专利名称：正置式缸体桩身反力静载试验油压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种用于确定桩的承载能力的试验装置。
桩基础被广泛应用于建筑、道桥、港口和近海工程。随着超高层建筑的发展和抗震设防烈度的提高，使天然地基上的浅基础(包括小型桩基础)往往不能满足建筑的稳定性和差降要求，为保证基础较大竖直承载力和抵御复杂荷载的特殊性能及各种地质条件下的良好适应性和整体抗倾覆能力，大直径桩乃成为高层建筑理想的基础型式。目前大直径桩的试验检测，由于堆载较麻烦，有时还受场地、地质等因素的影响，使人们力图回避做静载试验，有时只做局部试验，靠经验数据和参照普通桩的方法来计算承载力。然而，由于计算承载力所涉及因素较多，所以在实际工程中，得出的承载力的误差较大，有的甚至相差几倍，形成浪费和不安全因素。有时不得已加大安全系数来保证建筑安全，使基桩潜力得不到应有的发挥。
大直径桩的传统试验加载装置一般采用油压千斤顶，可用单台式多台同型号千斤顶并联加载，千斤顶的加载反力装置根据现场实验条件来选取。具体有1、锚桩反力装置架利用主梁与次梁组成反力架，该装置将千斤顶的反力(后座力)传给锚桩。锚桩与反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2～1.5倍。采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不得少于4根，为使试桩获得最大单桩承载力，常用6～8根，其入土深度不应小于试桩深度，对于预制桩作锚桩，要注意接头的连接。对于灌注桩作锚桩，钢筋笼要通长配置。锚桩要按抗拔桩的有关规定计算确定，在试验过程中对锚桩上拔量进行监测，通常不宜大于7～10mm。试验前对钢梁进行强度和刚度验算，并对锚桩的拉筋进行强度验算。除了工程桩当锚桩外，也可用地锚的办法。
2、堆重平台反力装置压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍，压重应在试验前一次加上，并均匀稳固地放置于平台上。堆重可用钢锭、混凝土块、袋装砂或水箱等。在用袋装砂或袋装土、碎石等作为堆重物时，在安装过程中尚需作技术处理，以防鼓凸倒塌。除对高吨位强度和刚度进行计算外，还应对堆载的支承面进行验算，以防堆载平台出现较大不均匀沉降。
3、锚桩压重联合反力装置当试验最大加载量超过锚桩的抗拔能力时，可在锚桩上和横梁上放置或悬挂一定重物，由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力。当采用多台千斤顶加载时，千斤顶应严格进行几何尺寸对中，将千斤顶并联同步工作，千斤顶的上下部位需设置有足够强度和刚度的垫箱，并使千斤顶的合力通过试桩中心。
上述各种装置的共同缺点是都需要搬运数百或数千吨的物料作为压重堆载，也需要构筑笨重的反力架。在路桥等建设中，受地理环境条件的限制大。如不适合于水上试桩、城市中狭窄场地试桩、港口、近海工程及软土地区的试桩等，因为搭设堆载平台或锚桩反力架有困难。对于高层建筑中有一至数层地下室的情况下，不仅试验的难度较大，基坑开挖得太深，不允许暴露太久，而且施工进度也不容许。
公告号为CN2305667X的中国专利文献公布了一种“桩承载力测定装置”，由下顶板、上位移传感器和下位移传感器组成，在下顶板上设有外径小于测试桩的油压千斤顶，油压千斤顶的活塞与下顶板相抵而在缸体上设有进油管，上位移传感器设在缸体上，下位移传感器设在下顶板上。由于该装置的结构是缸体倒置(缸体开口向下)，进油管装在缸顶，因此具有如下缺点1、缸顶是受力的集中点，压强很高，从而增加密封难度且容易损坏；2、不能利用现有技术的普通千斤顶和现成的标准件进行重新组合，制造安装不够方便，成本较高。
本实用新型的目的是提供一种不但不需要搬运大量物料作为压重堆载和构筑笨重的反力架，而且密封容易使用寿命长、能利用现有技术的普通千斤顶和现成的标准件进行重新组合，制造安装方便、成本低的桩承载能力试验装置。
本实用新型的结构是包括有下顶板，外径小于测试桩的、开口向上的缸体，缸体内能向上移动的活塞，以及一根位移杆和进油管，进油管于缸体的侧面与缸体内腔连通，缸体和位移杆均垂直设在下顶板上。由于本实用新型的缸体正置(缸体开口向上)，故称为正置式缸体桩身反力静载试验油压装置。
本实用新型的缸体外最好还设有保护外罩，位移杆和进油管外最好设有保护钢套。
本实用新型的使用(以大直径桩为例)大直径桩成孔后，先进行清底，然后再垫约2厘米厚的中粗沙并放入压板(可预先用砼浇制，一般为500×500)，然后放入本实用新型试验油压装置，再浇筑桩身，桩保养到期后就可进行试验。本实用新型为一次性使用。试验时，通过进油管加入油液开始加压，油传至缸体内，随着压力增大，活塞便向上、下顶板向下移动，桩侧阻力与桩端阻力随之发生作用。地面的油压站设有压力表，可显示所施加的压力大小，压力与荷载的关系应事先进行标定。地面的一个百分表与桩顶相连，还有一个百分表与位移杆相连，两个百分表均支承在基准梁上。量测活塞及下顶板的位移(即混凝土桩桩底土向下的位移及桩顶向上的位移)。在给桩底逐级加荷过程中，桩身向上位移和桩底土向下位移，从而调动桩侧土阻力和桩底土阻力并使两者互为反力。根据压力表和百分表的读数，可得到相应的向上的力与位移关系图和向下的力与位移关系图，这样也就得到了荷载-位移曲线(侧阻力-位移曲线和端阻力-位移曲线)。当两条荷载-位移曲线中任意一条曲线达到破坏时，试验即可告结束，并认为该破坏荷载可作为桩的设计荷载或容许荷载。
由于作用与反作用力相等，桩身反力静载试验法所施加的荷载为传统试桩法桩顶荷载的一半。还可根据逐级施荷下，桩身向上位移及桩顶向上位移之差，计算出桩阻力所引起的桩身弹性压缩、并利桩材料的弹性模量，估算桩侧阻力沿桩身的分布情况，可为单桩设计承载力提供更多的理论依据或检验已施工的桩的承载力是否完全满足工程的实用要求。
本实用新型的优点
装置简单，不需要搬运数百或数千吨的物料作为压重堆载，也不需要构筑笨重的反力架，这样可增加试桩数量，扩大检测面，为工程建筑提供更安全的保障系数。
可用来查明基桩的侧阻或端阻单项极限值，以及嵌岩桩嵌固力(锚固力)的极限值，这些都是传统装置难以做到的。
在路桥建设中，由于受地理环境条件的限制比较大，如有工程桩须试验检测，用传统装置难度就比较大，如用本实用新型可轻易得到解决。
本实用新型十分适合于水上试桩、城市中狭窄场地试桩、港口、近海工程及软土地区的试桩等搭设堆载平台或锚桩反力架有困难的情况。
可适用于多种基桩(如大直径钻(冲)孔灌注桩或人工挖孔桩、预应力混凝土管桩，锤击沉管灌注桩等)。如为打入桩，还可利用同一根桩打至不同深度，逐一进行试验，从中为设计选择最佳桩长。
对于高层建筑中有一至数层地下室的情况下，用传统的试桩法，不仅试验的难度较大，基坑开挖得太深，不允许暴露太久，而且施工进度也不容许。若采用本实用新型，就可以方便而准确地测得基桩有效长度的承载力，并且在基坑开挖前就可做好这项工作。
和公告号为CN2305667X的中国专利文献公布的“桩承载力测定装置”相比，本实用新型的优点是1、由于把进油管设于侧面，解决了应力集中的问题，上、下可设钢板，使应力分散，试验更安全更可靠；2、用现有的技术就能把油管标准件正常连接，因为现有普通分离式千斤顶也是油嘴设于侧面，利用现有技术进行重新组合，安装方便，制作经济；3、由于采用了正置式油压千斤顶，可利用了许多现成的标准件，不作过多的技术改造，成本较低。


图1为实施例的结构示意图。
图2为实施例在使用时的安放位置及联结关系示意图。
实施例见图1-2。由钢制下顶板1，外径小于测试桩2的、开口向上的钢制园筒状缸体3，缸体3内能向上移动的钢制园柱状活塞4，以及一根钢制位移杆5和进油管6所组成。进油管6于缸体3的侧面与缸体3内腔连通，缸体3和位移杆5均垂直设在下顶板1上。缸体3外还设有钢制保护外罩7，位移杆5和进油管6外设有保护钢套8。9为测试时放入的压板，10为地面的油压站，11为百分表，12为基准梁。
权利要求1.一种正置式缸体桩身反力静载试验油压装置，其特征是包括有下顶板，外径小于测试桩的、开口向上的缸体，缸体内能向上移动的活塞，以及一根位移杆和进油管，进油管于缸体的侧面与缸体内腔连通，缸体和位移杆均垂直设在下顶板上。
2.如权利要求1所说的正置式缸体桩身反力静载试验油压装置，其特征是缸体外设有保护外罩，位移杆和进油管外设有保护钢套。
专利摘要本实用新型为一种用于确定桩的承载能力的试验装置,包括有下顶板,外径小于测试桩的、开口向上的缸体,缸体内能向上移动的活塞,以及一根位移杆和进油管,进油管于缸体的侧面与缸体内腔连通,缸体和位移杆均垂直设在下顶板上。优点是试验安全可靠;用现有的技术就能把油管标准件正常连接,安装方便,制作经济;由于采用了正置式油压千斤顶,可利用了许多现成的标准件,不作过多的技术改造,成本较低。
文档编号G01N3/12GK2408451SQ00222310
公开日2000年11月29日 申请日期2000年2月13日 优先权日2000年2月13日
发明者段尔焕 申请人:云南金广建筑科学研究中心