專利名稱：管樁豎向靜載試驗連接裝置、使用該裝置的試驗系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于樁基檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種預應力混凝土管樁樁基豎向靜載試驗連接裝置，還涉及使用該連接裝置的試驗系統(tǒng)，另涉及該系統(tǒng)的試驗方法。
背景技術(shù)：
預應力混凝土管樁是采用先張法預應力工藝和離心成型方法制成的一種圓管形鋼筋混凝土預制樁，目前，各種類型的預應力混凝土管樁已廣泛應用于房屋建筑工程、深水碼頭結(jié)構(gòu)、道路橋梁工程等。在工程建設中，樁的承載力已成為控制工程質(zhì)量的一個非常重要的技術(shù)手段，而樁基豎向靜載試驗是確定樁基承載力最直觀、最可靠的方法。預應力混凝土管樁樁基豎向靜載試驗包括抗壓靜載試驗和抗拔靜載試驗。在管樁抗拔靜載試驗中，需要將進行管樁抗拔靜載試驗的預應力混凝土管樁與試驗裝置連接，現(xiàn)有的連接方式有以下幾種第一種是插筋填芯法在管樁樁頭部分插入鋼筋，然后澆筑混凝土填芯，待混凝土凝固并養(yǎng)護達到設計強度后，用焊接的方法將鋼筋與放置在千斤頂上的承壓鋼塊或鋼箱、鋼梁連接。這種連接方法的缺點在于⑴必須澆筑混凝土，而澆水養(yǎng)護混凝土的養(yǎng)護時間長，一般不少于7天；⑵對管樁進行插筋填芯處理，費工費力，材料得不到重復利用，在試驗時，一些鋼筋可能會被拔出，導致試驗不能進行；⑶鋼筋的焊接質(zhì)量不易保證。第二種是管樁頂部開孔法在管樁樁身上部均勻分布數(shù)個垂直于樁身的鉆孔，在鉆孔中設置鋼銷或螺桿，在鋼銷或螺桿上連接鋼絲繩或鋼拉桿，并由鋼絲繩或鋼拉桿連接管樁樁身與反力裝置。這種方法需要在樁身上鉆孔，對管樁存在一定程度的破壞，無法保證管樁的完整性。第三種是法蘭盤連接綜合法采用的預應力管樁抗拔試驗裝置包括樁筒、上拉梁、下拉梁、主梁與千斤頂，其中樁筒與管樁端頭板通過法蘭連接。此裝置結(jié)構(gòu)較為復雜，而且安裝不便，增加了管樁抗拔靜載試驗的難度。在管樁抗壓靜載試驗中，通常會在預應力混凝土管樁上加載反力裝置，加載反力裝置主要包括以下兩種形式第一種是壓重平臺反力裝置，即采用堆載法，試驗開始前需將堆重物一次性堆放在承重平臺上，堆載過程存在安全隱患，而且實施成本較高，試驗準備時間過長；另外，“堆載法”對試驗場地的要求較高，若試驗場地存在狹窄或者地質(zhì)松軟等情況，“堆載法”則無法適用。第二種是拉錨裝置，即改變整個加載反力裝置的結(jié)構(gòu)體系，將主要受彎的橫梁組成的結(jié)構(gòu)體系改進為了受力簡單的拉壓桿件體系，采用拉錨裝置雖然優(yōu)化了反力裝置的結(jié)構(gòu)體系，但是斜拉力易使管樁的樁頭發(fā)生破壞。第三種是錨樁橫梁反力裝置，即錨樁法，是將試驗樁周圍對稱的幾根錨樁通過錨筋或者其他連接裝置與反力架連接起來，依靠樁頂?shù)那Ы镯攲⒎戳茼斊?，由被連接的錨樁提供反力，提供反力的大小由反力架強度和被連接錨樁的抗拔力決定。本方法的優(yōu)點在于錨樁橫梁反力裝置的使用成本低、效率高。但是，由于無法確定適合工程應用的加載反力裝置與管樁的連接方法，該裝置目前尚未被應用于管樁抗壓靜載試驗中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝快捷、成本較低、安全性高、對試驗場地要求低、可同時適用于抗拔試驗和抗壓試驗的管樁豎向靜載試驗連接裝置。本發(fā)明的上述目的通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)一種管樁豎向靜載試驗連接裝置，其特征在于它主要由豎向的連接桿與用于夾持管樁樁頭的夾具組成，所述連接桿的下端連接在所述夾具上，所述連接桿的上端用于連接在位于管樁上方的加載反力裝置上，在抗拔試驗中所述管樁即為試驗管樁，通過夾具與試驗管樁之間的摩擦作用力將上拔力傳遞至試驗管樁，或者在抗壓試驗中所述管樁包括試驗管樁和至少兩對對稱位于試驗管樁周邊的錨樁，通過夾具與錨樁之間的摩擦作用力提供反力均衡作用于試驗管樁。本發(fā)明實現(xiàn)了在抗拔試驗中試驗管樁與加載反力裝置的連接或者實現(xiàn)了在抗壓試驗中錨樁與加載反力裝置的連接提供反力作用于試驗管樁，因此，本發(fā)明可同時適用于抗拔試驗及抗壓試驗，通用性強；本發(fā)明不會破壞管樁的樁身，能夠保證管樁的完整性；本發(fā)明安裝便捷、成本較低、安全性高，解決了傳統(tǒng)連接方法中存在的各種問題，比如本發(fā)明用于抗拔試驗時，取代了“插筋填芯處理”，達到了縮短工期、降低成本的目的；而用于抗壓試驗時，以工程樁作為錨樁的“錨樁法”取代“堆載法”，為實現(xiàn)錨樁法在抗壓試驗中的廣泛應用提供了技術(shù)支持。作為本發(fā)明的一種改進，所述連接桿與所述夾具、加載反力裝置均通過可拆卸式連接結(jié)構(gòu)相連。作為本發(fā)明的一種實施方式，所述可拆卸式連接結(jié)構(gòu)為螺紋連接結(jié)構(gòu)，所述夾具主要由緊密適配套裝在管樁樁頭上的筒形卡頭和設于卡頭外壁上的耳板組成，所述連接桿與夾具之間的螺紋連接結(jié)構(gòu)包括開設在所述耳板上的螺孔和設于所述連接桿下端的螺紋，所述連接桿的下端穿過所述螺孔后由螺母固定形成連接螺栓。本發(fā)明的夾具與管樁緊密配合，使得二者之間具有足夠的摩擦力，能夠充分確保連接強度，用于實現(xiàn)抗拔與抗壓試驗中的力傳遞從而為試驗管樁提供上拔力和下壓力。為了實現(xiàn)夾具與管樁的緊密配合，作為本發(fā)明的進一步改進，所述筒形卡頭由兩個半筒體對接而成。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，在所述兩個半筒體的對接面上分別具有外伸的側(cè)翼，所述側(cè)翼為板體且沿所述半筒體的長度方向延伸，所述側(cè)翼的板面上開有相對應的螺孔用于供螺栓穿過后由螺母固定形成樁夾螺栓。本發(fā)明的第二個目的在于提供一種使用上述管樁豎向靜載試驗連接裝置的試驗系統(tǒng)。本發(fā)明的上述目的通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)一種使用上述管樁豎向靜載試驗連接裝置的試驗系統(tǒng)，其特征在于包括所述管樁豎向靜載試驗連接裝置和加載反力裝置；在抗拔試驗中，所述連接裝置連接試驗管樁與加載反力裝置而將上拔力傳遞至試驗管樁；或者在抗壓試驗中，所述連接裝置連接加載反力裝置與至少兩對對稱分布在試驗管樁周邊的錨樁以提供反力均衡作用于試驗管樁。作為本發(fā)明的一種實施方式，用于抗拔試驗中的加載反力裝置包括支墩、主梁、力口載塊及短梁，所述主梁橫跨在所述試驗管樁的上方且其兩端位于所述支墩上，所述主梁上用于放置頂升裝置且使其處于試驗管樁的正上方，所述加載塊及短梁自下而上依次疊加于所述頂升裝置的頂面上，所述短梁的兩端分別伸出加載塊成為短梁的伸出端，所述短梁的伸出端與所述試驗連接裝置相連以實現(xiàn)加載反力裝置與試驗管樁的連接。作為本發(fā)明的一種實施方式，用于抗壓試驗中的加載反力裝置包括主梁、次梁及短梁，所述試驗管樁的頂面上用于放置頂升裝置，所述主梁橫跨于所述試驗管樁的上方并壓在頂升裝置上，所述次梁以垂直于主梁的方向至少使其兩端位于所述錨樁的正上方，而次梁中部則壓于主梁上，所述短梁置于所述次梁上，所述短梁的兩端分別伸出次梁成為短梁的伸出端，所述短梁的伸出端與所述試驗連接裝置相連以實現(xiàn)加載反力裝置與錨樁的連接。所述頂升裝置優(yōu)選千斤頂，也可以選擇其它具有剛性頂舉重物功能的輕小起重設備。本發(fā)明的第三個目的在于提供一種上述試驗系統(tǒng)的試驗方法。本發(fā)明的上述目的通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)一種上述試驗系統(tǒng)的試驗方法，其特征在于包括以下步驟⑴以最大試驗荷載的1. 2倍對試驗管樁的抗拔力進行驗算，根據(jù)驗算結(jié)果選擇試驗連接裝置；⑵將試驗連接裝置的夾具緊密適配套裝在試驗管樁的樁頭上；⑶吊裝主梁，使其橫跨安裝在試驗管樁的上方，將頂升裝置放置在主梁上，且位于試驗管樁的正上方；⑷在頂升裝置的頂面上放置加載塊，再在加載塊上放置短梁；(5)使用試驗連接裝置的連接桿連接夾具和短梁的伸出端并將其固定，試驗系統(tǒng)安裝完成；(6)操作頂升裝置，所述試驗連接裝置均勻受到上拔力并傳力至試驗管樁，使試驗管樁承受試驗所要求的最大試驗荷載。作為本發(fā)明的另一種實施方式，一種上述試驗系統(tǒng)的試驗方法，其特征在于包括以下步驟⑴以最大試驗荷載的1. 2倍，根據(jù)施工場地條件選取錨樁，確定每根錨樁的設計抗拔力，并對錨樁的抗拔力進行驗算，根據(jù)驗算結(jié)果選擇試驗連接裝置；⑵將試驗連接裝置的夾具緊密適配套裝在錨樁的樁頭上；⑶將頂升裝置放置在試驗管樁的頂面上；⑷吊裝主梁，使其橫跨安裝在試驗管樁的上方并壓在頂升裝置上，以垂直于主梁方向?qū)⒋瘟悍胖迷谥髁荷?，并使錨樁至少位于次梁兩端的正下方；(5)至少在次梁的兩端上放置短梁；(6)使用試驗連接裝置的連接桿連接夾具和短梁的伸出端并將其固定，構(gòu)成反力架，試驗系統(tǒng)安裝完成；(7)操作頂升裝置，反力架受力頂起，試驗連接裝置均勻受到上拔力，錨樁提供反力并均衡作用于試驗管樁，使試驗管樁承受試驗所要求的最大試驗荷載。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著的效果⑴本發(fā)明實現(xiàn)了在抗拔試驗中試驗管樁與加載反力裝置的連接而將上拔力傳遞至試驗管樁，同時實現(xiàn)了在抗壓試驗中錨樁與加載反力裝置的連接而提供反力均衡作用于試驗管樁，因此，本發(fā)明可同時適用于抗拔試驗及抗壓試驗，通用性強，方便實用。⑵本發(fā)明采用夾具夾持管樁，不會破壞管樁的樁身，能夠保證管樁的完整性，確保施工質(zhì)量。⑶本發(fā)明安裝便捷、成本較低、安全性高，解決了傳統(tǒng)連接方法中存在的各種問題，比如本發(fā)明用于抗拔試驗時，取代了“插筋填芯處理”，達到了縮短工期、降低成本的目的；而用于抗壓試驗時，以工程樁作為錨樁的“錨樁法”取代“堆載法”，消除了 “堆載法”存在的安全隱患，而且試驗過程時間大大縮短。⑷本發(fā)明用于抗壓試驗時采用“錨樁法”，“錨樁法”中橫梁反力裝置的使用成本低、效率高，因此本發(fā)明保持了 “錨樁法”的優(yōu)點，而且解決了 “錨樁法”存在的無法確定適合工程應用的加載反力裝置與管樁的連接方法的問題，為實現(xiàn)“錨樁法”在抗壓試驗中的廣泛應用提供了技術(shù)支持。(5)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單、實用性強，對試驗場地要求低，可適用于各種地質(zhì)條件、場地狹窄的試驗場合中，打破了 “堆載法”應用于試驗場地的局限性。


下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖1是本發(fā)明試驗連接裝置的夾具的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明試驗連接裝置夾持管樁的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明實施例2的俯視示意圖；圖5是圖4的A向視圖；圖6是本發(fā)明實施例2中試驗管樁、錨樁與主梁、次梁布置俯視示意圖。
具體實施例方式實施例1如圖1 3所示，是本發(fā)明一種管樁豎向靜載試驗連接裝置，它主要由豎向的連接桿與用于夾持管樁樁頭的夾具2組成，連接桿I的下端連接在夾具2上，連接桿的上端用于連接在位于管樁上方的加載反力裝置上，在抗拔試驗中管樁即為試驗管樁3，通過夾具2與試驗管樁3之間的摩擦作用力將上拔力傳遞至試驗管樁3。連接桿與夾具2、加載反力裝置4均通過可拆卸式連接結(jié)構(gòu)相連?？刹鹦妒竭B接結(jié)構(gòu)為螺紋連接結(jié)構(gòu)，連接桿采用螺桿1，夾具2主要由緊密適配套裝在試驗管樁上的筒形卡頭和設于卡頭外壁上的耳板22組成，螺桿與夾具之間的螺紋連接結(jié)構(gòu)包括開設在耳板22上的螺孔和位于螺桿下端的螺紋，螺桿的下端穿過螺孔后由螺母固定形成連接螺栓80。在本實施例中，筒形卡頭由兩個半筒體21、23對接而成，在兩個半筒體的對接面上分別具有外伸的側(cè)翼24，側(cè)翼24為板體且沿半筒體的長度方向延伸，側(cè)翼24的板面上開有相對應的螺孔用于供螺栓穿過后由螺母固定形成樁夾螺栓25。筒形卡頭的內(nèi)徑與試驗管樁外徑相同，以保證試驗管樁與筒形卡頭的緊密接觸，樁夾螺栓25在連接兩個半筒體時，會在二者的接觸面上形成摩擦力，以此來平衡螺桿對夾具施加的上拔力，并將上拔力傳至試驗管樁的樁頭。一種使用上述管樁豎向靜載試驗連接裝置的試驗系統(tǒng)，包括上述管樁豎向靜載試驗連接裝置和加載反力裝置4 ;在抗拔試驗中，試驗連接裝置連接試驗管樁3與加載反力裝置4而將上拔力傳遞至試驗管樁3。在本實施例中，加載反力裝置包括支墩、主梁5、加載塊6及短梁7，頂升裝置采用千斤頂8，主梁5橫跨在試驗管樁3的上方且其兩端位于支墩上，主梁5上用于放置千斤頂8且使其處于試驗管樁3的正上方，加載塊6及短梁7自下而上依次疊加于千斤頂8的頂面上，短梁7的兩端分別伸出加載塊6成為短梁7的伸出端，短梁7的伸出端與試驗連接裝置相連以實現(xiàn)加 載反力裝置與試驗管樁的連接。在某工程中，工程地質(zhì)概況工程地質(zhì)主要由素填土、粉砂、粉土、全風化泥巖、強風化泥巖、中風化泥巖等組成?；A(chǔ)采用樁徑Φ500的預應力混凝土管樁，設計樁長為9 47米，單樁抗拔承載力設計值為350kN，最大試驗荷載是單樁抗拔承載力設計值的兩倍，即為700kN，試驗管樁的樁長為38米。采用上述試驗系統(tǒng)進行抗拔試驗，該方法具體包括以下步驟⑴以最大試驗荷載的1. 2倍對試驗管樁的抗拔力進行驗算，根據(jù)驗算結(jié)果選擇試驗連接裝置，即選擇連接螺栓和樁夾螺栓；此時，本發(fā)明試驗連接裝置的最大試驗荷載為700kN，對樁夾螺栓與連接螺栓進行承載力的驗算，選取8. 8級M36X320的樁夾螺栓和8. 8級M39X3000的連接螺栓；⑵將夾具緊密適配套裝在試驗管樁的樁頭上；兩個半筒體通過八個樁夾螺栓25錨固連接成圓形夾具，以提供足夠的錨固力將樁頭夾緊，在扭矩扳手儀控制下夾緊試驗管樁的樁頭，夾具直徑為500mm，高度為450mm，質(zhì)量為O. 45t，每個樁夾螺栓的夾緊扭矩為1764N · m ；⑶加載反力裝置采用天然地基提供支座反力，即作為支墩，在支墩上吊裝主梁，使其橫跨安裝在試驗管樁的上方，試驗時用油壓千斤頂分級加載，千斤頂放置在主梁上，且位于試驗管樁的正上方；⑷在千斤頂?shù)捻斆嫔戏胖眉虞d塊，再在加載塊上并排放置兩根短梁，短梁的兩端伸出加載塊成為短梁的伸出端，短梁的伸出端位于耳板的正上方；(5)使用螺桿連接夾具和短梁的伸出端并將其固定，具體是在圓形夾具的耳板中插入四根螺桿，通過四根螺桿將夾具與加載反力裝置的兩根短梁的伸出端連接，用螺栓錨固形成連接螺栓，試驗系統(tǒng)安裝完成；每個連接螺栓的夾緊扭矩為2156N · m ;此時，主梁的中心、千斤頂?shù)捻斆嬷行?、加載塊的中心和試驗管樁的中軸線均位于同一直線上，以保證螺桿受到均勻的上拔力，使得試驗數(shù)據(jù)更為精確；(6)操作千斤頂，試驗連接裝置均勻受到上拔力并傳力至試驗管樁，使試驗管樁承受試驗所要求的最大試驗荷載。實施例2如圖4 6所示，本實施例與實施例1的不同之處在于管樁豎向靜載試驗連接裝置適用于抗壓試驗，本實施例試驗系統(tǒng)的試驗連接裝置連接錨樁與加載反力裝置以提供反力均衡作用于試驗管樁，管樁包括試驗管樁10和至少兩對對稱位于試驗管樁10周邊的錨樁11。加載反力裝置包括主梁5、次梁20、加載塊60及短梁7，試驗管樁10的頂面上用于放置千斤頂8，主梁5橫跨于試驗管樁10的上方并壓在千斤頂8上，次梁20以垂直于主梁5的方向使其位于錨樁11的正上方，而次梁20中部則壓于主梁5上，短梁7通過加載塊60置于次梁20上，短梁7的兩端分別伸出次梁20成為短梁7的伸出端，短梁7的伸出端與試驗連接裝置相連以實現(xiàn)加載反力裝置與錨樁的連接。在某工程中，工程地質(zhì)概況主要由填土、淤泥、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土、粉細砂、殘積砂土、強風化泥巖、中風化泥巖、微風化泥巖等組成；基礎(chǔ)采用樁徑Φ500的預應力管樁，設計樁長為7 20米，單樁抗壓承載力設計值為2000kN，最大試驗荷載為4000kN，試驗管樁的樁長為15米。由于樁側(cè)土多為淤泥，下部為強風化泥巖，且試驗場地是狹窄基坑，無法進行堆載法單樁抗壓靜載試驗。上述試驗系統(tǒng)進行抗壓試驗，具體包括以下步驟⑴以最大試驗荷載的1. 2倍，根據(jù)施工場地條件選取錨樁，確定每根錨樁的設計抗拔力，并對錨樁的抗拔力進行驗算，在本實施例中，利用試驗管樁周圍對稱分布的12根400mm樁徑工程樁作為錨樁11，主梁將試驗管樁10周圍的錨樁11分為對稱的三排錨樁，每排包括四個錨樁，每根次梁20布置于相同排的錨樁11上方。以最大試驗荷載的1. 2倍對錨樁11的抗拔力進行驗算，最大試驗荷載的1. 2倍為4800kN，則每根錨樁11的設計抗拔力為400kN。錨樁11入土深度為20米左右，而強風化泥巖在16m深度處，錨樁入強風化泥巖約4m。依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94-2008)，若僅計強風化泥巖段側(cè)阻力，則錨樁抗拔極限承載力標準值為Tuk = Σ λ AsikU山=O. 5X160X X0. 4X4 = 402kN > 400kN，滿足要求。以 試驗連接裝置最大試驗荷載SOOkN (錨樁設計抗拔力的2倍)對樁夾螺栓和連接螺栓進行承載力的驗算，根據(jù)驗算結(jié)果選擇試驗連接裝置，即選取8. 8級M36X320的樁夾螺栓和8. 8級M39 X 3000的連接螺栓，每個樁夾螺栓的夾緊扭矩為1764N -m,每個連接螺栓的夾緊扭矩為2156N · m。⑵將夾具緊密適配套裝在錨樁的樁頭上，兩個半筒體通過八個樁夾螺栓連接成圓形的夾具，具體是通過八個樁夾螺栓錨固，以提供足夠的錨固力將樁頭夾緊；在扭矩扳手儀控制下夾緊錨樁的樁頭，夾具直徑為400mm，高度為450mm，質(zhì)量為O. 3t ；⑶將千斤頂放置在試驗管樁的樁頭頂面上；⑷參見圖4，在試驗管樁周邊設置基準樁40、基準梁70，基準樁40與基準梁70用于測試試驗管樁在試驗過程中發(fā)生的位移；吊裝主梁，主梁橫跨安裝在試驗管樁的上方并壓在千斤頂上，以垂直于主梁方向?qū)⑷瘟悍胖迷谥髁荷希⑹瑰^樁位于次梁的正下方，錨樁、試驗管樁與主梁、次梁布置參見圖6 ；(5)在次梁的兩端及中部上放置加載塊60，在加載塊60上并排放置兩根短梁，短梁的兩端伸出加載塊作為短梁的伸出端，短梁的伸出端位于耳板的正上方；在其它實施方式中，根據(jù)試驗場地的具體情況，可在千斤頂與主梁之間加設加載塊，以使主梁位于同一水平面上。(6)使用螺桿連接夾具和短梁的伸出端并將其固定；具體是在圓形夾具中插入四根螺桿，通過這四根螺桿將夾具與加載反力裝置的兩根短梁的伸出端連接，采用螺栓錨固構(gòu)成連接螺栓，實現(xiàn)夾具與加載反力裝置的連接，所有錨樁均連接試驗連接裝置，構(gòu)成反力架，試驗系統(tǒng)安裝完成；此時，千斤頂?shù)捻斆嬷行摹⒅髁旱闹行暮驮囼灩軜兜闹休S線在同一直線上，以保證錨樁上的試驗連接裝置受到均勻的上拔力，進而被連接的錨樁構(gòu)成的反力架提供均勻的反力均衡作用于試驗管樁的樁身，使得試驗數(shù)據(jù)更為精確；(7)操作千斤頂，反力架受力頂起，試驗連接裝置均勻受到上拔力，錨樁提供反力并均衡作用于試驗管樁，進而在千斤頂?shù)淖饔孟?，使試驗管樁承受試驗所要求的最大試驗荷載。在錨樁法抗壓試驗中，以最大試驗荷載的1. 2倍，依場地條件選取適當數(shù)量的工程樁作為錨樁進行試驗，確定錨樁設計抗拔力，并對錨樁抗拔力(地基土、樁的接頭)進行驗算；采用工程樁作為錨樁時，錨樁數(shù)量不應少于4根，并監(jiān)測錨樁上拔量，錨樁以試驗管樁為中心呈對稱分布，以便能夠構(gòu)成受力均衡的反力架，關(guān)于錨樁數(shù)量及分布位置的確定可以先通過經(jīng)驗評估選定錨樁，再根據(jù)最大試驗荷載的1. 2倍對錨樁的抗拔力進行驗算，直至驗算結(jié)果滿足要求，最終確定錨樁的數(shù)量。本發(fā)明的實施方式不限于此，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種管樁豎向靜載試驗連接裝置，其特征在于它主要由豎向的連接桿與用于夾持管樁樁頭的夾具組成，所述連接桿的下端連接在所述夾具上，所述連接桿的上端用于連接在位于管樁上方的加載反力裝置上，在抗拔試驗中所述管樁即為試驗管樁，通過夾具與試驗管樁之間的摩擦作用力將上拔力傳遞至試驗管樁，或者在抗壓試驗中所述管樁包括試驗管樁和至少兩對對稱位于試驗管樁周邊的錨樁，通過夾具與錨樁之間的摩擦作用力提供反力均衡作用于試驗管樁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管樁豎向靜載試驗連接裝置，其特征在于所述連接桿與所述夾具、加載反力裝置均通過可拆卸式連接結(jié)構(gòu)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管樁豎向靜載試驗連接裝置，其特征在于所述可拆卸式連接結(jié)構(gòu)為螺紋連接結(jié)構(gòu)，所述夾具主要由緊密適配套裝在管樁樁頭上的筒形卡頭和設于卡頭外壁上的耳板組成，所述連接桿與夾具之間的螺紋連接結(jié)構(gòu)包括開設在所述耳板上的螺孔和設于所述連接桿下端的螺紋，所述連接桿的下端穿過所述螺孔后由螺母固定形成連接螺栓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管樁豎向靜載試驗連接裝置，其特征在于所述筒形卡頭由兩個半筒體對接而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管樁豎向靜載試驗連接裝置，其特征在于在所述兩個半筒體的對接面上分別具有外伸的側(cè)翼，所述側(cè)翼為板體且沿所述半筒體的長度方向延伸，所述側(cè)翼的板面上開有相對應的螺孔用于供螺栓穿過后由螺母固定形成樁夾螺栓。
6.一種使用權(quán)利要求1所述管樁豎向靜載試驗連接裝置的試驗系統(tǒng)，其特征在于包括所述管樁豎向靜載試驗連接裝置和加載反力裝置；在抗拔試驗中，所述試驗連接裝置連接試驗管樁與加載反力裝置而將上拔力傳遞至試驗管樁；或者在抗壓試驗中，所述試驗連接裝置連接加載反力裝置與至少兩對對稱分布在試驗管樁周邊的錨樁以提供反力均衡作用于試驗管樁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于用于抗拔試驗中的加載反力裝置包括支墩、主梁、加載塊及短梁，所述主梁橫跨在所述試驗管樁的上方且其兩端位于所述支墩上，所述主梁上用于放置頂升裝置且使其處于試驗管樁的正上方，所述加載塊及短梁自下而上依次疊加于所述頂升裝置的頂面上，所述短梁的兩端分別伸出加載塊成為短梁的伸出端，所述短梁的伸出端與所述試驗連接裝置相連以實現(xiàn)加載反力裝置與試驗管樁的連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的試驗系統(tǒng)，其特征在于用于抗壓試驗中的加載反力裝置包括主梁、次梁及短梁，所述試驗管樁的頂面上用于放置頂升裝置，所述主梁橫跨于所述試驗管樁的上方并壓在頂升裝置上，所述次梁以垂直于主梁的方向至少使其兩端位于所述錨樁的正上方，而次梁中部則壓于主梁上，所述短梁置于所述次梁上，所述短梁的兩端分別伸出次梁成為短梁的伸出端，所述短梁的伸出端與所述試驗連接裝置相連以實現(xiàn)加載反力裝置與錨樁的連接。
9.一種權(quán)利要求7所述試驗系統(tǒng)的試驗方法，其特征在于包括以下步驟 ⑴以最大試驗荷載的1. 2倍對試驗管樁的抗拔力進行驗算，根據(jù)驗算結(jié)果選擇試驗連接裝置； ⑵將試驗連接裝置的夾具緊密適配套裝在試驗管樁的樁頭上； ⑶吊裝主梁，使其橫跨安裝在試驗管樁的上方，將頂升裝置放置在主梁上，且位于試驗管樁的正上方； ⑷在頂升裝置的頂面上放置加載塊，再在加載塊上放置短梁； (5)使用試驗連接裝置的連接桿連接夾具和短梁的伸出端并將其固定，試驗系統(tǒng)安裝完成； (6)操作頂升裝置，所述試驗連接裝置均勻受到上拔力并傳力至試驗管樁，使試驗管樁承受試驗所要求的最大試驗荷載。
10.一種權(quán)利要求8所述試驗系統(tǒng)的試驗方法，其特征在于包括以下步驟 ⑴以最大試驗荷載的1. 2倍，根據(jù)施工場地條件選取錨樁，確定每根錨樁的設計抗拔力，并對錨樁的抗拔力進行驗算，根據(jù)驗算結(jié)果選擇試驗連接裝置； ⑵將試驗連接裝置的夾具緊密適配套裝在錨樁的樁頭上； ⑶將頂升裝置放置在試驗管樁的頂面上； ⑷吊裝主梁，使其橫跨安裝在試驗管樁的上方并壓在頂升裝置上，以垂直于主梁方向?qū)⒋瘟悍胖迷谥髁荷?，并使錨樁至少位于次梁兩端的正下方； (5)至少在次梁的兩端上放置短梁； (6)使用試驗連接裝置的連接桿連接夾具和短梁的伸出端并將其固定，構(gòu)成反力架，試驗系統(tǒng)安裝完成； ⑴操作頂升裝置，反力架受力頂起，試驗連接裝置均勻受到上拔力，錨樁提供反力并均衡作用于試驗管樁，使試驗管樁承受試驗所要求的最大試驗荷載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種管樁豎向靜載試驗連接裝置，它主要由豎向的連接桿與用于夾持管樁樁頭的夾具組成，所述連接桿的下端連接在所述夾具上，所述連接桿的上端用于連接在位于管樁上方的加載反力裝置上，在抗拔試驗中所述管樁即為試驗管樁，通過夾具與試驗管樁之間的摩擦作用力將上拔力傳遞至試驗管樁，或者在抗壓試驗中所述管樁包括試驗管樁和至少兩對對稱位于試驗管樁周邊的錨樁，通過夾具與錨樁之間的摩擦作用力提供反力均衡作用于試驗管樁；還公開了使用上述連接裝置的試驗系統(tǒng)及方法。本發(fā)明適用于抗拔試驗及抗壓試驗，通用性強；安裝便捷、成本低、安全性高，解決了傳統(tǒng)連接方法中存在的各種問題，為實現(xiàn)錨樁法在抗壓試驗中廣泛應用提供了技術(shù)支持。
文檔編號E02D33/00GK103031860SQ20121054532
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者李廣平, 楊眉, 徐天平, 吳偉衡, 廖志發(fā), 李超華, 何瑋山, 謝永橋, 毛良基, 龐忠華, 戴思南 申請人:廣東省建筑科學研究院