桩；11：工程桩；12：竖向位移测试设备；13：静载测试系统；14：油泵压力系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

本实用新型涉及一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置，属于桩基检测技术领域，可广泛适用于既有建筑物各类型桩基承载力的试验。装置包括静载测试系统13，还包括千斤顶6、油泵压力系统14和设置在承台或筏板3下方的试验桩10，所述试验桩10和承台或筏板3之间顺次同轴设置有桩帽8、桩顶承压钢板7、千斤顶6和顶部承压钢板4。

优选，在试验桩10桩头采用钢环箍和胶凝材料制作桩帽8，在桩帽8与承台或筏板3之间安装电子位移传感器5，也即所述试验桩10顶部和承台或筏板3之间设置有电子位移传感器5。

优选，所述桩帽8上设置有电子位移传感器支座9，所述电子位移传感器5的上端固定于承台或筏板3的底部，所述电子位移传感器5下端与电子位移传感器支座9相接触。图1中，电子位移传感器5的数量为两个，两个电子位移传感器5对称设置在千斤顶6的两侧。

所述承台或筏板3的顶部设置有用于监测既有建筑物竖向结构2的竖向位移的竖向位移测试设备12，所述电子位移传感器5和油泵压力系统14分别与静载测试系统13相连，所述油泵压力系统14与千斤顶6相连，两者的连接依靠两条油管，一般的，所述千斤顶6通过顶部的回油管和底部的进油管与油泵压力系统14连接。静载测试系统13通过油泵压力系统14控制千斤顶6动作。

本实用新型无需破拆既有建筑物即可实现对既有建筑物承台或筏板底部的桩基进行承载力静载实验，试验时，将每级荷载作用下桩顶与承台或筏板结构的相对位移值减去承台或筏板上部的竖向位移值得到试验桩在每级荷载作用下的竖向位移实际值，将每级荷载下的位移实际值一一对应，确定试验桩的承载力试验极限值，最后，依据静载试验Q-S曲线最终确定试验桩承载力特征值。具体的，一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的方法，具体步骤包括：

1、确定需要进行静载测试的试验桩10并在现场对其测量定位；

2、利用作业坑道1，采用人工挖孔法清理承台或筏板3底部、试验桩10和工程桩11的周围土，开挖空间应满足静载试验要求；

3、将试验桩10顶部截除，截除高度应满足千斤顶6安装所需的高度要求；

4、试验桩10桩头剔凿平整，在试验桩10桩头处采用钢环箍和胶凝材料制作桩帽8；

5、试验桩10顶部的承台或筏板3底部剔凿平整，采用修补砂浆进行找平并养护到设计强度；

6、安装桩顶承压钢板7，确保桩顶承压钢板7中心位于试验桩10的中轴线上；

7、安装千斤顶6，确保千斤顶6安放在桩顶承压钢板7的正中心；

8、安装顶部承压钢板4，确保顶部承压钢板4中心位于千斤顶6轴线上；

9、将两个电子位移传感器5对称安装在千斤顶6的两侧，其中，电子位移传感器5上端固定于承台或筏板3底部，电子位移传感器5的下端与电子位移传感器支座9相接触；

10、将千斤顶6与油泵压力系统14连接，两者的连接依靠两条油管，其中，千斤顶6顶部是回油管，底部是进油管，将千斤顶6顶部的回油管和底部的进油管分别与油泵压力系统14连接；

11、将两个电子位移传感器5连接至静载测试系统13；

12、将油泵压力系统14连接至静载测试系统13；

13、安装承台或筏板3顶部的竖向位移测试设备12，试验时，利用竖向位移测试设备12监测既有建筑物竖向结构2的竖向位移，继而确定承台或筏板3的竖向位移值；

14、将油泵压力系统14、静载测试系统13和承台或筏板3顶部的竖向位移测试设备12初值归零；

15、试验时，根据试验桩10的最大试验荷载值，按照设计要求分若干级进行逐级加载直至满足终止加载条件，其中，待上一级加载完毕且沉降稳定后方可进行下一级加载。比如，试验桩10的最大试验荷载值为3400kN，试验时，按照设计要求分十级进行逐级加载，待上一级加载完毕且沉降稳定后方可进行下一级加载。其中，稳定的标准：连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm，则认为沉降趋于稳定，可进行下一级加载；

16、数据采集和整理：在每级加载沉降稳定后，读取每级荷载同一时刻静载测试系统13和竖向位移测试设备12的实时数据并记录，得到试验桩10在每级荷载作用下的竖向位移实际值，根据试验所得的数据绘制试验桩10的荷载与位移的曲线图；

17、卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔0.5h，读记回弹量，待卸完全部荷载后间隔3h读记总回弹量。应在每级卸载稳定后，读取每级荷载同一时刻静载测试系统13和竖向位移测试设备12的实时数据并记录，得到试验桩10在每级卸载的竖向位移实际值，根据试验所得的数据绘制试验桩10的荷载与位移的曲线图。

18、试验过程中终止加载的条件可以为：

a)当荷载-沉降(Q-s)曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶总沉降量超过40mm；

b)当第n级荷载的沉降量与第n+1级荷载的沉降量比值≥2时，且经24h尚未达到稳定；

c)25m以上的非嵌岩桩，Q-s曲线呈缓变型时，桩顶总沉降量大于60~80mm；

d)在特殊条件下，可根据具体要求加载至桩顶总沉降量大于100mm。

19、单桩竖向极限承载力除以安全系数2，为单桩竖向承载力特征值(R_a)，参加统计的试验桩，当满足其桩基承载力的极限值的极差不超过平均值的30％时，可取其平均值为单桩竖向极限承载力；当极差超过平均值的30％时，通过增加试验桩数量并分析极差过大的原因，结合工程具体情况确定单桩竖向极限承载力；对桩数为3根及3根以下的柱下桩台，取桩基承载力的极限值的最小值为单桩竖向极限承载力。

作荷载-沉降(Q-s)曲线和其他辅助分析所需的曲线，关于桩基承载力的极限值确定方法如下：

a)当陡降段明显时，取相应于陡降段起点的荷载值为桩基承载力的极限值；

b)当第n级荷载的沉降量与第n+1级荷载的沉降量比值≥2时，且经24h尚未达到稳定，取前一级荷载值为桩基承载力的极限值；

c）当Q-s曲线呈缓变型时，取桩顶总沉降量s＝40mm所对应的荷载值为桩基承载力的极限值，当桩长大于40m时，宜考虑桩身的弹性压缩；

d)按上述方法判断有困难时，可结合其他辅助分析方法综合判定。对桩基沉降有特殊要求者，应根据具体情况选取桩基承载力的极限值。

本项技术已在多个项目中成功应用，并取得了良好的实施效果，实现了既有建筑物桩基竖向承载力静载荷试验的目的。

本实用新型的有益效果是：

第一、本发明是对既有建筑物桩基承载力进行试验，利用既有建筑物自重作为配重，是在承台或筏板底部进行静载试验，充分利用既有建筑物的自重提供反力，摒弃了传动方法要人工与机械协作架设大面积加载平台和堆载，最大限度地消除安全隐患，确保工程与试验安全，解决了因场地限制传统静载试验无法实现既有建筑物下桩基承载力检测的难题。

第二、由于坑内的空间狭小，在坑内很难准确测出桩基在静荷载作用下的竖向位移值，因此本发明在基坑内直接测出每级荷载作用下的桩顶与承台或筏板底部结构的相对位移值，以及承台或筏板顶部的竖向位移值，将底部的相对位移值减去顶部的竖向位移值等于该桩的每级荷载作用下的竖向位移实际值，将每级荷载下的位移实际值一一对应，最终确定该桩的承载力试验极限值。本发明无需破拆原基础结构，避免了传统检测方法通过在桩顶配重进行检测造成的检测难度大、造价高、危险性大的问题，具有良好的使用效果和推广价值。

第三、本发明充分利用既有建筑物提供反力，节约荷载平台搭设、堆载和支墩等材料费用，节约了搬运、吊装和支墩地基处理等费用，且施工期间既有建筑物仍能正常使用，节省工时且经济可靠。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置，包括静载测试系统（13），其特征在于，还包括千斤顶（6）、油泵压力系统（14）和设置在承台或筏板（3）下方的试验桩（10），所述试验桩（10）和承台或筏板（3）之间顺次同轴设置有桩帽（8）、桩顶承压钢板（7）、千斤顶（6）和顶部承压钢板（4），所述承台或筏板（3）的顶部设置有用于监测既有建筑物竖向结构（2）的竖向位移的竖向位移测试设备（12），所述试验桩（10）顶部和承台或筏板（3）之间设置有电子位移传感器（5），所述电子位移传感器（5）和油泵压力系统（14）分别与静载测试系统（13）相连，所述油泵压力系统（14）与千斤顶（6）相连且静载测试系统（13）通过油泵压力系统（14）控制千斤顶（6）动作。

2.根据权利要求1所述的一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置，其特征在于，所述试验桩（10）顶部设置有桩帽（8），所述桩帽（8）上设置有电子位移传感器支座（9），所述电子位移传感器（5）的上端固定在承台或筏板（3）的底部，所述电子位移传感器（5）的下端与电子位移传感器支座（9）相接触。

3.根据权利要求2所述的一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置，其特征在于，电子位移传感器（5）的数量为两个，两个电子位移传感器（5）对称设置在千斤顶（6）的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置，其特征在于，所述桩帽（8）由钢环箍和胶凝材料制作。

5.根据权利要求1所述的一种用于既有建筑物桩基坑式静载试验的装置，其特征在于，所述千斤顶（6）通过顶部的回油管和底部的进油管与油泵压力系统（14）连接。

Images