单桩竖向抗拔静载试验的锚固连接法抗拔装置的制作方法

本发明涉及一种建筑桩基的检测装置。

背景技术：

作为建筑的“基础”——基桩，它在工程里发挥着重要作用。为确保工程质量和安全，及时进行桩基的抗拉拔试验十分必要。目前通用的检测标准为《建筑基桩检测技术规范》jgj106-2014，对于灌注桩，通常直接连接试桩中的纵向普通钢筋来进行试验，具体为将各钢筋共同焊接在连接千斤顶输出端的提篮或者法兰外周，对于预应力管桩，也是灌芯后将灌芯的普通钢筋焊接提篮或者法兰。这样的检测装置，首先因为连接的纵向钢筋是供工程使用的普通钢筋，其本身的强度仅满足在基桩中作为增强部件使用，而在抗拔静载试验的高强外力下容易损坏，其次，由于纵向普通钢筋露出试桩桩顶，其通常在施工过程中会变形弯曲、甚至折断，这就使得在检测前，需要对弯曲的钢筋进行调直，对折断的钢筋进行焊接处理，当千斤顶的架设位置高，露出的钢筋不够时还需要焊接加长，因此存在处理复杂，检测准备时间长的缺陷。再者弯曲的钢筋调直后不可能完全笔直，在法兰或提篮受力后，容易产生偏心，各钢筋受力不均，加上钢筋焊接点较多，产生应力集中，在焊接处很容易拉断，使试验终止。

总体来说，现有的检测装置其连接结构存在前期准备时间长，检测中焊接处易损坏，一旦损坏，需要重新焊接再试验，试验周期长，整体效率低。而且检测中需要专门的焊接，加上对异常情况的处理费用，检测的成本也较高。此外，焊接处的崩坏还会带来安全威胁。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供一种结构简单，安全可靠，高效而节约成本的单桩竖向抗拔静载试验的锚固连接法抗拔装置。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

单桩竖向抗拔静载试验的锚固连接法抗拔装置，包括设于试桩两侧的两支墩，架设在所述支墩上、悬于所述试桩上方的主梁，以及设于所述主梁中部的千斤顶，所述千斤顶的动力输出端连有固定装置，所述固定装置固定连接有若干拉杆，所述拉杆通过高强连接件与所述试桩连接，还设置有位移检测结构，用于所述主梁的校平；

所述高强连接件至少包括预埋在所述试桩内且围绕所述试桩轴线均匀分布的至少三根高强钢筋，且所述高强钢筋端部通过位于所述试桩顶部的凹槽而裸露，裸露部分不超出所述试桩表面，且与所述拉杆连接。

优选地，所述位移检测结构包括测量臂和支撑臂，二者在电机的带动下在竖直方向上转动，其中，所述测量臂上设置有条状贯穿孔以及一竖直平面，所述条状贯穿孔沿长度方向的中心平面与所述电机转轴延伸线平行相交，所述支撑臂上设置有与所述条状贯穿孔长度方向垂直的测量面，所述位移检测结构还包括一端固定的悬挂线，所述悬挂线端部设置有激光发射器，且所述激光发射器设置有与所述竖直平面贴合的限位平面，激光光束垂直于所述限位平面发射，当激光光束贯穿所述条状贯穿孔时，所述测量面水平。

优选地，所述高强连接件还包括连接套筒，所述连接套筒包括贯通腔体，且腔体的内壁两端分别通过螺纹与所述高强钢筋和拉杆连接，其中，所述连接套筒的中部围绕其轴线均匀分布有若干条状通孔。

优选地，所述高强连接件还包括锚固拉板，锚固连接所述锚固拉板和所述高强钢筋的第一高强螺栓，以及锚固连接所述锚固拉板和所述拉杆的第一高强螺栓。

优选地，所述锚固拉板上设置第一连接孔和第二连接孔来连接所述第一高强螺栓和第二高强螺栓，其中，各个所述第一连接孔均匀分布在第一圆周上，各所述第二连接孔均匀分布在第二圆周上，所述第一圆周和第二圆周同心设置。

优选地，所述第一连接孔和/或所述第二连接孔为一字孔，且所述一字孔沿所述第一圆周径向方向延伸。

优选地，所述第一高强螺栓和/或所述第二高强螺栓为空腔结构，所述空腔结构一端供所述高强钢筋和/或所述拉杆通过螺纹旋入固定，所述空腔结构的腔体侧壁上围绕其轴线均匀分布有若干条状通孔。

优选地，所述锚固拉板为包括上板、下板和中间板的一体式结构，所述中间板用于对所述上板和下板进行连接，所述上板和下板上分别开设有连接所述第一高强螺栓和第二高强螺栓的第一连接孔和第二连接孔。

优选地，所述主梁的校平方法如下：

s1：通过所述电机带动所述测量臂和所述支撑臂转动；

s2：当所述激光发射器检测到激光光束贯穿所述条状贯穿孔时，所述电机停止转动，此时所述测量面到达水平位置；

s3：将所述激光发射器放置于所述测量面上，并在所述测量面上的不同位置向所述主梁底部发射激光光束；

s4：根据不同位置的测量结果调整所述主梁，直至各测量结果相等，完成所述主梁的校平。

本发明的有益效果是：

1.本发明的基桩抗拔检测装置，有别于传统，采用另外的高强连接件将试桩与拉杆直接或间接锚固的形式，避免了传统普通钢筋焊接形式所带来的一系列问题，连接方便、稳固，安全可靠，有利于提高现场工作效率和节约成本，也保证测量结果的准确。

2.预埋若干高强钢筋在试桩内作为高强连接件，作为受拉钢筋，可以很好的保证连接强度，连接质量和稳定性，材料易取得，操作方便，节省现场检测装置搭建时间。

3.高强钢筋的顶端设置距离试桩的桩顶1.5cm-2.5cm，优选2cm，可较好的保证钢筋在检测中的稳定性，而且由于钢筋顶端低于桩顶，除了做抗拔试验安全可靠，做抗压试验时也无需如传统的将露出桩顶的普通钢筋头部截掉，抗拔静载试验和抗压静载试验可以不分先后的来做。

4.优选高强钢筋的锚固长度为10cm-15cm，可以更好的保证连接的稳定性。尤其拉杆的锚固长度也设置等于高强钢筋的锚固长度，进一步提高整体连接的稳定性。

5.高强钢筋可以直接与拉杆螺纹连接，省去了额外的连接部件，结构简单，安全可靠，高效且节约成本。

6.高强钢筋也可通过一连接套筒与拉杆螺纹连接，更加方便操作，而且，无论是高强钢筋直接与拉杆相连，还是通过连接套筒，都保证拉杆和高强钢筋在同一竖直线上，传力可靠，高强钢筋受力均匀，而且结构简单，拆装都很方便。

7.高强钢筋的直径可以设置为32mm-40mm，保证钢筋本身的强度，配合本发明的连接方式整体上更加可靠，尤其拉杆也可以采用高强的连接钢筋，全螺纹，进一步提高连接结构整体的受力强度，也方便连接。

8.高强连接件设为至少三根高强钢筋，且各高强钢筋均布在同一圆周，可以兼顾高强钢筋的使用数量和受力的均匀稳定，尤其各拉杆的位置也均匀分布在同一圆周，且拉杆所在的圆周与高强钢筋所在的圆周在水平面内的投影为同心圆，则拉杆的数量和排布与高强钢筋的数量和排布不必一定相同，也能保证稳定的传力和试验的高质量完成。

9.高强连接件也可以包括设于试桩上方的锚固拉板，以及锚固连接锚固拉板和试桩的若干高强螺栓，锚固拉板的上端通过与拉杆锚固连接，如此的连接设置同样安全可靠稳定，由于没有钢筋露出桩顶，做另外的抗压试验时也无需如传统的将露出桩顶的普通钢筋头部截掉，抗拔静载试验和抗压静载试验可以不分先后的来做。

10.还可以设置拉杆和高强钢筋的数量相同，拉杆在相应圆周上的相位相对于高强钢筋在相应圆周上的相位转过45°角，也可以使得拉杆与高强螺栓之间的传力十分稳定。

11．锚固拉板上可设置连接孔来连接高强螺栓，各连接孔也均匀分布在同一圆周，且可分别由圆心方向向往沿径向延伸成长条形。因此对不同直径的试桩进行拉拔静载检测时，相应的高强螺栓选择合适的位置插入连接孔进行连接即可，如此可灵活的适应多种不同规格试桩的检测操作。

12．锚固拉板为包括上板、下板和中间板的一体式结构，上板和下板上分别开设连接高强螺栓的连接孔，如此一方面一体式结构十分稳定，另一方面上板和下板分别连接拉杆和高强钢筋，可避免互相之间的干扰，更加方便连接。

附图说明

为了更清楚地说明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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是本发明总体结构示意图；

图2是实施例一中高强钢筋与试桩之间的位置示意图；

图3是实施例一中拉杆和高强钢筋的连接示意图；

图4~图6是实施例二中位移检测结构在不同角度的示意图；

图7是实施例三中连接套筒的安装示意图；

图8和图9分别是实施例四中高强螺栓和锚固拉板两种不同形式的示意图；

图10是实施例四中包括上板、下板和中间板的一体式锚固拉板的结构示意图；

图11是实施例二中主梁的校平方法流程图；

附图标记：01-支墩、02-试桩、03-主梁、04-千斤顶、05-固定装置、06-拉杆、07-高强钢筋、08-测量臂、09-支撑臂、10-电机、11-条状贯穿孔、12-悬挂线、13-激光发射器、14-连接套筒、15-条状通孔、16-锚固拉板、17-第一高强螺栓、18-第二高强螺栓、19-第一连接孔、20-第二连接孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

如图1~3所示，一种单桩竖向抗拔静载试验的锚固连接法抗拔装置，包括被测对象和检测装备。其中，被测对象为试桩02，本实施例中，具体为灌注桩；检测装备包括设于试桩02两侧的两支墩01，架设在支墩01上、悬于试桩02上方的主梁03，以及设于主梁03中部的千斤顶04，千斤顶04的动力输出端连有固定装置05，固定装置05固定连接有若干拉杆06，拉杆06通过高强连接件与试桩02连接，还设置有位移检测结构，用于主梁03的校平；本实施例中，高强连接件包括预埋在试桩02内的高强钢筋07，且高强钢筋07端部通过位于试桩02顶部的凹槽而裸露，裸露部分不超出试桩02表面，且与拉杆06连接。

在单桩竖向抗拔静载试验的锚固连接法抗拔装置工作的过程中给，首先通过位移检测结构对主梁03进行校平，从而保证固定在固定装置05上的各个拉杆06保持竖直，即与竖向的试桩02平行，从而保证在对试桩02进行抗拔静载试验的过程中施力方向的准确性，随后千斤顶04工作，通过固定装置05带动拉杆06运动，通过拉杆06与试桩02间的连接关系对试桩02施力，从而进行抗拔静载试验。

本实施例中，高强连接件为预埋在试桩02内的纵向设置且围绕试桩02轴向均匀分布的若干高强钢筋07，拉杆06的位置与高强钢筋07在纵向对应，且拉杆06也采用高强的连接钢筋，高强钢筋07直接与拉杆06螺纹连接，具体是高强钢筋07为高强螺纹钢筋，螺纹在外表面，拉杆06的下端对应设凹槽及内螺纹来与高强钢筋07的上端配合旋接。高强钢筋07的锚固长度为10~15cm。优选拉杆06的锚固长度也等于高强钢筋07的锚固长度。

各高强钢筋07的顶端距离试桩02的桩顶2cm，且锚固部分的试桩02顶部的凹槽供拉杆06的锚固端伸入与高强钢筋07锚固连接，具体的预埋方法是，预埋前通过行业内通用方法计算检测连接所需高强钢筋07的直径和长度。将各高强钢筋07对称绑扎在混凝土钢筋笼上，注意高强钢筋07锚固端埋设在距桩顶截面以下2cm的位置，锚固端预留长度10-15cm，锚固端在桩身混凝土浇筑过程中采用塑料薄膜保护，浇筑至锚固端下沿时，用pvc管套在锚固端，继续浇筑至桩顶，待龄期满足要求后连接拉杆06，并通过拉杆06与千斤顶04的动力输出端的固定装置05连接。

检测时，按照本行业通用的方式安装支墩01，主梁03，千斤顶04，以及位移检测结构，锚固连接拉杆06和试桩02中预埋的高强钢筋07，并将拉杆06与固定装置05锚固，各项就绪后，千斤顶04工作，使得千斤顶04输出向上的力，通过拉杆06向上拉拔高强钢筋07，位移检测结构检测试验过程中的位移量、工作状况，采用本行业通用办法判断试桩02的抗拔静载力。

实施例二

本实施例中的单桩竖向抗拔静载试验的锚固连接法抗拔装置与实施例一中的区别在于：位移检测结构以及通过该结构主梁03的校平方法。

具体的，如图4~6所示，位移检测结构包括测量臂08和支撑臂09，二者在电机10的带动下在竖直方向上转动，其中，测量臂08上设置有条状贯穿孔11以及一竖直平面，条状贯穿孔11沿长度方向的中心平面与电机10转轴延伸线平行相交，支撑臂09上设置有与条状贯穿孔11长度方向垂直的测量面，位移检测结构还包括一端固定的悬挂线12，悬挂线12端部设置有激光发射器13，且激光发射器13设置有与竖直平面贴合的限位平面，激光光束垂直于限位平面发射，当激光光束贯穿条状贯穿孔11时，测量面水平。

通过上述位移检测结构，如图11所示，主梁03的校平方法如下：

s1：通过电机10带动测量臂08和支撑臂09转动，在此之前需对电机10进行安装，以使得其可稳定的带动测量臂08和支撑臂09转动；

s2：在二者转动的过程中，激光发射器13在重力的作用下，通过悬挂线12的连接而自然下垂，并在限位平面的限制下向测量臂08的竖直平面发射垂直的激光光束，当激光发射器13检测到激光光束贯穿条状贯穿孔11时，电机10停止转动，此时测量面到达水平位置形成标准水平面，当然，需要尽可能的缩小条状贯穿孔11的宽度，以保证测量的准确性，本步骤中，优选其宽度小于2mm，激光发射器通过自带的激光发射端和激光接收端进行激光的发射和接收，其中，激光发射器13和电机10可通过控制器进行控制；

s3：弯曲悬挂线12将激光发射器13放置于测量面上，并在测量面上的不同位置向主梁03底部发射激光光束；

s4：根据不同位置的测量结果调整主梁03，直至各测量结果相等，完成主梁03的校平，主梁03校平后，激光发射器13将用于测量位移量。

在本优选方案中，可通过一个激光发射器13获得多个测量值，可克服因主梁03底部不平整而造成的误差，从而更加客观且准确的评价主梁03的水平性，激光发射器13可在不同位置而获得不同的作用，有效降低了成本。

实施例三

本实施例中的单桩竖向抗拔静载试验的锚固连接法抗拔装置与实施例一中的区别在于：如图7所示，高强连接件还包括连接套筒14，连接套筒14包括贯通腔体，且腔体的内壁两端分别通过螺纹与高强钢筋07和拉杆06连接，其中，连接套筒14的中部围绕其轴线均匀分布有若干条状通孔15。

本实施例中设置连接套筒14的目的在于降低高强钢筋07和拉杆06的连接难度，只需在高强钢筋07和拉杆06上设置旋向相反的螺纹，并对应旋转连接套筒14即可实现连接，其中，作为本优选方案的创新点，在连接套筒14中部通过去除材料的方式使其相对柔性得到增强，各个条状通孔15之间形成筋状结构，足够满足其抗拉强度，却同时可获得较大的柔性，当高强钢筋07和拉杆06存在偏心的误差时，通过各个筋状结构的略微弯曲而弥补，保证了试验的准确性。

具体的，拉杆06也为高强的连接钢筋，外表面全螺纹。连接套筒14设内螺纹从而分别旋接高强钢筋07和拉杆06的锚固端来连接二者，连接状态下，连接套筒14内高强钢筋07的锚固端与拉杆06的锚固端相抵接。预埋时，同样将各高强钢筋07对称绑扎在混凝土钢筋笼上，注意高强钢筋07锚固端埋设在距桩顶截面以下2cm的位置，锚固端预留长度10-15cm，只是锚固端在桩身混凝土浇筑过程中即需套设连接套筒14，再用塑料薄膜保护，浇筑至锚固端下沿时，同样用pvc管套在锚固端，继续浇筑至桩顶。连接时，将拉杆06的锚固端伸入预先套设在高强钢筋07锚固端的连接套筒14内，转动连接套筒14连接二者即可。

实施例四

本实施例中的单桩竖向抗拔静载试验的锚固连接法抗拔装置与实施例一中的区别在于：如图8所示，高强连接件还包括锚固拉板16，锚固连接锚固拉板16和高强钢筋07的第一高强螺栓17，以及锚固连接锚固拉板16和拉杆06的第二高强螺栓18。

其中，锚固拉板16上设置第一连接孔19和第二连接孔20来连接第一高强螺栓17和第二高强螺栓18，其中，各个第一连接孔19均匀分布在第一圆周上，第二连接孔20均匀分布在第二圆周上，第一圆周和第二圆周同心设置。本实施例中，第二连接孔20为一字孔，且一字孔沿第一圆周径向方向延伸，在试验的过程中，高强螺栓的螺帽与锚固拉板16贴合承力。

作为本实施例的优选，如图9所示，第一高强螺栓17和第二高强螺栓18为空腔结构，空腔结构一端供高强钢筋07和拉杆06通过螺纹旋入固定，第一高强螺栓17空腔结构的腔体侧壁上围绕其轴线均匀分布有若干条状通孔15，其作用与实施例三中相同。

本实施例中第一高强螺栓17和第二高强螺栓18的数量均为六个，锚固拉板16上可以设置加强板增加强度。连接时，首先根据待检测预应力管桩的直径、锚固数量及位置，选用或定制相匹配的锚固拉板16，然后现场用第一高强螺栓17和第二高强螺栓18，再用行业内通用的方式连接拉杆06与锚固拉板16以及锚固拉板16与高强钢筋07即可。具体本实施例中拉杆06为全螺纹高强的连接钢筋。

作为本实施例的另一种优选，如图10所示，锚固拉板16为包括上板、下板和中间板的一体式结构，中间板用于对上板和下板进行连接，上板和下板上分别开设有连接第一高强螺栓17和第二高强螺栓18的第一连接孔19和第二连接孔20；此时上板和下板上分别开设连接第一高强螺栓17和第二高强螺栓18的连接孔。当然无论是何种连接孔都可以采用多种形状来增加可适应度。

需要说明的是，本发明中高强连接件是指强度达到行业内通用抗拔静载检测试验承载力的连接件，无论是第一高强螺栓17、第二高强螺栓18、连接套筒14还是高强的连接钢筋，都满足该要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。