本發(fā)明涉及基樁檢測領(lǐng)域，具體涉及一種微型樁水平靜載試驗裝置及方法。

背景技術(shù)：

微型樁是指直徑小于300mm的樁，通常條件下微型樁直徑介于70～300mm，長細(xì)比大于30，采用螺旋鉆成孔、強(qiáng)配筋和壓力注漿工藝成樁的鋼筋混凝土就地灌注樁。由于微型樁的技術(shù)簡單，施工方便，近年來已經(jīng)迅速發(fā)展，廣泛運用于各種土木建筑工程，比如樓房基礎(chǔ)的托換，深開挖基坑支護(hù)，地下連續(xù)墻壁溝的穩(wěn)定及滑坡的防治等。在滑坡治理等應(yīng)用中，微型樁主要承受水平荷載的作用，因此水平承載力的確定往往是工程設(shè)計的關(guān)鍵。微型樁樁身強(qiáng)度較低，樁身抗彎剛度較小，易發(fā)生撓曲，樁頂水平位移較大。目前，微型樁承載特性在現(xiàn)場試驗、理論分析、工程設(shè)計等方面已取得了一定成果，但現(xiàn)場水平測試裝置和方法還存在一些不足：(1)安裝加載系統(tǒng)和負(fù)荷傳感器等時在下方放置墊塊的方法不能保證所有裝置完全水平并穩(wěn)定；(2)現(xiàn)場實驗裝置較重，平衡調(diào)節(jié)比較困難；(3)一般的裝置只適用于單樁水平測試。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，為彌補(bǔ)現(xiàn)有水平測試方法的不足，提供一種新型微型樁水平加載及測試的裝置及方法，微型樁水平靜載試驗時力的傳遞完全水平，能夠準(zhǔn)確地檢測出微型樁樁端的水平位移，裝置安裝調(diào)節(jié)方便，可調(diào)節(jié)支座高度，適合任意高度的樁頭，可同時進(jìn)行雙樁測試。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種微型樁水平靜載試驗裝置，包括基準(zhǔn)梁、磁性表座、位移傳感器、π型鋼板、樁頭固定螺母、第一固定支架、水準(zhǔn)管、液壓千斤頂、第一傳力軸、可升降支座、反力裝置端板、進(jìn)油管、第一L型鋼板、負(fù)荷傳感器、第二L型鋼板、第三傳力軸和第二固定支架，磁性表座設(shè)立在基準(zhǔn)梁上，π型鋼板通過樁頭固定螺母固定在試樁上，樁頭固定螺母套設(shè)在試樁樁端，樁頭固定螺母與π型鋼板焊接，位移傳感器的一端固定在磁性表座上、另一端與π型鋼板的板面緊密接觸，π型鋼板上設(shè)有預(yù)留孔，第一傳力軸的左端與π型鋼板在該預(yù)留孔處鉸接(保證力的水平傳遞)；

液壓千斤頂由設(shè)置于其兩端的第一L型鋼板以及第一固定支架和可升降支座配合托起固定，兩塊第一L型鋼板下方由可升降支座支撐(可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)可升降支座高度)；第一傳力軸的右端穿過左側(cè)的第一L型鋼板伸入到液壓千斤頂左端的預(yù)留孔洞，并通過固定螺栓固定連接；右側(cè)的第一L型鋼板與第二傳力軸的一端固接，第二傳力軸的另一端與負(fù)荷傳感器的一端相連，負(fù)荷傳感器由設(shè)置于其兩端的第二L型鋼板以及第二固定支架和可升降支座配合托起固定，兩塊第二L型鋼板下方由可升降支座支撐(可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)可升降支座高度)，負(fù)荷傳感器的另一端通過第三傳力軸連接反力裝置端板。

按上述方案，所述第一傳力軸、第二傳力軸、第三傳力軸、液壓千斤頂、負(fù)荷傳感器上均設(shè)置了水準(zhǔn)管。

按上述方案，所述第一固定支架包括第一螺紋鋼筋和第一螺母，第一螺紋鋼筋穿過左右兩塊第一L型鋼板之間的預(yù)留孔后通過兩塊第一L型鋼板外側(cè)的第一螺母將液壓千斤頂擰緊在其內(nèi)。

按上述方案，所述第二固定支架包括第二螺紋鋼筋和第二螺母，第二螺紋鋼筋穿過左右兩塊第二L型鋼板之間的預(yù)留孔后通過兩塊第二L型鋼板外側(cè)的第二螺母將負(fù)荷傳感器擰緊在其內(nèi)。

按上述方案，所述π型鋼板由三塊鋼板焊接而成。

按上述方案，所述第一L型鋼板、第二L型鋼板分別用于承載液壓千斤頂和負(fù)荷傳感器；第一L型鋼板、第二L型鋼板分別由四個可升降支座支撐。

按上述方案，所述基準(zhǔn)梁為型鋼。

按上述方案，單樁測試時所述反力裝置端板提供的反力大于測試時的水平加載；雙樁測試時反力裝置端板采用由樁頭固定螺母、π型鋼板和位移傳感器、基準(zhǔn)梁構(gòu)成的試樁水平測量件替換。

本發(fā)明還提供了一種上述靜載試驗裝置進(jìn)行微型樁水平測試的方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)測試現(xiàn)場條件選取基準(zhǔn)點，設(shè)置基準(zhǔn)梁，基準(zhǔn)梁的長度根據(jù)試樁的位置來確定，其高跨比不小于1/40，基準(zhǔn)梁與試樁距離不小于4倍試樁直徑；

2)在基準(zhǔn)梁上設(shè)置磁性表座；

3)根據(jù)試樁直徑的大小選擇樁頭固定螺母，將其與π型鋼板焊接并固定在樁頭；

4)將鋼筋穿過π型鋼板預(yù)留孔和第一傳力軸左端預(yù)留孔，并在π型鋼板外側(cè)用螺母固定；

5)將兩根第一螺紋鋼筋平行穿過左右兩片第一L型鋼板的預(yù)留孔并用第一螺母固定，使它們連為一體，將四只可升降支座分別穿過兩片第一L型鋼板底部角邊的預(yù)留孔并用螺母上下固定將液壓千斤頂支撐起來，第一傳力軸右端穿過左側(cè)的第一L型鋼板伸入到液壓千斤頂左端的預(yù)留孔洞，并采用固定螺栓固定連接；

6)用與固定液壓千斤頂相同的方法固定負(fù)荷傳感器，第二螺紋鋼筋平行穿過左右兩片第二L型鋼板的預(yù)留孔并用第二螺母固定，第二傳力軸左端事先與右側(cè)的第一L型鋼板焊接好，第二傳力軸右端穿過左側(cè)的第二L型鋼板預(yù)留孔位與負(fù)荷傳感器左端連接，第三傳力軸左端穿過右側(cè)的第二L型鋼板預(yù)留孔位與負(fù)荷傳感器右端連接，第三傳力軸右端與反力裝置端板連接，反力裝置端板頂在可以提供反力的結(jié)構(gòu)物上；

7)將進(jìn)油管與液壓千斤頂?shù)目刂破鬟B接，負(fù)荷傳感器與計算機(jī)連接好，確定所有設(shè)備正常工作；

8)調(diào)節(jié)可升降支座的高度使第一傳力軸、第二傳力軸、第三傳力軸、液壓千斤頂、負(fù)荷傳感器上的水準(zhǔn)管氣泡居中(保持整套裝置水平度)；

9)將位移傳感器固定在磁性表座上，并測試位移傳感器的探針是否與π型鋼板緊密接觸；

10)通過液壓千斤頂控制器控制進(jìn)油管的進(jìn)油量，對試樁進(jìn)行水平分級加載，加載過程根據(jù)試樁尺寸和用途參考《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》給定的分級加載方式實施；

11)待試樁每一級水平加載所產(chǎn)生的水平變形穩(wěn)定后，讀取位移傳感器和負(fù)荷傳感器的讀數(shù)，并做好記錄，然后開始下一級加載；

12)根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》給定的終止水平加載標(biāo)準(zhǔn)，停止加載，然后分級卸載，直至水平加載恢復(fù)到0；

13)試驗完成后，拆除水平靜載試驗裝置，便于重復(fù)使用。

本發(fā)明的有益效果：

1、由于微型樁直徑較小，采用本申請裝置可以提供4個甚至更多位置安裝位移傳感器，從而可測得不同高度時樁頭的位移，得到更多測試結(jié)果；

2、設(shè)置水準(zhǔn)管能保證整個水平靜載試驗裝置的完全水平，力的傳遞加載方向完全水平，能夠準(zhǔn)確地檢測出微型樁樁端的水平位移，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確；

3、設(shè)置可升降支座，可調(diào)節(jié)支座高度，適合任意高度的樁頭，使裝置的平衡調(diào)節(jié)更加方便、簡單；

4、一般的靜載試驗裝置只適用于單樁水平測試，本申請可同時進(jìn)行雙樁測試，且改裝非常簡單，適用性廣；

5、整個裝置結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，安裝拆卸方便，可靠性高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例單樁水平測試的整體裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例單樁水平測試的整體裝置結(jié)構(gòu)俯視示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例雙樁水平測試的整體裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例雙樁水平測試的整體裝置結(jié)構(gòu)俯視示意圖；

圖中:1-基準(zhǔn)梁，2-磁性表座，3-位移傳感器，4-π型鋼板，5-固定螺母，6-第一固定支架，7-水準(zhǔn)管，8-液壓千斤頂，9-第一傳力軸，10-可升降支座，11-反力裝置端板，12-進(jìn)油管，13-第二傳力軸，14-第一L型鋼板，15-負(fù)荷傳感器，16-固定螺栓，17-第二L型鋼板，18-第三傳力軸，19-第二固定支架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1～2所示，單樁水平測試時，本發(fā)明所述的微型樁水平靜載試驗裝置，包括基準(zhǔn)梁1、磁性表座2、位移傳感器3、π型鋼板4、樁頭固定螺母5、第一固定支架6、水準(zhǔn)管7、液壓千斤頂8、第一傳力軸9、可升降支座10、反力裝置端板11(雙樁水平測試時反力裝置端板11由另一試樁承擔(dān)，如圖3～圖4所示)、進(jìn)油管12、第一L型鋼板14、負(fù)荷傳感器15、第二L型鋼板17、第三傳力軸18和第二固定支架19，磁性表座2設(shè)立在基準(zhǔn)梁1上，π型鋼板4通過樁頭固定螺母5固定在試樁上，樁頭固定螺母5套設(shè)在試樁樁端，樁頭固定螺母5與π型鋼板4焊接，位移傳感器3的一端固定在磁性表座2上、另一端與π型鋼板4的板面緊密接觸，π型鋼板4上設(shè)有預(yù)留孔，第一傳力軸9的左端與π型鋼板4在該預(yù)留孔處鉸接(保證力的水平傳遞)；

液壓千斤頂8由設(shè)置于其兩端的第一L型鋼板14以及第一固定支架6和可升降支座10配合托起固定，第一固定支架6包括第一螺紋鋼筋和第一螺母，第一螺紋鋼筋穿過左右兩塊第一L型鋼板14之間的預(yù)留孔后通過兩塊第一L型鋼板14外側(cè)的第一螺母將液壓千斤頂8擰緊在其內(nèi)，兩塊第一L型鋼板14下方由四個可升降支座10支撐(可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)可升降支座10高度)；第一傳力軸9的右端穿過左側(cè)的第一L型鋼板14伸入到液壓千斤頂8左端的預(yù)留孔洞，并通過固定螺栓16固定連接；右側(cè)的第一L型鋼板14與第二傳力軸13的一端固接，第二傳力軸13的另一端與負(fù)荷傳感器15的一端相連，負(fù)荷傳感器15的固定方法同液壓千斤頂8，具體為：負(fù)荷傳感器15由設(shè)置于其兩端的第二L型鋼板14以及第二固定支架19和可升降支座10配合托起固定，第二固定支架19包括第二螺紋鋼筋和第二螺母，第二螺紋鋼筋穿過左右兩塊第二L型鋼板17之間的預(yù)留孔后通過兩塊第二L型鋼板17外側(cè)的第二螺母將負(fù)荷傳感器15擰緊在其內(nèi)，兩塊第二L型鋼板17下方由四個可升降支座10支撐(可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)可升降支座10高度)，負(fù)荷傳感器15的另一端通過第三傳力軸18連接反力裝置端板11。

第一傳力軸9、第二傳力軸13、第三傳力軸18、液壓千斤頂8、負(fù)荷傳感器15上均設(shè)置了水準(zhǔn)管7。

采用上述裝置做單樁水平測試實驗一般需要四個位移傳感器3、一個樁頭固定螺母5和八個可升降支座10。

參照圖3～圖4所示，雙樁測試時其他結(jié)構(gòu)與單樁測試相同，唯一區(qū)別之處是將右側(cè)的反力裝置端板11替換成同左側(cè)的由樁頭固定螺母5、π型鋼板4和位移傳感器3、基準(zhǔn)梁1構(gòu)成的試樁水平測量件，做雙樁水平測試實驗一般需要八個位移傳感器3、兩個樁頭固定螺母5和八個可升降支座10。

使用時，采用本發(fā)明靜載試驗裝置進(jìn)行微型樁水平測試的方法，包括以下步驟：

實施例1(單樁水平靜載試驗裝置的應(yīng)用)，如圖1、2所示：

1)根據(jù)測試現(xiàn)場條件選取基準(zhǔn)點，設(shè)置基準(zhǔn)梁1，基準(zhǔn)梁1的長度根據(jù)試樁的位置來確定，盡量長，但其高跨比不宜小于1/40，基準(zhǔn)梁1與試樁距離不小于4倍試樁直徑；

2)在基準(zhǔn)梁1上設(shè)置磁性表座2；

3)根據(jù)試樁直徑的大小選擇樁頭固定螺母5，將其與π型鋼板4焊接并固定在樁頭；

4)將鋼筋穿過π型鋼板4預(yù)留孔和第一傳力軸9左端預(yù)留孔，并在π型鋼板4外側(cè)用螺母固定；

5)將兩根第一螺紋鋼筋平行穿過左右兩片第一L型鋼板14的預(yù)留孔并用第一螺母固定，使它們連為一體，將四只可升降支座10分別穿過兩片第一L型鋼板14底部角邊的預(yù)留孔并用螺母上下固定將以上描述的整體支撐起來，以固定液壓千斤頂8，第一傳力軸9右端穿過左側(cè)的第一L型鋼板14伸入到液壓千斤頂8左端的預(yù)留孔洞，并采用固定螺栓16固定連接；

6)用與固定液壓千斤頂8相同的方法固定負(fù)荷傳感器15，第二螺紋鋼筋平行穿過左右兩片第二L型鋼板17的預(yù)留孔并用第二螺母固定，第二傳力軸13左端事先與右側(cè)的第一L型鋼板14焊接好，第二傳力軸13右端穿過左側(cè)的第二L型鋼板17預(yù)留孔位與負(fù)荷傳感器15左端連接，第三傳力軸18左端穿過右側(cè)的第二L型鋼板17預(yù)留孔位與負(fù)荷傳感器15右端連接，第三傳力軸18右端與反力裝置端板11連接，反力裝置端板頂在可以提供反力的結(jié)構(gòu)物上；

7)將進(jìn)油管12與液壓千斤頂8的控制器連接好，將負(fù)荷傳感器15與計算機(jī)連接好，確定所有設(shè)備正常工作；

8)調(diào)節(jié)可升降支座10的高度使第一傳力軸9、第二傳力軸13、第三傳力軸18、液壓千斤頂8、負(fù)荷傳感器15上的水準(zhǔn)管7氣泡居中(保持整套裝置水平度)；

9)將位移傳感器3固定在磁性表座2上，并測試位移傳感器3的探針是否與π型鋼板4緊密接觸；

10)通過液壓千斤頂8控制器控制進(jìn)油管12的進(jìn)油量，對試樁進(jìn)行水平分級加載，加載過程根據(jù)試樁尺寸和用途參考《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范(JGJ106-2014)》給定的分級加載方式實施；

11)待試樁每一級水平加載所產(chǎn)生的水平變形穩(wěn)定后，讀取位移傳感器3和負(fù)荷傳感器15的讀數(shù)，并做好記錄，然后開始下一級加載；

12)根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范(JGJ106-2014)》給定的終止水平加載標(biāo)準(zhǔn)，停止加載，然后分級卸載，直至水平加載恢復(fù)到0；

13)試驗完成后，拆除水平靜載試驗裝置，便于重復(fù)使用。

實施例2(雙樁水平靜載試驗裝置的應(yīng)用)，如圖3、4所示：

1)根據(jù)測試現(xiàn)場條件選取基準(zhǔn)點，設(shè)置基準(zhǔn)梁1，基準(zhǔn)梁1的長度根據(jù)試樁的位置來確定，盡量長，但其高跨比不宜小于1/40，基準(zhǔn)梁1與試樁距離要不小于4倍試樁直徑；

2)在基準(zhǔn)梁1上設(shè)置磁性表座2；

3)根據(jù)左側(cè)試樁直徑的大小選擇樁頭固定螺母5，將其與π型鋼板4焊接并固定在樁頭；

4)將鋼筋穿過π型鋼板4預(yù)留孔和第一傳力軸9左端預(yù)留孔，并在π型鋼板4外側(cè)用螺母固定；

5)將兩根第一螺紋鋼筋平行穿過左右兩片第一L型鋼板14的預(yù)留孔并用第一螺母固定，使它們連為一體，將四只可升降支座10分別穿過兩片第一L型鋼板14底部角邊的預(yù)留孔并用螺母上下固定將以上描述的整體支撐起來，以固定液壓千斤頂8，第一傳力軸9右端穿過左側(cè)的第一L型鋼板14伸入到液壓千斤頂8左端的預(yù)留孔洞，并采用固定螺栓16固定；

6)用與固定液壓千斤頂8相同的方法固定負(fù)荷傳感器15，第二螺紋鋼筋平行穿過左右兩片第二L型鋼板17的預(yù)留孔并用第二螺母固定，第二傳力軸13左端事先與右側(cè)的第一L型鋼板14焊接好，第二傳力軸13右端穿過左側(cè)的第二L型鋼板17預(yù)留孔位與負(fù)荷傳感器15左端連接，第三傳力軸18左端穿過右側(cè)的第二L型鋼板17預(yù)留孔位與負(fù)荷傳感器15右端連接，第三傳力軸18右端通過π型鋼板4、樁頭固定螺母5與右側(cè)試樁連接；與左側(cè)試樁相同，右側(cè)試樁分別設(shè)置基準(zhǔn)梁1和位移傳感器3，基準(zhǔn)梁1上設(shè)置磁性表座2；

7)將進(jìn)油管12與液壓千斤頂8的控制器連接好，將負(fù)荷傳感器15與計算機(jī)連接好，確定所有設(shè)備正常工作；

8)調(diào)節(jié)可升降支座10的高度使第一傳力軸9、第二傳力軸13、第三傳力軸18、液壓千斤頂8、負(fù)荷傳感器15上的水準(zhǔn)管7氣泡居中(保持整套裝置水平度)；

9)將位移傳感器3固定在磁性表座2上，并測試位移傳感器3的探針是否與π型鋼板4緊密接觸；

10)通過液壓千斤頂8控制器控制進(jìn)油管12的進(jìn)油量，對試樁進(jìn)行水平分級加載，加載過程根據(jù)試樁尺寸和用途參考《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范(JGJ106-2014)》給定的分級加載方式實施；

11)待試樁每一級水平加載所產(chǎn)生的水平變形穩(wěn)定后，讀取位移傳感器3和負(fù)荷傳感器15的讀數(shù)，并做好記錄，然后開始下一級加載；

12)根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范(JGJ106-2014)》給定的終止水平加載標(biāo)準(zhǔn)，停止加載，然后分級卸載，直至水平加載恢復(fù)到0；

13)試驗完成后，拆除水平靜載試驗裝置，便于重復(fù)使用。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。比如采用該專利提供的樁頭連接裝置可以提供4個甚至更多位置安裝位移傳感器。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。