装配式基桩抗拔静载试验装置及方法

技术领域

本发明属于地基基础工程技术领域，更具体地说，是涉及一种装配式基桩抗拔静载试验装置及方法。

背景技术

单桩抗拔静载试验是检测基桩抗拔承载力最直接、准确、有效的方法。国内基桩检测规范对有抗拔需求的基桩进行抗拔试验均有强制要求，用于检测基桩抗拔力是否满足适用设计要求或为施工、设计提供必要的施工技术参数。

目前，基桩抗拔静载试验装置主要采用以下两种方式进行：1)反力梁板与桩内受力钢筋焊接的方式进行连接，该种方式反力梁板与受力钢筋焊接工作量大，焊接质量难以保证，焊接时间长，特别是大吨位基桩抗拔静载试验，试验准备工作时间至少需要4-5天，效率极低。2)局部装配式的反力连接方法，此种方式解决了部分焊接造成的工作难度，相对缩短了试验前的准备时间，但该连接方式也需要对钢筋进行焊接，且所需的钢梁、千斤顶等试验设备数量较多，安装难度较大、时间较长，系统协同工作工况复杂。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种装配式基桩抗拔静载试验装置，以解决现有技术中基桩抗拔静载试验加载装置安装工作量大、效率低，系统协同工作工况复杂的技术问题。

本发明实施例的另一目的在于提供一种装配式基桩抗拔静载试验方法，以解决现有技术中基桩抗拔静载试验加载装置安装工作量大、效率低，系统协同工作工况复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种装配式基桩抗拔静载试验装置，用于对基桩进行抗拔检测，所述基桩具有伸出于端面的抗拔钢筋，所述基桩抗拔静载试验装置包括反力装置和加载装置；

所述反力装置包括支撑平台和第一支墩，所述支撑平台设置于所述第一支墩上；

所述加载装置包括锚定板、千斤顶和抗拔钢筋锁定结构，所述抗拔钢筋锁定结构包括固定件、第一锚定梁、第二锚定梁和连接件，所述第一锚定梁平行设置于所述基桩的两侧，所述第二锚定梁搭设于所述第一锚定梁上，相邻两个所述第二锚定梁之间具有供抗拔钢筋伸出的间距，所述固定件用于与所述抗拔钢筋固定连接，所述固定件与相邻的两个所述第二锚定梁抵紧，所述连接件用于连接所述锚定板和第一锚定梁，所述千斤顶设置于所述支撑平台和所述锚定板之间。

在一个实施例中，每个所述第一锚定梁上均开设有多个第一开孔，多个所述第一开孔位于同一直线上；

所述锚定板上开设有与所述第一开孔相对应的第二开孔；

所述连接件的第一端穿过所述第二开孔固定于所述锚定板上，所述连接件的第二端穿过所述第一开孔固定于所述第一锚定梁上。

在一个实施例中，所述连接件的第一端通过螺母固定于所述锚定板上，所述连接件的第二端通过螺母固定于所述第一锚定梁上。

在一个实施例中，所述抗拔钢筋锁定结构还包括两个第二支墩，两个所述第二支墩平行设置于所述基桩的两侧，所述第一锚定梁平行搭设于所述支墩上，两个所述第一锚定梁中心点的连线的中心与所述基桩的中心点重合。

在一个实施例中，所述第一锚定梁和所述第二锚定梁的长度方向的两端均具有吊环。

在一个实施例中，所述固定件包括工具锚和金属垫片，所述金属垫片的中部设置有用于穿过所述受力钢筋的第三开孔，所述工具锚固定于所述受力钢筋上，所述金属垫片设置于所述工具锚的下方。

本发明第二方面提供一种基桩抗拔静载试验方法，所述基桩具有伸出于端面的抗拔钢筋，该方法包括：

安装第一锚定梁，两个所述第一锚定梁平行设置，第一锚定梁位于基桩的两侧；

安装第二锚定梁，第二锚定梁搭设于所述第一锚定梁上，相邻两个所述第二锚定梁之间具有供抗拔钢筋伸出的间距；

安装固定件，将所述固定件与所述抗拔钢筋固定连接，所述固定件与相邻的两个所述第二锚定梁抵紧；

安装第一支墩，在所述第一支墩上设置支撑平台，在所述支撑平台上设置千斤顶；

在千斤顶的活塞端设置锚定板，通过连接件连接锚定板和第一锚定梁。

在一个实施例中，所述安装第一锚定梁之前，还包括：开挖试坑，所述试坑以所述基桩为中心点。

在一个实施例中，所述开挖试坑后，还包括：

在所述试坑内安装第二支墩，所述第二支墩的数量为两个，两个所述第二支墩平行设置于所述基桩的两侧。

在一个实施例中，每个所述第一锚定梁上均开设有多个第一开孔，多个所述第一开孔位于同一直线上；

所述锚定板上开设有与所述第一开孔相对应的第二开孔；

所述连接件的第一端穿过所述第二开孔固定于所述锚定板上，所述连接件的第二端穿过所述第一开孔固定于所述第一锚定梁上。

本发明的装配式基桩抗拔静载试验装置用于对基桩进行抗拔检测，基桩具有伸出于端面的抗拔钢筋，该基桩抗拔静载试验装置包括反力装置和加载装置，反力装置包括支撑平台和第一支墩，支撑平台设置于第一支墩上，加载结构包括锚定板、千斤顶和抗拔钢筋锁定结构，抗拔钢筋锁定结构包括固定件、第一锚定梁、第二锚定梁和连接件，第一锚定梁平行设置于基桩的两侧，第二锚定梁搭设于第一锚定梁上，相邻两个第二锚定梁之间具有供抗拔钢筋伸出的间距，固定件用于与受力钢筋固定连接，固定件与相邻的两个第二锚定梁抵紧，连接件用于连接所述锚定板和第一锚定梁，千斤顶设置于支撑平台和锚定板之间，该基桩抗拔静载试验装置可满足目前各种类型和直径的基桩抗拔承载力检测要求，抗拔钢筋锁定结构不需焊接，组装灵活、安装便捷，试验荷载大，缩短了试验准备工作时间，降低了人力成本，提高了抗拔试验成功率。

本发明的装配式基桩抗拔静载试验方法，先安装第一锚定梁，两个所述第一锚定梁平行设置，第一锚定梁位于基桩的两侧，再安装第二锚定梁，第二锚定梁搭设于所述第一锚定梁上，相邻两个所述第二锚定梁之间具有供抗拔钢筋伸出的间距，之后安装固定件，将所述固定件与所述抗拔钢筋固定连接，所述固定件与相邻的两个所述第二锚定梁抵紧；安装第一支墩，在所述第一支墩上设置支撑平台，在所述支撑结构上设置千斤顶，之后再在千斤顶的活塞端设置锚定板，通过连接件连接锚定板和第一锚定梁，该基桩抗拔静载试验装置可满足目前各种类型和直径的基桩抗拔承载力检测要求，抗拔钢筋锁定结构不需焊接，组装灵活、安装便捷，试验荷载大，缩短了试验准备工作时间，降低了人力成本，提高了抗拔试验成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的装配式基桩抗拔静载试验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的装配式基桩抗拔静载试验装置的局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的装配式基桩抗拔静载试验装置的局部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的装配式基桩抗拔静载试验装置的第一锚定梁的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的装配式基桩抗拔静载试验装置的第二锚定梁的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-基桩； 2-反力装置；

3-加载装置； 11-抗拔钢筋；

21-支撑平台； 22-第一支墩；

31-锚定板； 32-千斤顶；

33-固定件； 34-第一锚定梁；

35-第二锚定梁； 36-连接件；

37-第二支墩； 331-工具锚；

332-金属垫片； 341-第一开孔。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现结合具体实施例对本发明提供的装配式基桩抗拔静载试验装置及方法进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的装配式基桩抗拔静载试验装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的装配式基桩抗拔静载试验装置的局部结构示意图，图3为本发明实施例提供的装配式基桩抗拔静载试验装置的局部结构示意图，请参阅图1-3所示，本发明实施例的第一方面提供一种装配式基桩抗拔静载试验装置，用于对基桩1进行抗拔检测，所述基桩1具有伸出于端面的抗拔钢筋11，所述基桩抗拔静载试验装置包括反力装置2和加载装置3；所述反力装置2包括支撑平台21和第一支墩22，所述支撑平台21设置于所述第一支墩22上；所述加载装置3包括锚定板31、千斤顶32和抗拔钢筋锁定结构，所述抗拔钢筋锁定结构包括固定件33、第一锚定梁34、第二锚定梁35和连接件36，所述第一锚定梁34平行设置于所述基桩1的两侧，所述第二锚定梁35搭设于所述第一锚定梁34上，其中，根据抗拔钢筋11的分布情况，第二锚定梁35可以垂直于或者不垂直于第一锚定梁34，相邻两个所述第二锚定梁 35之间具有供抗拔钢筋11伸出的间距，所述固定件33用于与所述抗拔钢筋11 固定连接，所述固定件33与相邻的两个所述第二锚定梁35抵紧，所述连接件 36用于连接所述锚定板31和第一锚定梁34，所述千斤顶32设置于所述支撑平台21和所述锚定板31之间。

本发明实施例的支撑平台21用于支撑千斤顶32，本实施例对所述支撑平台21的具体材质和尺寸不做特别限制。本实施例的第一支墩22用于支撑支撑平台21，本实施例的第一支墩22一般为钢筋混凝土结构，本实施例对所述第一支墩22的具体尺寸不做特别限制。

本实施例的锚定板31通过连接件36和第一锚定梁34连接，抗拔钢筋11 通过固定件33和第二锚定梁35连接，本实施例对所述第一锚定梁34和第二锚定梁35的具体尺寸不做特别限制，本实施例的连接件36用于连接锚定板31 和第一锚定梁34，本实施例的连接件36、锚定板31的尺寸根据试验荷载的大小进行选择。

本实施例的第一锚定梁34平行设置于基桩1的两侧，第二锚定梁35搭设于第一锚定梁34上，相邻两个第二锚定梁35之间具有供抗拔钢筋11伸出的间距，固定件33用于与抗拔钢筋11固定连接，固定件33与相邻的两个第二锚定梁35抵紧，连接件36分别与锚定板31和第一锚定梁34可拆卸连接，本实施例的千斤顶32的荷载通过锚定板31传递到连接件36，再传递到第一锚定梁34，再由第一锚定梁34传递到第二锚定梁35、固定件33和抗拔钢筋11，该装配式基桩抗拔静载试验装置可根据最大试验荷载的要求进行科学、合理调整，该装置组合灵活、适应性强，可满足目前各种类型的基桩抗拔承载力检测要求，而且提供的反力足够大，其最大试验荷载可以达到12000kN以上。

传统基桩抗拔静载试验装置安装及拆除时间一般需要4-5天，本发明实施例的装配式基桩抗拔静载试验装置无需焊接，采用装配式方式安装及拆除，安装及拆卸时间短，速度快，一般仅需数小时，与传统方法相比可提高工作效率 2-3倍。

本发明实施例的装配式基桩抗拔静载试验装置，用于对基桩进行抗拔检测，基桩具有伸出于端面的抗拔钢筋，该基桩抗拔静载试验装置包括反力装置和加载装置，反力装置包括支撑平台和第一支墩，支撑平台设置于第一支墩上，加载结构包括锚定板、千斤顶和抗拔钢筋锁定结构，抗拔钢筋锁定结构包括固定件、第一锚定梁、第二锚定梁和连接件，第一锚定梁平行设置于基桩的两侧，第二锚定梁搭设于第一锚定梁上，相邻两个第二锚定梁之间具有供抗拔钢筋伸出的间距，固定件用于与受力钢筋固定连接，固定件与相邻的两个第二锚定梁抵紧，连接件用于连接所述锚定板和第一锚定梁，千斤顶设置于支撑平台和锚定板之间，该装配式基桩抗拔静载试验装置可满足目前各种类型的基桩抗拔承载力检测要求，抗拔钢筋锁定结构不需焊接，组装灵活、安装便捷，试验荷载大，缩短了试验准备工作时间，降低了人力成本，提高了抗拔试验成功率。

在本发明的其中一个实施例中，所述第一锚定梁34上开设有多个第一开孔 341，多个所述第一开孔341位于同一直线上，多个第一开孔341间隔均匀设置，所述锚定板31上开设有与所述第一开孔341相对应的第二开孔(图中不可见)，所述连接件36的第一端穿过所述第二开孔固定于所述锚定板31上，所述连接件36的第二端穿过所述第一开孔341固定于所述第一锚定梁34上。本实施例中相邻两个所述第一开孔341之间的间距等于相邻两个所述第二开孔之间的间距。本实施例的连接件36为钢拉杆，钢拉杆的第一端通过螺母固定于所述锚定板31上，钢拉杆的第二端通过螺母固定于所述第一锚定梁34上，本实施例的锚定板31、第一锚定梁34组合梁采用钢拉杆及固定螺母进行连接、固定，固定螺母与锚定板31之间以及固定螺母与第一锚定梁34之间可适当安装一定数量的钢垫片，本实施例的连接件36穿过第一开孔341和第二开孔后可拆卸的与第一锚定梁34和锚定板31固定，装配方式速度快，一般仅需数小时，提高了安装效率。

在本发明的其中一个实施例中，所述抗拔钢筋锁定结构还包括两个第二支墩37，两个所述第二支墩37平行设置于所述基桩1的两侧，所述第一锚定梁 34平行搭设于所述第二支墩37上，两个所述第一锚定梁34中心点的连线的中心与所述基桩1的中心点重合。本实施例第二支墩37的高度可根据实际需要提前进行预设，通过将第一锚定梁34设置于第二支墩37上，第二支墩37提前准备好，提高了基桩抗拔静载试验装置的安装组合效率。

图4为本发明实施例提供的装配式基桩抗拔静载试验装置的第一锚定梁的结构示意图，图5为本发明实施例提供的装配式基桩抗拔静载试验装置的第二锚定梁的结构示意图，请参阅图4和图5，上述各实施例中，所述第一锚定梁34和所述第二锚定梁35的顶部的两端均具有吊环。通过在第一锚定梁34和所述第二锚定梁35的顶部设置吊环，在吊装过程中便于吊车进行吊装，提高了第一锚定梁34和第二锚定梁35的安装效率。

在本发明的其中一个实施例中，所述固定件33包括工具锚331和金属垫片 332，金属垫片332的中部设置有用于穿过抗拔钢筋11的第三开孔，工具锚331 固定于受力钢筋上，金属垫片332设置于工具锚的下方。本实施例采用与抗拔钢筋11相匹配的工具锚331对抗拔钢筋11锚固，操作方便快捷，本实施例的工具锚331与第二锚定梁35之间设置有金属垫片332，为了拆卸方便可在工具锚331与金属垫片332之间设置适当的润滑物，便于试验后拆除工具锚331和金属垫片332，本实施例的金属垫片332为方形，方形金属垫片332与第二锚定梁35之间的接触面积大，能够提高抗拔试验的成功率，避免了重复试验，节省了重复试验费用。

本发明实施例的装配式基桩抗拔静载试验装置可满足目前各种类型的基桩抗拔承载力检测要求，抗拔钢筋锁定结构不需焊接，组装灵活、安装便捷，试验荷载大，缩短了试验准备工作时间，降低了人力成本，提高了抗拔试验成功率。

本发明实施例的第二方面提供一种装配式基桩抗拔静载试验方法，所述基桩具有伸出于端面的抗拔钢筋，该方法包括：

S101：安装第一锚定梁，所述第一锚定梁位于基桩的两侧，两侧的所述第一锚定梁平行设置；

具体地，本实施例的第一锚定梁包括两组，本实施例的两组第一锚定梁对称分布于基桩的两侧，基桩中心与两组第一锚定梁中心点的连线在一条直线上，两组第一锚定梁中心点连线的中点与桩中心点重合，本实施例中两组第一锚定梁安放个数或层数宜根据试验荷载确定，在试验荷载较大时相应增加第一锚定梁的个数或者层数。本实施例对所述第一锚定梁的具体尺寸不做特别限制，技术人员可以根据基桩的尺寸以及抗拔钢筋的情况进行提前预设。

S102：安装第二锚定梁，所述第二锚定梁搭设于所述第一锚定梁上，相邻两个所述第二锚定梁之间具有供抗拔钢筋伸出的间距；

具体地，根据基桩抗拔钢筋的布置情况，第二锚定梁可以垂直于或者不垂直于第一锚定梁，本实施例在垂直第一锚定梁放置方向安放若干第二锚定梁，第二锚定梁数量根据抗拔钢筋的数量决定，相邻两个所述第二锚定梁之间具有供抗拔钢筋伸出的间距。第二锚定梁额度尺寸可以与第一锚定梁的尺寸相同，本实施例对第二锚定梁的具体尺寸不做特别限制。

S103：安装固定件，将所述固定件与所述抗拔钢筋固定连接，所述固定件与相邻的两个所述第二锚定梁抵紧；

具体地，在第二锚定梁上方，采用相匹配的固定件对第二锚定梁之间的钢筋进行锚固，必要时固定件与第二锚定梁之间可适当安装一定数量的钢垫片，固定件与夹片之间宜安放适当的润滑物，便于试验后拆除固定件及夹片，本实施例的固定件为工具锚。

S104：安装第一支墩，在所述第一支墩上设置支撑平台，在所述支撑结构上设置千斤顶；

具体地，在基桩的外侧安装第一支墩、支撑平台和千斤顶，本实施例的第一支墩可以为钢筋混凝土支墩，支撑平台可以为钢筋混凝土梁，本实施例对所述千斤顶的形式不做特别限制。本实施例对所述第一支墩的具体尺寸不做特别限制，技术人员可根据经验进行确定。

S105：在千斤顶的活塞端设置锚定板，通过连接件连接锚定板和第一锚定梁。

具体地，本实施例中，在千斤顶的活塞端设置锚定板后，第一锚定梁和锚采用钢拉杆及固定螺母进行连接、固定，两端固定螺母均须拧紧，固定螺母与被固定物之间可适当安装一定数量的钢垫片。

应该理解的是，上述步骤S101-S106的编号目的为便于技术人员理解施工顺序，实际施工中可以不按照编号的顺序进行实施，例如可以先进行S104的施工。上述实施例中步骤S101-S106的编号顺序不应理解为对施工顺序的限制。

在本发明的其中一个实施例中，根据工程实际情况，安装第一锚定梁之前，还包括：开挖试坑，开挖试坑以基桩为中心点。本实施例对所述基坑的具体尺寸不做特别限制，本实施例基坑的尺寸为4000mm*4000mm的正方形试坑，试坑的底部水平，深度500mm。

进一步地，所述开挖试坑后，还包括：在所述试坑内安装第二支墩，两个所述第二支墩平行设置于所述基桩的两侧。试坑的深度可根据支墩的高度适度调整，钢筋混凝土支墩顶面宜高出基桩端面300mm-400mm，本实施例对所述第二支墩的尺寸不做特别限制。

本发明实施例的装配式基桩抗拔静载试验方法，先安装第一锚定梁，两个所述第一锚定梁平行设置，第一锚定梁位于基桩的两侧，再安装第二锚定梁，第二锚定梁搭设于所述第一锚定梁上，相邻两个所述第二锚定梁之间具有供抗拔钢筋伸出的间距，之后安装固定件，将所述固定件与所述抗拔钢筋固定连接，所述固定件与相邻的两个所述第二锚定梁抵紧；安装第一支墩，在所述第一支墩上设置支撑平台，在所述支撑结构上设置千斤顶，之后再在千斤顶的输出端设置锚定板，通过连接件连接锚定板和第一锚定梁，该装配式基桩抗拔静载试验装置可满足目前各种类型的基桩抗拔承载力检测要求，抗拔钢筋锁定结构不需焊接，组装灵活、安装便捷，试验荷载大，缩短了试验准备工作时间，降低了人力成本，提高了抗拔试验成功率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本本发明各实施例技术方案的范围。