一種地基基礎抗壓靜載試驗系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，包括：一用于承載壓重的平臺，其上端中部設有一主測油缸；設置于所述平臺一側的駕駛室，設置于所述平臺另一側的發動機組和電機液壓泵；兩旋轉平臺，所述旋轉平臺通過連接軸與所述平臺連接；兩長船，分別通過連接件與所述平臺兩端側面連接，包括長船安全支墩，長船通過長船支腿與連接件連接；兩內船，分別與所述旋轉平臺兩端連接，包括內船安全支墩，設置于所述內船安全支墩上的兩內船軌道側板，內船軌道槽，設置于所述內船軌道槽內的橫移油缸以及可滑動地設置于所述內船軌道槽內的內船支腿。本發明所提供的試驗系統安全系數高、勞動效率高、自動化程度高，可保證規范化施工。
【專利說明】一種地基基礎抗壓靜載試驗系統
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及地基基礎檢測領域，具體涉及一種地基基礎抗壓靜載試驗系統。
[0003]
【背景技術】
[0004]地基基礎抗壓靜載試驗(以下簡稱靜載試驗)是在受檢部位頂面逐級施加壓力，測量其隨時間產生的沉降，以確定承載力的試驗方法，是地基基礎檢測中公認的最直觀、可靠，同時也是最重要的傳統方法。
[0005]目前，受現場條件限制，靜載試驗主要選用壓重平臺反力裝置，參照圖1，其檢測過程如下:
1)根據現場實際情況處理受檢部位，平整周圍地基面la，加固安全支墩2a影響范圍內的地基土；
2)在受檢部位兩側設置安全支墩2a(通常采用砼構件組合構成)，滿足《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ106-2003)(以下簡稱規范)要求的間距，盡量加大安全支墩2a接地面積降低施加于地基面Ia的壓應力(規范要求不宜大于地基承載力特征值的1.5倍)；
3)在基樁5a受檢部位安裝承壓板3a、傳力柱(可以沒有)和千斤頂4a，注意與受檢部位中心的對中防止加載偏心；
4)打入基準樁10a、安裝基準梁11a，滿足規范要求的間距，同時應有足夠的深度，盡可能減少外部因素對基準系統的影響；
5)安裝主梁8a、次梁9a(通常采用鋼構件，根據最大加載配置數量)等設備構成壓重平臺，將壓重12a (通常為砼預制構件，根據最大加載配置數量)一次加足均勻穩固地放置于所述壓重平臺上。確保完成后平臺與千斤頂4a距離合適，所有的重量全部由安全支墩2a承受，同時注意反力裝置重心的對中保證系統合力中心方向垂直；
6)安裝壓力控制設備和測量儀表及磁性表座6a和位移傳感器7a接通電源，開始試驗。試驗過程中，千斤頂4a逐步頂升反力裝置將力傳遞至受檢部位，通過儀表控制出力值達到逐級加壓；
7)試驗結束后，拆除電源、儀表等，將設備翻轉至下一受檢部位附近，重復以上步驟。上述檢測過程中，試驗所用絕大部分為重型設備，安裝、翻轉等工作依靠吊車貨車等大型機械完成。
[0006]在實際應用中，該壓重平臺反力裝置的使用方法在安全、效率、規范化以及有效監管等方面均存在問題。表現如下:
1、安全問題
a)設備的安裝、翻轉長時間使用吊車，吊車作業的安全問題，尤其是為了搶工期，在特殊天氣、環境和夜間作業等情況下的安全問題很難保證； b)安全支墩2a下的地基土狀態是否均勻、承載力是否足夠沒有明確依據，主要通過檢測人員的經驗考查、判斷。實際工作中，能對安全支墩2a下地基土進行有效到位處理的情況比較少見，受設備能力限制安全支墩2a的接地面積也很難做到足夠大。特殊的場地情況下，在搭設反力裝置和試驗過程中，經常會發生反力裝置偏心、傾斜甚至失穩倒塌的現象，對現場檢測人員以及周邊人員設施產生安全問題。
[0007]2、效率問題
a)每個受檢部位的試驗均要利用吊車重復拆裝所有試驗設備，如下一受檢部位距離較遠，往往需要吊車多次翻轉或用卡車轉運，即浪費時間又增加成本，效率較低；
b)吊車貨車對工作環境的要求比較高，往往因為某個條件不到位而無法作業；
c)壓力控制設備和測量儀表(特別是采用靜載自動檢測設備時)的反復拆裝，增加了故障率、降低了穩定性，也會對效率產生一定的影響。
[0008]3、規范化問題
靜載試驗的規范程度主要受限于檢測機構的人員素質、設備能力，同樣的工程其過程、結果因人、機構而異。理論上無論人員設備都是可以解決的問題，但現實中，受大環境影響，高素質的人員、滿足規范要求的設備，是絕大多數檢測機構所難以全面配備的。以下列舉部分不規范的行為:
a)場地的平整加固不到位，安全支墩2a對地基的壓應力超出規范要求。一方面，壓應力大對受檢部位和基準系統產生的影響也大；另一方面，容易產生反力裝置偏心、傾斜甚至失穩倒塌的現象，也會存在支墩下沉較大使得受檢部位在試驗開始前受力的問題。以上兩點均直接影響到檢測結果；
b)傳力柱、承壓板3a和千斤頂4a等設備安裝的對中問題。傳統的方法，依靠吊車作業人工觀測指揮，難以準確定位；
c)基準系統問題。基準樁5a依靠人工打入，尺寸規格普遍偏小，沒有足夠的剛度容易變形，打入地下的深度(一般要求不小于I米)也不能滿足要求。基準梁Ila為便于人工操作，也同樣普遍存在規格偏小，不能滿足規范要求的距離，同時也容易變形的問題。基準不準，基準隨時間環境較明顯變動已成為普遍現象；
d)壓重平臺反力裝置的重心問題。通常組合成壓重平臺的鋼構件和砼預制構件規格多樣，完全依靠吊車作業，重心難以確定。更難以達到規范要求的與千斤頂合力中心、受檢部位中心豎向軸線重合,保證系統合力中心方向垂直的要求；
e)規范要求沉降測定平面應在千斤頂4a底座承壓板3a以下的樁身位置，即不得在承壓板3a上或千斤頂4a上設置沉降觀測點，避免因承壓板變形導致沉降觀測數據失實。現實中，普遍情況，恰恰相反。
[0009]4、有效監管問題
基于地基基礎抗壓靜載試驗的重要性，目前，我國很多地區行政主管部門以及部分機構自身對于該項工作都十分重視，普遍引入靜載試驗自動檢測并實時同步上傳數據系統，構建了監管平臺。但單純的依靠監管平臺并不能很好的達到目的，主要存在以下問題:
a)存在在同一受檢部位發送不同編號信息數據的現象，通過在某一受檢部位反復試驗獲得多個受檢部位的上傳數據，以獲得更大利益。部分自動檢測系統加入了 GPS定位功能，但GPS的定位精度還不能完全滿足檢測工作的需求，同時GPS芯片外置沒有植入試驗主要設備中也不能反映真實情況；
b)設備能力不足，壓重不夠，部分自動檢測設備設置錯誤的參數可以進行試驗；
C)設備能力不足，壓重不夠，采用小噸位的千斤頂充當大頂進行試驗；
d)不能很好的反映現場過程的規范性。
[0010]
【發明內容】
[0011]本發明的目的在于提供一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，所述試驗系統安全系數高、勞動效率高、自動化程度高，可保證規范化施工。
[0012]為達到上述目的，本發明主要采用如下技術方案:
一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，包括:一用于承載壓重的平臺，其上端中部設有一主測油缸，所述平臺位于主測油缸兩側的位置分別開設有兩通孔；設置于所述平臺一側的駕駛室，設置于所述平臺另一側的發動機組和電機液壓泵；所述駕駛室通過發動機組與電機液壓泵連接；兩旋轉平臺，其中部設置有盲孔，盲孔內設置有與所述平臺通孔對應的連接軸，所述旋轉平臺通過連接軸與所述平臺連接；兩長船，分別通過連接件與所述平臺兩端側面連接，包括長船安全支墩，設置于所述長船安全支墩上的兩長船軌道側板，兩長船軌道側板間形成的長船軌道槽，設置于長船軌道槽內的縱移油缸以及可滑動地設置于所述長船軌道槽內的長船支腿；所述長船支腿上設有長船升降油缸，所述長船通過長船支腿與連接件連接；兩內船，分別與所述旋轉平臺兩端連接，包括內船安全支墩，設置于所述內船安全支墩上的兩內船軌道側板，兩內船軌道側板間形成的內船軌道槽，設置于所述內船軌道槽內的橫移油缸以及可滑動地設置于所述內船軌道槽內的內船支腿；所述縱移油缸、長船升降油缸、橫移油缸分別與電機液壓泵連接。
[0013]另，所述長船支腿上還設置有長船球頭支座，長船行走小車；所述長船升降油缸，長船球頭支座以及長船行走小車依次連接，長船行走小車與所述縱移油缸連接；所述縱移油缸一端設置支墩連接件，另一端設置小車連接件，所述縱移油缸通過支墩連接件與長船安全支墩連接，通過小車連接件與長船行走小車連接。
[0014]且，所述長船行走小車上設置有長船支腿車輪，長船支腿車輪尺寸與所述長船軌道槽相匹配，所述長船支腿通過長船行走小車滑動地設置于所述長船軌道槽內。
[0015]又，所述內船支腿上還設置有內船球頭支座，內船行走小車；所述內船球頭支座、內船行走小車連接、橫移油缸依次連接。
[0016]且，所述內船行走小車上設置有內船支腿車輪，內船支腿車輪尺寸與所述內船軌道槽相匹配，所述內船支腿通過內船行走小車滑動地設置于所述內船軌道槽內。
[0017]再，所述長船支腿沿長船軌道槽單次縱向行走行程為(T3600mm。
[0018]又，所述內船支腿沿內船軌道槽單次橫向位移行程為(T400mm。
[0019]另，所述旋轉平臺單次旋轉角度為0?10°。
[0020]且，所述長船支腿升降行程為(Tl200mm。
[0021]又，所述長船安全支墩接地比壓大于13t/m2，所述內船安全支墩接地比壓大于15t/m2，所述兩內船之間的間距大于2800mm。
[0022]與現有技術相比，本發明的有益效果在于: 1)通過長船縱向行走和內船橫向位移操作實現靠近并對準定點樁位，通過調整4條長船支腿和4條內船支腿的升降操作保證測試平臺水平或測試油缸垂直度，通過安裝在平臺中部的主測油缸實現對樁體施加壓力取得測試數據，提高了施工安全性和勞動效率；
2)通過駕駛室控制油路的不同組合，駕駛室通過發動機組控制電機液壓泵，通過電機液壓泵分別控制縱移油缸、長船升降油缸、橫移油缸，具體地，通過控制電機液壓泵分別向上述3個油缸的送油和回油，從而使得系統的各個油缸根據需要伸縮(送油時，油缸伸長；回油時，油缸收縮)，實現系統的四種行走就位動作主要有縱移(主行走方向，單次可移動距離大)、橫移、旋轉以及高度調整，根據現場的實際場地情況綜合運用，拓寬系統的適用性；
3)現有技術中，平臺的旋轉直接通過內船實現；而本發明中，通過在平臺和內船之間設置旋轉平臺，使得系統平臺旋轉時，內船通過旋轉平臺向平臺提供旋轉動力，從而大大降低了平臺旋轉時的摩擦阻力，也避免了在回轉過程中機構受力過大產生損壞的可能性和回轉不到位，延長平臺乃至整個系統的使用壽命；
4)長船安全支墩和內船安全支墩采用步履式行走機構的主支撐船，可根據各地土質情況定制尺寸，使接地面積足夠大(傳統組合型很難做大)，整體性好，環境適應力強；
5)測完一根基樁后，不用裝卸壓重，直接可以將裝置整體移動到下一根基樁進行試驗，大大降低了勞動量；
6)長船支腿采用液壓油缸，可控制平臺高度并自動調平，兩內船間距足夠大，既可有效避免行走定位過程對受檢部位的擠壓干擾，同時較大的空間也便于試驗操作。
[0023]【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為現有技術中壓重平臺反力裝置的結構示意圖。
[0025]圖2為本發明所提供的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統的結構示意圖。
[0026]圖3為圖2地基基礎抗壓靜載試驗系統中旋轉平臺的俯視圖。
[0027]圖4為圖2地基基礎抗壓靜載試驗系統中縱移油缸的結構不意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖，對本發明做出進一步解釋說明。
[0029]參見圖疒圖4，一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，包括:一用于承載壓重的平臺1，其上端中部設有一主測油缸11，所述平臺位于主測油缸兩側的位置分別開設有兩通孔13 ；設置于所述平臺一側的駕駛室2，設置于所述平臺另一側的發動機組4和電機液壓泵3 ;所述駕駛室2通過發動機組4與電機液壓泵3連接；兩旋轉平臺6，其中部設置有盲孔62，盲孔62內設置有與所述平臺I通孔13對應的連接軸61，所述旋轉平臺6通過連接軸61與所述平臺I連接；兩長船5，分別通過連接件12與所述平臺I兩端側面連接，包括長船安全支墩52，設置于所述長船安全支墩52上的兩長船軌道側板53，兩長船軌道側板間形成的長船軌道槽54，設置于長船軌道槽54內的縱移油缸55以及可滑動地設置于所述長船軌道槽54內的長船支腿51 ;所述長船支腿51上設有長船升降油缸511，所述長船5通過長船支腿
51與連接件12連接；兩內船7，分別與所述旋轉平臺6兩端連接，包括內船安全支墩72，設置于所述內船安全支墩72上的兩內船軌道側板73，兩內船軌道側板73間形成的內船軌道槽74，設置于所述內船軌道槽內的橫移油缸75以及可滑動地設置于所述內船軌道槽內的內船支腿71 ;縱移油缸55、長船升降油缸511、橫移油缸75分別與所述電機液壓泵3連接。
[0030]其中，所述發動機組4優選柴油發動機組。
[0031]另，所述長船支腿51上還設置有長船球頭支座512，長船行走小車513 ;所述長船升降油缸511，長船球頭支座512以及長船行走小車513依次連接，長船行走小車513與所述縱移油缸55連接；所述縱移油缸55 —端設置支墩連接件551，另一端設置小車連接件552，所述縱移油缸55通過支墩連接件551與長船安全支墩52連接，通過小車連接件552與長船行走小車513連接。
[0032]且，所述長船行走小車513上設置有長船支腿車輪5131，長船支腿車輪5131尺寸與所述長船軌道槽54相匹配，所述長船支腿51通過長船行走小車513滑動地設置于所述長船軌道槽54內。
[0033]又，所述內船支腿71上還設置有內船球頭支座711，內船行走小車712 ;所述內船球頭支座711、內船行走小車712連接、橫移油缸75依次連接。
[0034]且，所述內船行走小車712上設置有內船支腿車輪(未圖示，下同)，內船支腿車輪尺寸與所述內船軌道槽74相匹配，所述內船支腿71通過內船行走小車712滑動地設置于所述內船軌道槽74內。
[0035]再，所述長船支腿51沿長船軌道槽54單次縱向行走行程為(T3600mm。
[0036]又，所述內船支腿71沿內船軌道槽74單次橫向位移行程為(T400mm。
[0037]另，所述旋轉平臺6單次旋轉角度為O?10°。
[0038]且，所述長船支腿51升降行程為(Tl200mm。
[0039]又，所述長船安全支墩接地比壓大于13t/m2，所述內船安全支墩接地比壓大于15t/m2，所述兩內船7之間的間距大于2800mm。
[0040]其中，所述平臺I形狀為長方體或類長方體。旋轉平臺6的形狀為長方體或類長方體。所述旋轉平臺6與內船支腿71的連接為固定連接，例如焊接等。通過駕駛室2控制油路的不同組合，駕駛室2通過發動機組4控制電機液壓泵3，通過電機液壓泵3分別控制縱移油缸55、長船升降油缸511、橫移油缸75，具體地，通過控制電機液壓泵3分別向上述3個油缸的送油和回油，從而使得系統的各個油缸根據需要伸縮(送油時，油缸伸長；回油時，油缸收縮)，實現系統的四種行走就位動作主要有縱移(主行走方向，單次可移動距離大)、橫移、旋轉以及高度調整。
[0041]本發明所提供的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統的工作過程如下:
1)通過運輸車將所述地基基礎抗壓靜載試驗系統裝置運送到試驗地點進行組裝，并根據基樁的承載力，按長船安全支墩52接地比壓大于13t/m2，內船安全支墩72大于15t/m2選擇不同尺寸安全支墩的長船5和內船7 ；
2)系統的行走就位動作主要有縱移(主行走方向，單次可移動距離大)、橫移、旋轉以及高度調整四種，根據現場的實際場地情況綜合運用。通過駕駛室2控制油路的不同組合，使得系統的各個油缸根據需要伸縮，實現上述各種動作。高度調整通過4個長船支腿油缸(短船無支腿升降油缸)的伸縮實現。
[0042]3)地基基礎抗壓靜載試驗系統裝置縱向移動時，駕駛室2控制啟動柴油發動機組4，然后開啟電機液壓泵3，通過所述電機液壓泵3驅動長船支腿51的長船支腿油缸511同步頂升使得內船7離地僅長船5支撐于地面，之后兩長船縱移油缸55同向同步伸或縮(由行走方向決定)，推動長船支腿51以及相連的平臺I平穩的移動，滿行程后，4個長船支腿油缸511同步收縮使得長船5離地僅內船7撐地，之后兩側縱移油缸55同向同步縮或伸，長船5即向前移動，使得所述系統裝置形成一次縱向移動，驅動長船支腿51的長船支腿油缸511使得內船7離地且長船5再次支撐于地面，重復以上動作即實現縱移。
[0043]4)地基基礎抗壓靜載試驗系統裝置橫向移動時，驅動4個長船支腿油缸511同步收縮使得長船5離地，內船7撐地，之后4個橫移油缸75同向同步伸或縮(由行走方向決定)，推動與內船支腿71相連的平臺I橫向移動，滿行程后，4個長船支腿油缸511同步頂升使得內船7離地，僅長船5支撐于地面，之后4個橫移油缸75同向同步縮或伸使內船7橫移，使得所述系統裝置形成一次橫向移動，驅動4個長船支腿油缸511同步收縮使得長船5離地，使得內船7撐地，重復以上動作即實現橫移。
[0044]5)旋轉時，4個長船支腿油缸511同步收縮使得長船5離地，兩個旋轉平臺6下的兩側兩組橫移油缸75做相對反向運動(同一偵彳旋轉平臺下的橫移油缸同向)，兩個旋轉平臺6即反向移動，通過旋轉平臺6連接軸帶動平臺I在旋轉平臺6上轉動，滿轉角后將內船7提起，橫移油缸75反向復位，重復以上動作進行回轉。(地基基礎抗壓靜載試驗系統的回轉運動通過平臺I與旋轉平臺6作相對轉動實現。長船5提起后，內船7接地，整個平臺I支撐在旋轉平臺6上，當前后橫移油缸75分別伸長和縮短時，由于內船軌道槽74的制約，內船行走小車712帶動兩個旋轉平臺6分別沿內船7作方向相反的直線運動，而平臺I由旋轉平臺6的連接軸61帶動只能作相對地面的轉動。在回轉過程中，連接軸61可沿橢圓形盲孔62長軸方向移動，使其能補償回轉時所需要的伸長量。由于平臺I支撐在旋轉平臺6上轉動，從而大大降低了回轉時的摩擦阻力，也避免了在回轉過程中機構受力過大產生損壞的可能性和回轉不到位。)。
[0045]6)在行走接近受檢部位時，應調整方向基本以縱移為主就位，減少干擾擠壓。準確就位后，在合適的位置通過長船支腿油缸511升降壓入基準樁，將球鉸和主測油缸11連接，選用相應試驗規格、高度的傳力柱對中安放于受檢部位表面，安裝基準梁，長船支腿油缸511升降至合適高度并調平。之后即可進行常規的靜載試驗工作。
[0046]7)等該基樁靜載試驗做完后，不用裝卸平臺I上的壓重，直接將裝置平移到下一根基粧，繼續下一根基粧試驗。
[0047]應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，其特征在于，所述試驗系統包括: 一用于承載壓重的平臺，其上端中部設有一主測油缸，所述平臺位于主測油缸兩側的位置分別開設有兩通孔； 設置于所述平臺一側的駕駛室，設置于所述平臺另一側的發動機組和電機液壓泵；所述駕駛室通過發動機組與電機液壓泵連接； 兩旋轉平臺，其中部設置有盲孔，盲孔內設置有與所述平臺通孔對應的連接軸，所述旋轉平臺通過連接軸與所述平臺連接； 兩長船，分別通過連接件與所述平臺兩端側面連接，包括長船安全支墩，設置于所述長船安全支墩上的兩長船軌道側板，兩長船軌道側板間形成的長船軌道槽，設置于長船軌道槽內的縱移油缸以及可滑動地設置于所述長船軌道槽內的長船支腿；所述長船支腿上設有長船升降油缸，所述長船通過長船支腿與連接件連接； 兩內船，分別與所述旋轉平臺兩端連接，包括內船安全支墩，設置于所述內船安全支墩上的兩內船軌道側板，兩內船軌道側板間形成的內船軌道槽，設置于所述內船軌道槽內的橫移油缸以及可滑動地設置于所述內船軌道槽內的內船支腿； 所述縱移油缸、長船升降油缸、橫移油缸分別與電機液壓泵連接。
2.根據權利要求1所述的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，其特征在于，所述長船支腿上還設置有長船球頭支座，長船行走小車；所述長船升降油缸，長船球頭支座以及長船行走小車依次連接，長船行走小車與所述縱移油缸連接；所述縱移油缸一端設置支墩連接件，另一端設置小車連接件，所述縱移油缸通過支墩連接件與長船安全支墩連接，通過小車連接件與長船行走小車連接。
3.根據權利要求2所述的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，其特征在于，所述長船行走小車上設置有長船支腿車輪，長船支腿車輪尺寸與所述長船軌道槽相匹配，所述長船支腿通過長船行走小車滑動地設置于所述長船軌道槽內。
4.根據權利要求1所述的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，其特征在于，所述內船支腿上還設置有內船球頭支座，內船行走小車；所述內船球頭支座、內船行走小車連接、橫移油缸依次連接。
5.根據權利要求4所述的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，其特征在于，所述內船行走小車上設置有內船支腿車輪，內船支腿車輪尺寸與所述內船軌道槽相匹配，所述內船支腿通過內船行走小車滑動地設置于所述內船軌道槽內。
6.根據權利要求1所述的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，其特征在于，所述長船支腿沿長船軌道槽單次縱向行走行程為(T3600mm。
7.根據權利要求1所述的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，其特征在于，所述內船支腿沿內船軌道槽單次橫向位移行程為(T400mm。
8.根據權利要求1所述的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，其特征在于，所述旋轉平臺單次旋轉角度為0-10°。
9.根據權利要求1所述的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，其特征在于，所述長船支腿升降行程為(Tl200mm。
10.根據權利要求1所述的一種地基基礎抗壓靜載試驗系統，其特征在于，所述長船安全支墩接地比壓大于13t/m2，所述內船安全支墩接地比壓大于15t/m2，所述兩內船之間的間 距大于2800mm。
【文檔編號】E02D33/00GK103898932SQ201410146815
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2014年4月14日
【發明者】李建春, 吳遠東, 陳 勝, 王鵬, 李保亮 申請人:淮安市建筑工程檢測中心有限公司