一种可拆卸式水箱加载试桩装置的制作方法

本实用新型涉及桩基础承载力检测装置技术领域，具体涉及一种可拆卸式水箱加载试桩装置。

背景技术：

单桩竖向抗压静载试验是采用接近于竖向抗压桩实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向极限承载力。因为房屋建筑中桩顶荷载是随着房屋建筑层数的增加而逐渐增大的，所以抗压静载试验采用分级加载。单桩竖向抗压静载试验主要目的有以下三方面：(1)确定单桩竖向抗压极限承载力及单桩竖向抗压承载力特征值；(2)判定竖向抗压承载力是否满足设计要求；(3)评价桩基的施工质量，作为工程桩的验收依据。现有的单桩竖向抗压静载试验加载方式多为混凝土块加载和堆土加载，这种方式有如下缺点：(1)混凝土块需要提前预制，运输到现场成本较高；(2)堆土加载的方式为重型机械现场取土，无法精确获得堆载物的实际重量，同时破坏了场地土层结构；(3)它们都需要重型机械装置进行加载，当软土层上进行试桩时，地标承载力低，需要对场地进行处理，进一步增加了试桩成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有静载试验取土堆载和混凝土块堆载、大型机械无法进场试验的缺陷。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

可拆卸式水箱加载试桩装置，包括中心柱、底板、壁板、拉索、垫块和连接结构；每节中心柱通过连接结构逐段安装在待试桩头上，直至达到目标高度；所述的底板由四个1/4扇形环拼合形成圆环状，扇形环的内边通过连接结构连接在中心柱上；底板的圆弧边缘上通过连接结构垂直固定有与中心柱数量相同的圆柱形壁板；每段壁板的高度与每节中心柱相同，由四个1/4环形面通过连接结构拼接而成；所述的中心柱上通过张紧的倾斜拉索连接底板，用于承担底板受到的载荷，每块1/4环形面通过张紧的水平拉索与中心柱相连，用于提高壁板的刚度；所述的底板下方设置有若干个垫块，垫块两端分别支撑于地面和底板上，垫块上装配有用于测定垫块所受压力的测力装置。

作为优选，所述的中心柱、底板、壁板和拉索均为钢材质，可满足大承载力试桩的要求。

作为优选，所述的连接结构包括橡胶垫和螺栓，与连接结构相连的两个部件上均在边缘设有凸起，橡胶垫夹持在两个部件的凸起之间形成防水结构，螺栓贯穿该防水结构实现连接固定。

作为优选，所述的底板上设置有横梁，用于增加底板的承载能力。

作为优选，所述的壁板底部设置应急排水阀，在顶部设有注水阀。

作为优选，所述的壁板嵌入树脂刻度板，用来观测加载水位高度。

本实用新型的有益效果是：可以根据试桩荷载要求选择装置安装的高度，在大型机械不宜进入的场地完成静载试桩。装置拆卸方便，可在完成测试后快速拆除。

附图说明

图1是一种可拆卸式水箱加载试桩装置的立体结构示意图；

图2为可拆卸式水箱加载试桩装置的剖面示意图；

图3是连接结构示意图。

图中：中心柱1、桩头2、底板3、壁板4、拉索5、应急排水阀6、注水阀7、垫块8、螺栓9、橡胶垫10、水平拉索501和倾斜拉索502。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步阐述和说明。

如图1所示，一种可拆卸式水箱加载试桩装置，包括中心柱1、底板3、壁板4、拉索5、垫块8和连接结构。中心柱1、底板3、壁板4和拉索5均可采用钢材质。每节中心柱1通过连接结构逐段安装在待试桩头2上，直至达到目标高度，具体节数根据计算所需的高度进行选择(图2中的节数为7节)。底板3由四个1/4扇形(圆心角90°角)环拼合形成圆环状，扇形环的内边通过连接结构连接在中心柱1上。底板3下方设置有多个垫块8，垫块8两端分别支撑于地面和底板3上，垫块8上装配有用于测定垫块8所受压力的测力装置。垫块8可以起到保持底板3平衡的作用。

底板3的圆弧边缘上通过连接结构垂直固定有环形的壁板4，每块壁板4四个1/4环形面(1/4环形面是指弧度为90°的环形面)通过连接结构拼接而成，竖直方向上壁板4的数量与中心柱1数量相同，每段壁板4的高度与每节中心柱1相同，且竖直方向上的设置与中心柱1一一对应，即每安装一节中心柱1就对应安装一块壁板4。拉索5包括水平拉索501和倾斜拉索502。中心柱1上通过多条张紧的倾斜拉索502连接底板3，用于承担底板3受到的载荷。每块1/4环形面通过张紧的水平拉索501与中心柱1相连，用于提高壁板4 的刚度，防止注水后出现变形。底板3上还可以设置有横梁，用于增加底板3的承载能力。

如图3所示，连接结构包括橡胶垫10和螺栓9。连接结构主要用于连接两侧的部件，例如中心柱1和底板3、壁板4和底板3、上方壁板4和下方壁板4。因此，与连接结构相连的两个部件上均在边缘设有凸起，使其呈类似法兰盘的结构。橡胶垫10夹持在两个部件的凸起之间形成防水结构，螺栓9贯穿该防水结构实现连接固定。

为了注水和排水方便，壁板4底部设置应急排水阀6，在顶部设有注水阀7；壁板4嵌入树脂刻度板，用来观测加载水位高度。

基于上述装置的一种可拆卸式水箱加载试桩方法，步骤如下：

首先用运输车辆将包括中心柱1、底板3、壁板4、拉索、垫块8和连接结构在内的装置零件运输到试桩场地，并整平场地；根据需要的高度将若干节中心柱1安装在桩头2上；在场地四周放置垫块8，将底板3安装在中心柱1上并通过垫块8支撑；根据要求的高度将壁板4安装在底板3上，并最底层底板3上设有应急排水阀6，最上层壁板4设有注水阀7；将中心柱1用倾斜拉索502与底板3连接，中心柱1用水平拉索501与壁板4连接；

然后进行试桩，在垫块8上装配测力装置；将应急排水阀6关闭；通过注水阀7向水箱中注水进行加载，加载的同时记录水位高度、垫块8支撑力和桩顶沉降，某时刻桩顶荷载的计算方式为：桩顶荷载＝装置重量产生的荷载+此时刻水的重量产生的荷载-垫块承担荷载；

试桩完成后通过应急排水阀6排出水体，将装置拆卸，运离场地。

下面通过具体案例说明本实用新型中桩顶荷载的计算方式：

在一实施例中，可拆卸式水箱的尺寸为：底板半径为5m，即水箱内径为10m，壁板高度为7m，共七节，中心柱直径为0.8m，钢板半径为20mm。水箱使用的钢板材料体积为6.3m³，将水注入水箱后，水的最大体积549.5m³，则整个加载装置最大的加载重量为599t。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，然其并非用以限制本实用新型。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。例如，装置材料也可采用铝制材料，中心柱和底板的半径也可以自由变化。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。