一种小型桩基础静荷载检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种小型桩基础静荷载检测装置及其检测方法，包括框架，基桩，沉降量测量模块，根据沉降量测量模块所测的距离信息确定加载情况的重物加载模块，微处理器；重物加载模块位于框架的一侧，沉降量测量模块位于框架的另一侧，基桩连接在重物加载模块和沉降量测量模块之间；其中微处理器发出指令对重物加载模块的加载情况进行控制，沉降量测量模块采用超声波测距，微处理器根据渡越时间法测距，本发明专利技术实现了静载实验检测单桩竖向抗压极限承载力的小型化，简易化，控制系统成本低廉，控制简单，能够缩短工期，降低工程造价，很好的满足对桩基础检测的工程需求。

【技术实现步骤摘要】
一种小型桩基础静荷载检测装置及其检测方法
本专利技术涉及一种工程用实验装置，具体涉及一种桩基础静荷载检测装置。
技术介绍
近些年来，我国各项事业飞速发展，现代化建设事业如火如荼。在一些基础工程的建设上，如高层建筑的建设、核电站、大型桥梁、海上货物平台和码头港口，都用到桩基础技术建设，可以说桩基础工程是我国建设事业中不可或缺的组成部分。这些桩基础结构一般位于地下或水下，人们往往不能观察到它是否存在质量问题。但是，桩基础结构的稳定性却决定着整个工程的后续建设和安全性问题。因此，对基桩进行大量的试验和检测，都是极其有必要的。在工程桩基础发展的过程中，针对桩基础的质量等问题，形成了四种比较成熟的检测方法：静载法、低应变法和高应变法、声波透射法、钻孔取芯法。其中静载法是目前世界上普遍用来确定桩基础各种极限承载力的方法，是一种比较成熟的检测方法。静载试验(StaticLoadTesting)，即于基桩顶端逐级施加水平推力、竖向上拔力或竖向压力，检测和记录基桩顶端随时间产生的水平位移、上拔位移或沉降，据此确定相应的单桩水平承载力、竖向抗拔承载力或竖向抗压承载力的测试方法。在静载实验的检测中，经常用到的是慢速维持荷载法，就是指分层加载，在加载的过程中，当每级加载完毕并达到相对稳定时，再启动下一级的加载，每级加载过程中，在达到稳定前，刚开始每隔5、10、15min就要测量桩基础的沉降量并记录，之后15min测量一次，达到1小时以后每隔30min测量一下，等到基桩承载力达到所需要的1.5或2倍时，停止加载，开始分级卸载，直到为0；如果要加快检验速度，可使用快速维持荷载法。目前世界上采用静载实验检测单桩竖向抗压极限承载力时，为了受力均匀，作用于桩顶部的荷载往往由反力装置提供，这就需要在桩顶部搭建承重平台或反力架，利用千斤顶将反力架顶起，进而为基桩提供反作用力，将位移传感器置于基桩顶部测量沉降量，通过单片机将千斤顶和位移传感器统一管理，达到重物加载和数据测量的智能化。这种方法虽然利用单片机代替了人工控制，但是搭建承重平台还是需要大量的工程建设，况且遇到地势问题搭建平台还比较困难。随着社会主义现代化建设的发展，工程建设也需要一些小型的、有创新性的检测装置，在工程建设方面提供便捷的检测，因此一种更加简易更加智能的桩基础静荷载检测仪是相当符合现代工程建设发展的需求。目前的静载实验检测单桩竖向抗压极限承载力需要搭建承重平台，工程建设量较大、不易于移动且容易受到地势因素的限制，不能够满足桩基础检测的工程需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种桩基础静荷载检测仪，其成本低廉、更加简易方便、省去搭建平台这一步，缩短了工期，降低工程造价，符合现代工程建设的工程需求，具有良好的社会效益、经济效益，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种应用于上述桩基础静荷载检测仪的检测方法，该控制系统成本低廉，控制简单。为实现上述目的，本专利技术的一种实时方式的桩基础静荷载检测仪包括由铝型材拼接而成的框架、位于框架的一侧的重物加载模块、基桩、位于框架的另一侧的沉降量测量模块，基桩连接在重物加载模块和沉降量测量模块之间，重物加载模块根据沉降量测量模块所测的距离信息确定加载情况。作为本专利技术的进一步改进，所述重物加载模块包括步进电机，丝杆，给力推板和弹簧一，所述步进电机通过所述弹簧一与所述基桩连接以向所述基桩施加均匀的作用力；所述沉降量测量模块包括超声波挡板，弹簧二和超声波模块，所述基桩通过所述超声波挡板与所述弹簧二连接。作为本专利技术的进一步改进，提供电机驱动器与所述步进电机连接；所述步进电机为开环控制电机。作为本专利技术的进一步改进，检测装置还包括微处理器，所述微处理器设有I/O端口，所述步进电机驱动器的接收脉冲和控制方向引脚分别与所述I/O端口连接；所述步进电机驱动器根据所述微处理器发送的电脉冲信号的转速和脉冲数分别确定所述步进电机的转速，转动的距离，根据方向控制信号确定所述步进电机的转向，其中方向控制信号为内部绕组通电方向。作为本专利技术的进一步改进，还包括电源模块，用于界面显示和命令输入的串口屏，以及用于提醒和报警的蜂鸣器；所述电源模块为所述电机驱动器，超声波传感器，串口屏和微处理器供电；微处理器与所述电机驱动器，蜂鸣器，串口屏和超声波测距模块连接以对其进行控制。本专利技术还提出上述检测装置的检测方法，其包括：重物加载模块向基桩施加均匀的作用力；基桩作用于沉降量测量模块；沉降量测量模块进行测量，并记录测量结果；根据测量结果判断重物加载模块是否继续加载。上述检测装置的检测方法进一步改进为：上述重物加载模块向基桩施加均匀的作用力的具体步骤包括：重物加载模块启动后，先对与其连接的微处理器内预先编写的定时器中断函数、延时函数等参数进行初始化，微处理器判断是否接收到脉冲信号，若是，则输出特定频率的PWM信号，所述步进电机驱动器根据接收到的PWM信号驱动步进电机运转。上述检测装置的检测方法进一步改进为：上述沉降量测量模块进行测量的步骤包括：初始化对传感器引脚设置和微处理器的抵达定时器参数设置，然后微处理器向传感器的控制端发送触发电平信号，传感器的控制端在接收到所述触发电平信号后，所述超声波模块发出超声波并等待超声波回来，定时器启动计时，记录触发电平信号即高电平时间，直到微处理器输入低电平时关闭定时器，微处理器计算基桩的沉降距离。上述检测装置的检测方法进一步改进为：所述沉降量测量模块采用渡越时间法测量距离。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：实现了静载实验检测单桩竖向抗压极限承载力的小型化、简易化，能够缩短了工期，降低工程造价，很好的满足对桩基础检测的工程需求；同时本专利技术应用了单片机作为桩基础静荷载检测仪的控制系统，其成本低廉、控制简单，具有良好的社会效益、经济效益。附图说明图1为桩基础静荷载实验检测检测装置结构图；图2为硬件系统连接图。图3为复位按键电路图图4为微处理器的时钟电路图图5为微处理器核心控制电路图图6为LM2576S电路图图7为LM1117电路图图8为蜂鸣器驱动电路图图9为重物加载模块步进电机驱动流程图图10为沉降量测量模块流程图具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围，请参阅图1，本专利技术实施例中，基础静荷载实验检测仪包括框架1，重物加载模块和沉降量测量模块。重物加载模块包括步进电机3，丝杆9，给力推板8和弹簧一4，步进电机3通过弹簧一4与基桩5连接以向基桩5施加均匀的作用力。沉降量测量模块，重物加载模块需要根据此装置测量的距离信息判断快速做出决策，确定加载情况。此系统对距离测量的要求比较高，尽量贴切静载实验的要求。经过研究和比较，最终采用超声波测距。沉降量测量模块包括超声波挡板10，弹簧二6和超声波测距装置7，基桩5通过超声波挡板10与弹簧二6连接。模型长约70厘米，宽20厘米，框架1的材料大多为铝型材，铝型材轻便且稳固，利用大量的角块和螺丝将其拼接和固定起来，此铝型框架结构1不仅起到支撑作用，而且还起到缓冲作用，当步进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型桩基础静荷载实验检测装置，包括框架、重物加载模块、基桩、沉降量测量模块，其特征在于：所述重物加载模块位于所述框架的一侧，所述沉降量测量模块位于所述框架的另一侧，所述基桩连接在所述重物加载模块和所述沉降量测量模块之间，所述重物加载模块根据所述沉降量测量模块所测的距离信息确定加载情况。

【技术特征摘要】
1.一种小型桩基础静荷载实验检测装置，包括框架、重物加载模块、基桩、沉降量测量模块，其特征在于：所述重物加载模块位于所述框架的一侧，所述沉降量测量模块位于所述框架的另一侧，所述基桩连接在所述重物加载模块和所述沉降量测量模块之间，所述重物加载模块根据所述沉降量测量模块所测的距离信息确定加载情况。2.一种如权利要求1所述的小型桩基础静荷载实验检测装置，其特征在于：所述重物加载模块包括步进电机，丝杆，给力推板和弹簧一，所述步进电机通过所述弹簧一与所述基桩连接以向所述基桩施加均匀的作用力；所述沉降量测量模块包括超声波挡板，弹簧二和超声波模块，所述基桩通过所述超声波挡板与所述弹簧二连接。3.一种如权利要求2所述的小型桩基础静荷载实验检测装置，其特征在于：所述装置还包括电机驱动器，所述电机驱动器与所述步进电机连接；所述步进电机为开环控制电机。4.一种如权利要求3所述的小型桩基础静荷载实验检测装置，其特征在于：所述装置还包括微处理器，所述微处理器设有I/O端口，所述步进电机驱动器的接收脉冲和控制方向引脚分别与所述I/O端口连接；所述步进电机驱动器根据所述微处理器发送的电脉冲信号确定所述步进电机的转速，转动的距离，根据方向控制信号确定所述步进电机的转向。5.一种如权利要求4所述的小型桩基础静荷载实验检测装置，其特征在于：所述电机驱动器根据接收的所述电脉冲信号的转速和脉冲数分别确定频率和转动的距离；所述方向控制信号为内部绕组通电方向。6.一种如权利要求1-5任一项所述的小型桩基础静荷载实验检测装置，其特征在于：所述装置还包括电源模块，用于界面显示和命令输入的串口屏，以及用于提醒和报警的蜂鸣器；所述电源模块为所述电机驱动器，超声波传...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建晖，黄星，王涛，何标涛，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44