土木工程用竖向抗压静载试验大型基桩地面压重堆载方法技术

本发明专利技术涉及一种土木工程基桩检测时涉及到竖向抗压静载试验压重反力使用的土木工程用竖向抗压静载试验大型基桩地面压重堆载方法。该方法按照以下步骤进行：a、搭建压重平台支墩；b、在压重平台上吊装压重堆载空心罐柱；第一根压重堆载空心罐柱与试验桩轴心线重合；围绕第一根压重堆载空心罐柱吊装其他压重堆载空心罐柱并填满整个平台；吊装压重堆载空心罐柱时，相邻压重堆载空心罐柱之间通过固定件固定连接；c、向第一根压重堆载空心罐柱中吊装吨袋或加注清水；围绕第一根压重堆载空心罐柱，依次向相邻压重堆载空心罐柱中吊装散体吨袋或加注清水；d、启动压重平台主梁与试验桩之间的液压千斤顶对试验桩进行检测。

【技术实现步骤摘要】
土木工程用竖向抗压静载试验大型基桩地面压重堆载方法
本专利技术涉及一种土木工程基桩检测时涉及到竖向抗压静载试验压重反力使用的竖向抗压静载试验大型基桩人工地面压重堆载方法。
技术介绍
目前竖向抗压静载试验压重反力主要来自1、锚拉桩、锚杆；2、人工堆载；3、利用试验桩自身的摩阻力(自平衡荷载箱)。但由于场地条件限制，锚拉桩或锚杆不能施工，自平衡荷载箱也由于桩身摩阻力远远小于端承力等原因，使用也受限制。人工地面压重堆载基本上不受场地条件和桩身自身摩阻力和端承力比例的影响，在竖向抗压静载试验中广泛采用，下面重点讲述压重堆载。目前压重堆载方式有砂、石、土、水袋和砂、石、土、水箱，金属材料，混凝土预制件，条石块石等。这些堆载方式对地基和基桩础的承载力试验起了重要作用。但随着我国制造业水平的快速进步，地基和桩基础施工机械水平的迅速提高，特别是大型机械的涌现，加之土木工程物高大化，两者都要求地基和桩基承载力大大提高。目前的大吨位承载力检测难度大，费用高，一些单桩承载力多数达几百吨，上千吨。上千吨的承载力的检测实施很少，但单桩承载力很大的工程，往往又是重要的工程，这为重要工程埋下安全隐患，也不利于国家大型桩基技术的提高。现行检测规范JGJ106-2003《土木工程基桩检测技术规范》3.3.7条规定：“对于端承型大直径灌注桩，当设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时，可采用钻芯法测定…”从根本上说钻芯法测定承载力是推测承载力而不是检测承载力，是国内检测技术现状造成的国家规范无可奈何的规定条款。对于端承型大直径灌注桩为什么会设备无法检测单桩竖向抗压承载力的情况呢？从本质上说，检测设备问题并非是真正设备问题而是压重反力问题，反力太大，实施大反力的难度就太大，危险性太大，成本太高。如果有足够大的压重反力，检测设备(检测平台千斤顶油泵等)足以能够胜任。所谓现场条件限制就是说无法进行锚桩(杆)施工。如果能进行锚(杆)施工，检测设备也足以能够胜任。当然也有个别场地狭小而无法进行大型压重堆载的项目。归根到底是压重堆载反力的发展大大落后于国家土木工程的发展和大型基桩施工技术的发展。现在压重堆载反力的大型化上不去，不但对大型工程项目的安全埋入隐患，而且对国家大型岩土工程技术的发展起到了严重制约作用。压重堆载法能适应多种情况，适应性最广，使用最多。为了大大降低堆载成本，压重反力装置很少考虑采用运输量庞大的预制金属材料和预制混凝土块，更多的是考虑施工现场的现成材料如泥土，砂、石料或水等，现场有钢筋也可用于压重堆载。目前压重堆载主要问题是，所有堆载都是属于散体堆载，其特点在于：1、堆载物间没有有效连接，堆不高，即使堆高了稳定性也差，不安全，无法检测。2、因其安全性，堆载重量上不去。3、上面的堆载物压下面的堆载物，堆在下面的堆载物要承受来自上面堆载物的巨大的重量，对下面堆载物承受压力的能力要求很高。4、若下面的堆载物是泥土，砂石、块石或是水箱(袋)等，堆高时，堆载物要横向运动，危险性增大。若是金属材料或混凝土预制件堆载可以实现较大吨位，国内大吨位(1000吨以上)基桩检测压重堆载基本上都是这两种堆载材料实施的。但金属材料或混凝土预制件也有很大缺点，就是运输量太大，而且是来回往复运输，运输时基本是大吨位车辆，且满载运输，对运输车辆损害大，对公路、桥梁造成很大负担甚至是伤害，同时吊装工作量也很大，运输费吊装费很高。施工现场运输对施工便道要求也很高，加固施工便道很费时费力。水箱堆载可大大减少运输量和吊装工作量，但堆载高度不够高，而且上面水箱压下面水箱，下面水箱承重要求高，必然会在水箱中增加承重支撑，水箱成本也相应提高，最底层水箱承重最大成本更高、结构更复杂。为了减小水箱成本，需对水箱进行分层制造，但水箱分层后堆载时又不方便，需要区分堆放，不能将承重要求低的水箱堆载到底层。其次，水箱长度很长，水的侧压力对水箱侧壁相当不利，往往需要内拉加固，或加厚水箱壁厚度，可实施的吨位也不大，一般在1000吨左右。因此，现有土木工程基桩检测时涉及到竖向抗压静载试验压重反力使用的压重堆载方法存在技术空白。急需提供一种安全、经济、快捷且能实现1000吨以上大吨位的压重堆载方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种安全、经济、快捷且能实现1000吨以上大吨位的土木工程用竖向抗压静载试验大型基桩地面压重堆载方法。本专利技术的基本构思是：针对目前竖向抗压静载检测现状，采用一种安全、经济、快捷且能实现大吨位(1000吨以上)压重堆载的设备和方法，对国家岩土技术经济的发展具有十分重大意义。本专利技术中所述压重堆载空心罐柱，以下也简称罐柱或压重罐柱。本专利技术中所述压重堆载平台，以下也简称压重平台。设计原则：压重堆载是利用施工现场材料如土、水、砂、石等实施压重堆载，若平台正下方有非检测桩，就利用桩的抗拔力，从而减小压重堆载成本，增加压重吨位。罐柱能方便运输，其外形尺寸需满足运输相关要求。其装置是采用罐柱状金属外壳，里面可装散体材料吨袋或水，根本上改变土箱、土袋和水箱，上下相互挤压，受力条件差，很难堆高的弱点。罐柱顶罐壁吊耳用螺栓相互连接，罐柱底端与平台顶钢板用螺栓相互连接，全部罐柱构成整体，增加整体稳定性。罐柱底端加底座，小吨位可不加底座。设计条件：大吨位基桩承载力检测，平台荷重大，为了增加平台承载力，平台面积需增大，平台梁也增高。如1000吨主梁次梁高度之和按2米计，加上千斤顶高度、适当工作间隙和千斤垫板厚度，其总高可达3米左右。也就是说，压重堆载平台高3米，在3米高平台上进行压重堆载，重心高，平台支墩达3米高，平台的稳定性也降低，加之压重堆载体呈散体状，压重堆载重量大大受限。设计方法：1、支墩。针对大型基桩承载力检测特点，对于压重堆载平台以下3米左右的空间，采用吊式罐柱法：即用罐柱装满石子、中粗砂等压缩性较低的散体材料，作为压重堆载平台的支墩，罐柱主要起到柱子承受竖向受压作用，罐柱上面用吊耳与平台矮梁相连，检测荷载加级时支墩罐柱的自重通过堆载平台梁加到桩上，从而节省了宝贵的3米高压重的堆载空间，也降低了压重堆载平台的整体重心高度。若按长度17.5米计算平台梁长度，压缩性较低的散体材料密度1.5吨/立方米，则3米高支墩的自重可达1200吨。也就是说，传统压重堆载法没有开始堆载，本堆载方法就已经有1200吨的堆载了。换句话说，传统压重堆载法浪费了1200吨有效压重。如果压重平台以下自然地基土还可挖除，支墩罐柱还可下埋，支墩罐柱还可加长，压重还可增加。如果压重平台以下为软土或是水域，可在支墩罐柱下端加上无底加长罐柱，打入地基土中，利用加长罐柱在土中的侧摩阻力支撑平台，被检测桩加载试验时其支撑平台的侧摩阻力又成为抗拔力，增加平台有效压重。如果罐柱底下地面有非检测桩，则采用筛底罐柱或无底罐柱，桩身钢筋穿过筛底与罐柱壁和平台梁连接，又可以增加压重反力。罐柱与反力桩连接后合力点必须与被检测桩中心重合。必要时支墩罐柱也可装混凝土。支墩罐柱：罐柱高度一般2-4米，直径1.0-2.5米。共分8种：边罐柱、一般罐柱、筛孔罐柱、中线罐柱、中心罐柱和无底罐柱及无底加长罐柱(上加长罐柱/下加长罐柱)，如果平台下地基为软土，或在水上检测，无法直接压重堆载，可采用下加长无底罐柱。边罐柱壁厚10毫米，方形；一般本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土木工程用竖向抗压静载试验大型基桩地面压重堆载方法，其特征是按照以下步骤进行：a、搭建压重平台支墩，并确定压重平台、平台支墩、主梁与试验桩之间的垂直距离，确保把检测千斤顶、主梁、高次梁、矮次梁及平台顶底板钢板等设备安装到准确空间位置，其中包括平面位置及标高；b、在步骤a的压重平台上吊装压重堆载空心罐柱，其底座下的液压支腿QFB非标千斤顶穿过平台顶层钢支撑在平台底层钢板上或矮次梁上的连接梁上；第一根压重堆载空心罐柱与试验桩轴心线重合；围绕第一根压重堆载空心罐柱吊装其他压重堆载空心罐柱并填满整个平台，总之填满整个平台后罐柱群的合力点必须与被检测桩的桩中心重合；吊装压重堆载空心罐柱时，相邻压重堆载空心罐柱之间通过固定件横向固定连接；c、完成步骤b后，向第一根压重堆载空心罐柱中吊装散体吨袋或加注清水；围绕第一根压重堆载空心罐柱，依次向相邻压重堆载空心罐柱中吊装吨袋或加注清水；并在这个过程中通过压重堆载空心罐柱底部的液压千斤顶调整压重堆载空心罐柱始终保持垂直于压重平台；罐柱群的合力点始终与被检测桩中心重合；d、完成步骤c后，打开压重罐柱支腿千斤顶回油管路截止阀，压重罐柱压重加到压重平台顶层钢板上，接着启动压重平台主梁与试验桩之间的液压千斤顶对试验桩进行加载检测，加载过程按现行规范进行操作；e、循环c和d步骤直到平台以上压重罐柱的可加载压重加完为止，可加载量为平台以上压重罐柱总重的83.33％；f、加完平台以上压重罐柱的可加载压重后，检测千斤顶要加下一级荷载时，开启矮次梁下主梁上的千斤顶，把支墩罐柱的压重加到主梁上，接着检测千斤顶加载下一级荷载，按规范加载规定到终止加载；g、试验终止加载后，进行卸载，按规范要求分5次遂级卸完；先卸支墩罐桩压重，再卸平台以上压重罐柱压重；卸完平台上压重罐柱的一级荷载后，卸平台以上压重罐柱的二级荷载时，将平台以上第一级卸载量相应的压重罐柱千斤顶升起，压重罐柱离开压重平台其压重加到支墩罐柱上，即可从压重平台卸掉，也即从支墩罐柱上搬运走1个级卸载荷载相应压重罐柱的压重；重复该操作过程直到卸载为零；完成1根试验桩的全部检测过程；加载过程中若有压重罐柱倾斜，则开启调平千斤顶扶正压重罐柱。...

【技术特征摘要】
1.一种土木工程用竖向抗压静载试验大型基桩地面压重堆载方法，其特征是按照以下步骤进行：a、搭建压重平台支墩，并确定压重平台、平台支墩、主梁与试验桩之间的垂直距离，确保把检测千斤顶、主梁、高次梁、矮次梁及平台顶底板钢板等设备安装到准确空间位置，其中包括平面位置及标高；b、在步骤a的压重平台上吊装压重堆载空心罐柱，其底座下的液压支腿QFB非标千斤顶穿过平台顶层钢支撑在平台底层钢板上或矮次梁上的连接梁上；第一根压重堆载空心罐柱与试验桩轴心线重合；围绕第一根压重堆载空心罐柱吊装其他压重堆载空心罐柱并填满整个平台，总之填满整个平台后罐柱群的合力点必须与被检测桩的桩中心重合；吊装压重堆载空心罐柱时，相邻压重堆载空心罐柱之间通过固定件横向固定连接；c、完成步骤b后，向第一根压重堆载空心罐柱中吊装散体吨袋或加注清水；围绕第一根压重堆载空心罐柱，依次向相邻压重堆载空心罐柱中吊装吨袋或加注清水；并在这个过程中通过压重堆载空心罐柱底部的液压千斤顶调整压重堆载空心罐柱始终保持垂直于压重平台；罐柱群的合力点始终与被检测桩中心重合；d、完成步骤c后，打开压重罐柱支腿千斤顶回油管路截止阀，压重罐柱压重加到压重平台顶层钢板上，接着启动压重平台主梁与试验桩之间的液压千斤顶对试验桩进行加载检测，加载过程按现行规范进行操作；e、循环c和d步骤直到平台以上压重罐柱的可加载压重加完为止，可加载量为平台以上压重罐柱总重的83.33％；f、加完平台以上压重罐柱的可加载压重后，检测千斤顶要加下一级荷载时，开启矮次梁下主梁上的千斤顶，把支墩罐柱的压重加到主梁上，接着检测千斤顶加载下一级荷载，按规范加载规定到终止加载；g、试验终止加载后，进行卸载，按规范要求分5次遂级卸完；先卸支墩罐桩压重，再卸平台以上压重罐柱压重；卸完平台上压重罐柱的一级荷载后，卸平台以上压重罐柱的二级荷载时，将平台以上第一级卸载量相应的压重罐柱千斤顶升起，压重罐柱离开压重平台其压重加到支墩罐柱上，即可从压重平台卸掉，也即从支墩罐柱上搬运走1个级卸载荷载相应压重罐柱的压重；重复该操作过程直到卸载为零；完成1根试验桩的全部检测过程；加载过程中若有压重罐柱倾斜，则开启调平千斤顶扶正压重罐柱。2.如权利要求1所述的土木工程用竖向抗压静载试验大型基桩地面压重堆载方法，其特征是所述步骤a中压重平台的制作过程为，将支墩罐柱装满散体料后振实找平，散体须高出支墩罐柱和主梁100毫米，后铺钢板，平台底层钢板与主梁之间断开，不能有力的传递路线，钢板厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宗毅，
申请(专利权)人：张宗毅，
类型：发明
国别省市：四川,51