CN108331043B - 大直径超长桩承载力检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大直径超长桩承载力检测装置及检测方法，解决了当被测试桩基要求加载力较大时，提供反力的现有桩基的抗拉拔力极限值无法满足加载要求的问题。在被测桩基（1）的桩顶上设置有千斤顶（3）和第一级长方体形分力盒（4），在左侧边桩（6）的桩头钢筋上焊接有左固定锚具（7），在右侧边桩（8）的桩头钢筋上焊接有右固定锚具（9），左固定锚具通过左连接锚具（10）与第一级钢绞线（11）连接在一起，第一级钢绞线的另一端穿过第一级长方体形分力盒（4）上设置的第一级钢绞线穿过孔（5）后与右连接锚具（12）连接，右连接锚具的另一端与右固定锚具连接。在完成大加载力承载力检测的同时，保护了桩基的稳定安全。

Description

大直径超长桩承载力检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种软土路基地基加固桩或桥梁桩基的承载力检测装置及检测方法，特别涉及一种大直径超长桩基的承载力检测装置及检测方法。

背景技术

在桥梁桩基施工完成后，按照工艺要求，要对桩基单桩竖向抗压、抗拔的极限承载力进行抽样静载测试，以检测其是否达到单桩竖向抗压、抗拔极限承载力的设计要求，起到鉴定桩身成桩质量的作用。现有的桩基承载力检测方法主要有四大类：静载试验，高应变法（CASE法），自平衡法，静-动试桩法。其中的静载试验又分为堆载法和锚桩法。在大直径超长桩的预压试验中，由于荷载较大，受加载条件的限制，不能采用堆载法，主要采用锚桩法和自平衡试验法，但自平衡法技术上不成熟，其应用存在很大的局限性，特别是对大直径超长桩的自平衡法，需单独在现场施做抗拔桩，存在测试场地大，现场无法满足的问题；因此，最常用的试验方法是锚桩法。锚桩法是在大直径超长桩的桩头上设置一个横向反力梁，在横向反力梁的两端上再平行地设置两纵向反力梁，在纵向反力梁的两端设置千斤顶基座，要求千斤顶基座要设置在被测试的桩基周围的现有的其它桩基上，利用这些现有桩基提供预压反力，用钢筋将千斤顶基座与提供反力的桩基上的钢筋焊接在一起，在千斤顶基座与纵向反力梁之间设置千斤顶，控制四个千斤顶的顶升力，来达到对被测试桩基的加载。由于被测试桩基与提供反力的桩基间距一般不同，这种锚桩法安装时千斤顶基座与提供反力的桩基的对中在现场不易调整控制，在试验的开始阶段还容易产生过冲；另外，在测试过程中，测试锚桩会对提供反力的桩基产生较大的集中的竖直向上的拉拔力，从而容易导致提供反力桩基产生较大位移量，会增大其桩间土的扰动；此外，当进行下一个被测试桩基的测试时，一个被测试桩基与为其提供反力的桩基的间距会发生较大的变化，需要重新更换横、纵向反力梁，造成测试成本的大幅增加；特别是这种加载方法的加载力是通过两个纵向反力梁端部的四个千斤顶提供的，加载力通过被测试桩基周围的四个提供反力的桩基中的钢筋拉拔力进行平衡加载，当被测试桩基要求加载力过大时，四个提供反力的桩基所能允许的上拔量的极限值常常无法满足加载力的要求，导致该种方式的锚桩法测试无法进行。

发明内容

本发明提供了一种大直径超长桩承载力检测装置及检测方法，解决了当被测试桩基要求加载力较大时，提供反力的现有桩基的抗拉拔力极限值无法满足加载要求的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种大直径超长桩承载力检测装置，包括被测桩基，在被测桩基的桩顶设置有钢板，在钢板上设置有千斤顶，在千斤顶上设置有第一级长方体形分力盒，在长方体形分力盒上设置有第一级钢绞线穿过孔，在被测桩基的左侧设置现有左侧边桩，在左侧边桩的桩头钢筋上焊接有左固定锚具，在被测桩基的右侧设置现有右侧边桩，在右侧边桩的桩头钢筋上焊接有右固定锚具，左固定锚具通过左连接锚具与第一级钢绞线连接在一起，第一级钢绞线的另一端穿过第一级长方体形分力盒上设置的第一级钢绞线穿过孔后与右连接锚具连接在一起，右连接锚具的另一端与右固定锚具连接在一起，在现有左侧边桩的桩头设置有左位移计，在现有右侧边桩的桩头上设置有右位移计。

在第一级长方体形分力盒上设置有第二级长方体形分力盒，在第二级长方体形分力盒上设置有第二级钢绞线穿过孔，在被测桩基的前侧设置有现有前侧边桩，在现有前侧边桩的桩头钢筋上焊接有前固定锚具，在被测桩基的后侧设置有现有后侧边桩，在现有后侧边桩的桩头钢筋上焊接有后固定锚具，后固定锚具通过后连接锚具与第二级钢绞线连接在一起，第二级钢绞线的另一端穿过第二级长方体形分力盒上设置的第二级钢绞线穿过孔后与前连接锚具连接在一起，前连接锚具的另一端与前固定锚具连接在一起，在现有前侧边桩的桩头设置有前位移计，在现有后侧边桩的桩头上设置有后位移计。

在第二级长方体形分力盒上可设置第三级长方体形分力盒，在第三级长方体形分力盒钢绞线穿过孔上设置有第三级钢绞线，在第三级长方体形分力盒上可设置第四级长方体形分力盒，在第四级长方体形分力盒钢绞线穿过孔上设置有第四级钢绞线；第一级钢绞线、第四级钢绞线、第二级钢绞线和第三级钢绞线以被测桩基为中心呈放射性布置。

一种大直径超长桩承载力检测方法，包括以下步骤：

第一步、在被测桩基的桩顶设置钢板，在钢板上设置千斤顶，在千斤顶上设置第一级长方体形分力盒，在长方体形分力盒上设置第一级钢绞线穿过孔，在被测桩基的左侧设置有现有左侧边桩，在左侧边桩的桩头钢筋上焊接左固定锚具，在被测桩基的右侧设置有现有右侧边桩，在右侧边桩的桩头钢筋上焊接左固定锚具，左固定锚具通过左连接锚具与第一级钢绞线连接在一起，第一级钢绞线的另一端穿过第一级长方体形分力盒上设置的第一级钢绞线穿过孔后与右连接锚具连接在一起，右连接锚具的另一端与右固定锚具连接在一起，在现有左侧边桩的桩头设置左位移计，在现有右侧边桩的桩头上设置右位移计；在第一级长方体形分力盒上设置有第二级长方体形分力盒，在第二级长方体形分力盒设置有第二级钢绞线穿过孔，在被测桩基的前侧设置有现有前侧边桩，在现有前侧边桩的桩头钢筋上焊接有前固定锚具，在被测桩基的后侧设置有现有后侧边桩，在现有后侧边桩的桩头钢筋上焊接有后固定锚具，后固定锚具通过后连接锚具与第二级钢绞线连接在一起，第二级钢绞线的另一端穿过第二级长方体形分力盒上设置的第二级钢绞线穿过孔后与前连接锚具连接在一起，前连接锚具的另一端与前固定锚具连接在一起，在现有前侧边桩的桩头设置有前位移计，在现有后侧边桩的桩头上设置有后位移计；

第二步、开启千斤顶进行被测桩基承载力检测，同时观测左位移计、右位移计、前位移计、后位移计，当左位移计或右位移计或后位移计或前位移计，只要有一个位移计所显示的位移量超过桩基设计极限值时，停止千斤顶顶升，读取千斤顶上的压力表，若千斤顶上的压力表值达到加载力设计值时，保持预压状态到规定时间，若千斤顶上的压力表值未达到加载力设计值时，进行以下第三步；

第三步、卸压千斤顶，使千斤顶的顶铁缩回到初始位置；在第二级长方体形分力盒上设置第三级长方体形分力盒，在第三级长方体形分力盒钢绞线穿过孔上设置第三级钢绞线，在第三级长方体形分力盒上设置第四级长方体形分力盒，在第四级长方体形分力盒钢绞线穿过孔上设置第四级钢绞线；第一级钢绞线、第四级钢绞线、第二级钢绞线、第三级钢绞线以被测桩基为中心呈放射性布置；

第四步、再次开启千斤顶进行被测桩基承载力检测，同时观测左位移计、右位移计、前位移计、后位移计、左前位移计、右前位移计、左后位移计和右后位移计，当其中的一个位移计的位移量超过桩基设计极限值时，停止千斤顶的顶升，读取千斤顶上的压力表，若千斤顶上的压力表值达到加载力设计值时，保持预压状态到规定时间，若千斤顶压力表值未达到加载力设计值时，在第四级长方体形分力盒上分别设置第五级分力盒和第六级分力盒，并连接对应的钢绞线，直到各位移计的位移量均不超过极限值，并且千斤顶压力表值达到加载力设计荷载值要求时为止。

本发明解决了被测试桩基所要求加载力较大时，能够提供反力的现有桩基的抗拉拔力的极限值无法满足其加载要求的技术难题，克服了承载力测试容易导致现有桩基发生扰动位移的缺陷，在完成大加载力承载力检测的同时，保护了桩基的稳定安全。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明在俯视方向上的结构示意图；

图3是本发明的长方体形分力盒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种大直径超长桩承载力检测装置，包括被测桩基1，在被测桩基1桩顶上设置有钢板2，在钢板2上设置有千斤顶3，在千斤顶3上设置有第一级长方体形分力盒4，在长方体形分力盒4上设置有第一级钢绞线穿过孔5，在被测桩基1的左侧设置有现有左侧边桩6，在左侧边桩6的桩头钢筋上焊接有左固定锚具7，在被测桩基1的右侧设置有现有右侧边桩8，在右侧边桩8的桩头钢筋上焊接有右固定锚具9，左固定锚具7通过左连接锚具10与第一级钢绞线11连接在一起，第一级钢绞线11的另一端穿过第一级长方体形分力盒4上设置的第一级钢绞线穿过孔5后与右连接锚具12连接在一起，右连接锚具12的另一端与右固定锚具9连接在一起，在现有左侧边桩6的桩头设置有左位移计13，在现有右侧边桩8的桩头上设置有右位移计14。

在第一级长方体形分力盒4上设置有第二级长方体形分力盒15，在第二级长方体形分力盒15设置有第二级钢绞线穿过孔，在被测桩基1的前侧设置有现有前侧边桩16，在现有前侧边桩16的桩头钢筋上焊接有前固定锚具，在被测桩基1的后侧设置有现有后侧边桩17，在现有后侧边桩17的桩头钢筋上焊接有后固定锚具，后固定锚具通过后连接锚具与第二级钢绞线18连接在一起，第二级钢绞线18的另一端穿过第二级长方体形分力盒15上设置的第二级钢绞线穿过孔后与前连接锚具连接在一起，前连接锚具的另一端与前固定锚具连接在一起，在现有前侧边桩16的桩头设置有前位移计，在现有后侧边桩17的桩头上设置有后位移计。

在第二级长方体形分力盒15上可设置第三级长方体形分力盒21，在第三级长方体形分力盒21钢绞线穿过孔上设置有第三级钢绞线19，在第三级长方体形分力盒21上可设置第四级长方体形分力盒22，在第四级长方体形分力盒钢绞线穿过孔上设置有第四级钢绞线20；第一级钢绞线11、第四级钢绞线20、第二级钢绞线18和第三级钢绞线19是以被测桩基1为中心呈放射性布置的。

一种大直径超长桩承载力检测方法，包括以下步骤：

第一步、在被测桩基1的桩顶设置钢板2，在钢板2上设置千斤顶3，在千斤顶3上设置第一级长方体形分力盒4，在长方体形分力盒4上设置有第一级钢绞线穿过孔5，在被测桩基1的左侧设置有现有左侧边桩6，在左侧边桩6的桩头钢筋上焊接左固定锚具7，在被测桩基1的右侧设置有现有右侧边桩8，在右侧边桩8的桩头钢筋上焊接右固定锚具9，左固定锚具7通过左连接锚具10与第一级钢绞线11连接在一起，第一级钢绞线11的另一端穿过第一级长方体形分力盒4上设置的第一级钢绞线穿过孔5后与右连接锚具12连接在一起，右连接锚具12的另一端与右固定锚具9连接在一起，在现有左侧边桩6的桩头设置有左位移计13，在现有右侧边桩8的桩头上设置有右位移计14；在第一级长方体形分力盒4上设置有第二级长方体形分力盒15，在第二级长方体形分力盒15上设置有第二级钢绞线穿过孔，在被测桩基1的前侧设置有现有前侧边桩16，在现有前侧边桩16的桩头钢筋上焊接有前固定锚具，在被测桩基1的后侧设置有现有后侧边桩17，在现有后侧边桩17的桩头钢筋上焊接后固定锚具，后固定锚具通过后连接锚具与第二级钢绞线18连接在一起，第二级钢绞线18的另一端穿过第二级长方体形分力盒15上设置的第二级钢绞线穿过孔后与前连接锚具连接在一起，前连接锚具的另一端与前固定锚具连接在一起，在现有前侧边桩16的桩头设置有前位移计，在现有后侧边桩17的桩头上设置有后位移计；

第二步、开启千斤顶3进行被测桩基1的承载力检测，同时观测左位移计13、右位移计14、前位移计和后位移计，当左位移计13或右位移计14或后位移计或前位移计，只要有一个位移计所显示的位移量超过桩基设计极限值时，停止千斤顶3顶升，读取千斤顶3上的压力表，若千斤顶3上的压力表值达到加载力设计值时，保持预压状态到规定时间，若千斤顶3上的压力表值未达到加载力设计值时，进行以下第三步；

第三步、卸压千斤顶3，使千斤顶的顶铁缩回到初始位置；在第二级长方体形分力盒15上可设置第三级长方体形分力盒21，在第三级长方体形分力盒21钢绞线穿过孔上设置有第三级钢绞线19，在第三级长方体形分力盒21上可设置第四级长方体形分力盒22，在第四级长方体形分力盒钢绞线穿过孔上设置有第四级钢绞线20；第一级钢绞线11、第四级钢绞线20、第二级钢绞线18和第三级钢绞线19以被测桩基1为中心呈放射性布置的；

第四步、再次开启千斤顶3进行被测桩基1的承载力检测，同时观测左位移计13、右位移计14、前位移计、后位移计、左前位移计、右前位移计、左后位移计和右后位移计，当其中的位移计的位移量超过桩基设计极限值时，停止千斤顶3顶升，读取千斤顶上的压力表，若千斤顶上的压力表值达到加载力设计值时，保持预压状态到规定时间，若千斤顶压力表值未达到加载力设计值时，在第四级长方体形分力盒22上分别第五级分力盒和第六级分力盒并连接对应的钢绞线，如此循环，直到各位移计的位移量均不超过极限值，并且千斤顶压力表值达到设计荷载要求为止。

本发明的桩基承载力检测装置及检测方法的预压荷载是通过对称斜拉钢绞线及长方体形分力盒结构体系作为反力结构来实现的，可通过调整钢绞线的数量来调整荷载，由于钢绞线具有柔性特征，解决了被测试桩与用于测试的现有边桩之间的间距受限的问题，边桩与测试桩可以通过柔性的钢绞线斜拉在一起，完成承载力加载试验，通过增加多级分力盒，实现分级连接与加载，大大减小了测试加载过程中对边桩上拉的载荷，使测试过程最大程度地减轻了对边桩的上拉扰动，减少了大量钢结构和压载重物的投入，不需要额外再建桩基，节约试验成本，具有简单、高效、荷载大、适应范围广和测试连接速度快的特点。

Claims (2)

1.一种大直径超长桩承载力检测装置，包括被测桩基(1)，在被测桩基(1)的桩顶上设置有钢板(2)，在钢板(2)上设置有千斤顶(3)，在千斤顶(3)上设置有第一级长方体形分力盒(4)，其特征在于，在第一级长方体形分力盒(4)上设置有第一级钢绞线穿过孔(5)，在被测桩基(1)的左侧设置有现有左侧边桩(6)，在左侧边桩(6)的桩头钢筋上焊接有左固定锚具(7)，在被测桩基(1)的右侧设置有现有右侧边桩(8)，在右侧边桩(8)的桩头钢筋上焊接有右固定锚具(9)，左固定锚具(7)通过左连接锚具(10)与第一级钢绞线(11)连接在一起，第一级钢绞线(11)的另一端穿过第一级长方体形分力盒(4)上设置的第一级钢绞线穿过孔(5)后与右连接锚具(12)连接在一起，右连接锚具(12)的另一端与右固定锚具(9)连接在一起，在现有左侧边桩(6)的桩头设置有左位移计(13)，在现有右侧边桩(8)的桩头上设置有右位移计(14)；

在第一级长方体形分力盒(4)上设置有第二级长方体形分力盒(15)，在第二级长方体形分力盒(15)上设置有第二级钢绞线穿过孔，在被测桩基(1)的前侧设置有现有前侧边桩(16)，在现有前侧边桩(16)的桩头钢筋上焊接有前固定锚具，在被测桩基(1)的后侧设置有现有后侧边桩(17)，在现有后侧边桩(17)的桩头钢筋上焊接有后固定锚具，后固定锚具通过后连接锚具与第二级钢绞线(18)连接在一起，第二级钢绞线(18)的另一端穿过第二级长方体形分力盒(15)上设置的第二级钢绞线穿过孔后与前连接锚具连接在一起，前连接锚具的另一端与前固定锚具连接在一起，在现有前侧边桩(16)的桩头设置有前位移计，在现有后侧边桩(17)的桩头上设置有后位移计；在第二级长方体形分力盒(15)上设置有第三级长方体形分力盒(21)，在第三级长方体形分力盒(21)的钢绞线穿过孔上设置有第三级钢绞线(19)，在第三级长方体形分力盒(21)上可设置第四级长方体形分力盒(22)，在第四级长方体形分力盒钢绞线穿过孔上设置有第四级钢绞线(20)；第一级钢绞线(11)、第四级钢绞线(20)、第二级钢绞线(18)和第三级钢绞线(19)是以被测桩基(1)为中心呈放射性布置的；

沿垂直于所述第一级钢绞线穿过孔(5)延伸的方向均匀排布有多个所述第一级钢绞线穿过孔(5)，且每个所述第一级钢绞线穿过孔(5)均位于同一水平面，沿垂直于所述第二级钢绞线穿过孔延伸的方向均匀排布有多个所述第二级钢绞线穿过孔，且每个所述第二级钢绞线穿过孔均位于同一水平面，沿垂直于所述在第三级长方体形分力盒(21)的钢绞线穿过孔延伸的方向均匀排布有多个所述第三级钢绞线穿过孔，且每个所述第三级钢绞线穿过孔均位于同一水平面，沿垂直于所述第四级长方体形分力盒钢绞线穿过孔延伸的方向均匀排布有多个所述第四级钢绞线穿过孔，且每个所述第四级钢绞线穿过孔均位于同一水平面。

2.一种利用如权利要求1所述的大直径超长桩承载力检测装置的检测方法，包括以下步骤：

第一步、在被测桩基(1)的桩顶设置钢板(2)，在钢板(2)上设置千斤顶(3)，在千斤顶(3)上设置第一级长方体形分力盒(4)，在第一级长方体形分力盒(4)上设置第一级钢绞线穿过孔(5)，在被测桩基(1)的左侧设置有现有左侧边桩(6)，在左侧边桩(6)的桩头钢筋上焊接有左固定锚具(7)，在被测桩基(1)的右侧设置有现有右侧边桩(8)，在右侧边桩(8)的桩头钢筋上焊接有右固定锚具(9)，左固定锚具(7)通过左连接锚具(10)与第一级钢绞线(11)连接在一起，第一级钢绞线(11)的另一端穿过第一级长方体形分力盒(4)上设置的第一级钢绞线穿过孔(5)后与右连接锚具(12)连接在一起，右连接锚具(12)的另一端与右固定锚具(9)连接在一起，在现有左侧边桩(6)的桩头设置左位移计，在现有右侧边桩(8)的桩头上设置右位移计(14)；在第一级长方体形分力盒(4)上设置第二级长方体形分力盒(15)，在第二级长方体形分力盒(15)上设置有第二级钢绞线穿过孔，在被测桩基(1)的前侧设置有现有前侧边桩(16)，在现有前侧边桩(16)的桩头钢筋上焊接有前固定锚具，在被测桩基(1)的后侧设置有现有后侧边桩(17)，在现有后侧边桩(17)的桩头钢筋上焊接有后固定锚具，后固定锚具通过后连接锚具与第二级钢绞线(18)连接在一起，第二级钢绞线(18)的另一端穿过第二级长方体形分力盒(15)上设置的第二级钢绞线穿过孔后与前连接锚具连接在一起，前连接锚具的另一端与前固定锚具连接在一起，在现有前侧边桩(16)的桩头设置前位移计，在现有后侧边桩(17)的桩头上设置后位移计；

第二步、开启千斤顶(3)进行被测桩基(1)承载力检测，同时观测左位移计(13)、右位移计(14)、前位移计和后位移计，当左位移计(13)或右位移计(14)或后位移计或前位移计，只要有一个位移计所显示的位移量超过桩基的设计极限值时，停止千斤顶(3)的顶升，读取千斤顶(3)上的压力表，若千斤顶(3)上的压力表值达到加载力设计值时，保持预压状态到规定时间，若千斤顶(3)上的压力表值未达到加载力设计值时，进行以下第三步；

第三步、卸压千斤顶(3)，使千斤顶的顶铁缩回到初始位置；在第二级长方体形分力盒(15)上设置第三级长方体形分力盒(21)，在第三级长方体形分力盒(21)钢绞线穿过孔上设置第三级钢绞线(19)，在第三级长方体形分力盒(21)上设置第四级长方体形分力盒(22)，在第四级长方体形分力盒钢绞线穿过孔上设置第四级钢绞线(20)；第一级钢绞线(11)、第四级钢绞线(20)、第二级钢绞线(18)和第三级钢绞线(19)是以被测桩基(1)为中心呈放射性布置的；

第四步、再次开启千斤顶(3)进行被测桩基(1)的承载力检测，同时观测左位移计(13)、右位移计(14)、前位移计、后位移计、左前位移计、右前位移计、左后位移计和右后位移计，当其中的一个位移计的位移量超过桩基的设计极限值时，停止千斤顶(3)顶升，读取千斤顶上的压力表，若千斤顶上的压力表值达到加载设计值时，保持预压状态到规定时间。