静载试验反力结构及静载试验系统的制作方法

本发明涉及建筑工程领域，具体而言，涉及一种静载试验反力结构。本发明还涉及一种具备该静载试验反力结构的静载试验系统。

背景技术：

基桩工程质量的好坏主要取决于两个因素，即承载能力与桩身质量。桩承载力的准确测试对于各类建筑物基础设计乃至上部结构的设计都起着举足轻重的作用。

静载试验是测试建筑工程桩的承载能力的试验。桩的静载试验就是以一固定时间段的沉降量作为稳定标准，通过施加不同大小的荷载，然后通过架设于桩顶的位移表测得桩身的沉降量，从而得出荷载与沉降量的关系曲线，通过试验数据的判读来确定桩的承载能力。

现有的静载试验分为锚桩法和堆载法。堆载法的反力结构(提供作用于试验状的荷载的结构)的设置方式为：在桩顶使用钢梁设置的承重平台和平台上堆重物，依靠放在桩头上的千斤顶将平台逐步顶起，从而将力施加到桩身；锚桩法的反力结构的设置方式为：将测试桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来，依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起，由被连接的锚桩提供反力。

随着地基基础工艺发展，桩基承载力越来越大，设计桩间距大或桩不成规则布置，不能采用锚桩法；而堆载反力平台需要重物配重搭建，重物的运输、吊装等等花费的成本过高，持续时间过长，吊装、安装过程安全性差。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种静载试验反力结构，以解决现有技术中的静载试验反力结构不适用于或安装过程安全性差的问题。

本发明的另一目的在于提供一种具备上述静载试验反力结构的静载试验系统。

本发明的实施例是这样实现的：

一种静载试验反力结构，其包括千斤顶，支撑于千斤顶上端的主梁，若干分别压合于主梁上端面的两端的次梁，以及多个分别沿各个次梁长度方向分布且位于主梁两侧的锚杆连接结构。其中，锚杆连接结构上端连接于次梁，下端固定设置，用于限制次梁向上的位移。千斤顶支撑于主梁下端面的两端之间的支撑位置，且两侧的次梁分别位于支撑位置的两侧。测试时，千斤顶、主梁和待测的试验桩的中心保持在同一直线上。

本实施例中的静载试验系统使用时，驱动千斤顶向上顶升，由于主梁、次梁的重力以及锚杆连接结构的抗拉拔力叠加的反力的阻碍，千斤顶向下压试验桩。通过分析试验桩的荷载沉降曲线，即可得到试验桩的承载能力。

本实施例中的静载试验反力结构为一种多锚杆-反力梁反力结构，其利用锚杆的抗拔性能为试验装置提供反力，针对不同的桩基承载力可以提供多变的布置方式，更灵活多变，适应性强，不受桩基设计形式和承载力大小等因素制约，并且安装过程安全性高可以大量节省时间、人力物力财力。相比于现有的静载试验中适用受限较大的锚桩法和操作安全差的堆载法，具有实用性和推广应用的价值。

进一步地：

锚杆连接结构包括扁担梁、连接杆以及锚具；

连接杆有两组，两组连接杆的上端分别连接扁担梁的两端，形成开口向下的U形结构；U形结构向下套于次梁的上端面，使扁担梁向下压合次梁和两组连接杆分别位于次梁的两侧；

锚具的下端固定设置，上端固定连接U形结构的下端。

进一步地：

锚杆连接结构还包括两个转换梁；

两组连接杆均包括两个连接钢筋；

扁担梁包括并排设置的两个子梁；属于同一组的两个连接钢筋的上端分别连接两个子梁位于次梁同一侧的一端，下端同时连接于同一个转换梁；

锚具共有两个，两个锚具的上端分别连接两个转换梁。

进一步地：

两个子梁的两端分别设有贯穿其上下端面的通孔，两个转换梁的两端分别设有贯穿其上下端面的通孔；

设置于子梁的通孔和设置于转换梁的通孔一一上下对应，形成沿竖向的通道；

各个连接钢筋分别穿过通道；连接钢筋的下端连接有支撑于转换梁下端面的螺母；连接钢筋的上端连接有压合于子梁的上端面的螺母。

进一步地：

转换梁包括两个间隔设置的分载梁以及连接于两个分载梁之间的两个连接部；转换梁的通孔设置于连接部；

锚具包括锚杆和垫部；

垫部搭设于两个分载梁的上端面，且位于两个连接部之间；

垫部开设有若干通孔；

锚杆穿过垫部上的通孔，且其下端固定设置，上端向下压合于垫部的上端。

进一步地：

分载梁由第二槽钢构成，两个第二槽钢的底壁相对，槽口相背；

连接部由两个第三槽钢构成，两个第三槽钢的底壁间隔相对、槽口相背，且各个第三槽钢的两侧壁分别固定连接两个第二槽钢的底壁，构成具有矩形筒形结构的转换梁。

进一步地：

子梁包括两个相互间隔设置的第一槽钢和两个垫板，两个垫板均跨搭于两个第一槽钢的上端面，且两个垫板分别位于子梁的两端；

垫板设有通孔，垫板的通孔与两个第一槽钢之间的间隙共同构成子梁的通孔。

进一步地：

支撑位置位于主梁底面的中心位置；

位于支撑位置两侧的次梁关于支撑位置对称设置。

进一步地：

主梁的下端面的两端分别支撑有支墩。

一种静载试验系统，其包括试验桩和前述的静载试验反力结构。千斤顶设置于试验桩的上端，并沿竖向支撑于主梁的支撑位置。

综上所述，本实施例中的静载试验反力结构具有布置灵活，能够适应不同桩基设计形式及提供不同的反力，并且安装过程方便且安全性好的有益效果；

本实施例中的静载试验系统由于具备上述静载试验反力结构，同样具备上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例中的静载试验系统的结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是本图1中的锚杆连接结构的立体示图；

图4是图3中的子梁的结构示意图；

图5是图3中的转换梁的结构示意图；

图6是图3中的锚具的结构示意图。

图标：001-静载试验系统；010-静载试验反力结构；013-U形结构；100-锚杆连接结构；d1-第一端；d2-第二端；d3-压合部；110-扁担梁；111-子梁；111a-第一槽钢；111b-垫板；120-转换梁；121-分载梁；121a-第二槽钢；122-连接部；122a-第三槽钢；123-垫块；130-连接杆；131-连接钢筋；140-锚具；141-锚杆；142-垫部；150-螺母；200-次梁；300-主梁；d4-支撑位置；400-千斤顶；500-试验桩；600-支墩。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

图1是本发明实施例中的静载试验系统001的结构示意图；图2是图1的A向视图。请配合参见图1、图2，本实施例中的静载试验系统001包括试验桩500和用于给试验桩500提供反力的静载试验反力结构010。

其中，静载试验反力结构010包括千斤顶400，支撑于千斤顶400上端的主梁300，若干分别压合于主梁300上端面的两端的次梁200，以及多个分别沿各个次梁200长度方向分布且位于主梁300两侧的锚杆连接结构100。

锚杆连接结构100上端连接于次梁200，下端固定设置，用于限制次梁200向上的位移。千斤顶400支撑于主梁300下端面的两端之间的支撑位置d4，且两侧的次梁200分别位于支撑位置d4的两侧。千斤顶400设置于试验桩500的上端，并沿竖向支撑于主梁300的支撑位置d4。优选地，支撑位置d4位于主梁300底面的中心位置，位于支撑位置d4两侧的次梁200关于支撑位置d4对称设置，以增强静载试验系统001的平衡性能和稳定性。进一步地，为避免主梁300向其一端倾倒，主梁300的下端面的两端分别支撑有支墩600。支墩600可设置成下大上小的台阶状，以确保其自生的稳定性，确保其能稳定支撑主梁300。

本实施例中的主梁300由三个并排的梁构成，设置于主梁300两端的次梁200分别为两个，连接各个次梁200两端的锚杆连接结构100分别为四个。且各个次梁200均垂直于主梁300。

本实施例中的静载试验系统001安装时，可先在试验桩500的两侧分别设置支墩600，然后吊装主梁300跨搭于两个支墩600上；再依次吊装次梁200垂直放置于主梁300的上端面，以及设置锚杆连接结构100。锚杆连接结构100的设置方式为下端固定于锚具140基础(如地面或混凝土基础)，上端连接次梁200。

本实施例中的静载试验系统001使用时，驱动千斤顶400向上顶升，由于主梁300、次梁200的重力以及锚杆连接结构100的抗拉拔力叠加的反力的阻碍，千斤顶400向下压试验桩500。通过测量试验桩500的沉降曲线，即可得到试验桩500的承载能力。

本实施例中的静载试验反力结构010为一种多锚杆141-反力梁反力结构，其利用锚杆141的抗拔性能为试验装置提供反力，针对不同的桩基承载力可以提供多变的布置方式，更灵活多变，适应性强，不受桩基设计形式和承载力大小等因素制约，并且安装过程安全性高可以大量节省时间、人力物力财力。相比于现有的静载试验中适用受限较大的锚桩法和操作安全差的堆载法，具有实用性和推广应用的价值。

图3是本图1中的锚杆连接结构100的立体示图。为清楚表达锚杆连接结构100与次梁200的位置关系，图2中额外用虚线示出了次梁200。请参见图3，本实施例中的锚杆连接结构100包括由并排设置的两个子梁111构成的扁担梁110、两个转换梁120、两组连接杆130以及两个锚具140。两组连接杆130均包括两个连接钢筋131。

两组连接杆130的上端分别连接扁担梁110的两端，形成开口向下的U形结构013；U形结构013向下套于次梁200的上端面，使扁担梁110向下压合次梁200和两组连接杆130分别位于次梁200的两侧。锚具140的下端固定设置，上端固定连接U形结构013的下端。可选地，锚杆连接结构100的扁担梁110压合于次梁200的上表面，且锚杆连接结构100的两组连接杆130分别位于次梁200的两侧。两个锚具140下端分别固定设置于锚固基础，上端分别通过两个转换梁120连接于两组连接杆130的下端。

图4是图3中的子梁111的结构示意图。请参见图4，本实施例中的子梁111包括两个相互间隔设置的第一槽钢111a和两个垫板111b。两个第一槽钢111a底壁相对、槽口相背。两个垫板111b均跨搭于两个第一槽钢111a的上端面，且两个垫板111b分别位于子梁111的两端。垫板111b设有通孔，垫板111b的通孔与两个第一槽钢111a之间的间隙连通，用于容纳连接杆130穿过。

图5是图3中的转换梁120的结构示意图。请参见图5，本实施例中的转换梁120包括两个间隔设置的分载梁121以及连接于两个分载梁121之间的两个连接部122。分载梁121由第二槽钢121a构成，两个第二槽钢121a的底壁相对，槽口相背。连接部122由两个第三槽钢122a构成，两个第三槽钢122a的底壁间隔相对、槽口相背，且各个第三槽钢122a的两侧壁分别固定连接两个第二槽钢121a的底壁，构成具有矩形筒形结构的转换梁120。构成连接部122的两个第三槽钢122a之间构成通道，用于容纳连接杆130穿过。

图6是图3中的锚具140的结构示意图。请参见图6，本实施例中的锚具140包括锚杆141和垫部142。垫部142开设有若干通孔。锚杆141穿过垫部142上的通孔，且其上端向下压合于垫部142的上端，下端用于固定于锚固基础。锚杆141与垫部142的配合方式为将垫部142的通孔设置成上大下小的锥形孔，相应的锚杆141具有上大下小的锥形段，这样通过锥面配合使垫部142向上支撑锚杆141。

请再次参见图3，扁担梁110具有相对的第一端d1和第二端d2，且扁担梁110下表面的第一端d1和第二端d2之间具有压合部d3，用于压合次梁200。

两组连接杆130中的一组连接杆130的上端分别连接扁担梁110的第一端d1，另一组的上端连接扁担梁110的第二端d2。两组连接杆130的下端分别连接两个转换梁120，两个转换梁120分别连接两个锚具140，锚具140的另一端用于固定连接于锚固基础。

属于同一组连接杆130的两个连接钢筋131的上端分别连接两个子梁111的位于压合部d3同一侧的一端，下端连接于同一个转换梁120。

两个子梁111的四个通道和两个转换梁120的四个通道一一上下对应，形成沿竖向的通道。四个连接钢筋131一一对应地穿过四个通道。连接钢筋131的下端连接有支撑于转换梁120下端面的螺母150，优选地还垫设有垫块123。连接钢筋131的上端连接有压合于子梁111的上端面的螺母150。

请继续参见图3，本实施例中的锚具140的垫部142搭设于两个分载梁121的上端面，且位于两个连接部122之间。锚杆141从两个连接部122及两个分载梁121之间的空隙向下穿过，并锚固于锚固基础。

本实施例中的静载试验系统001使用时，其力的传导路径为千斤顶400向上顶升主梁300、主梁300向上顶次梁200，次梁200向上的顶升力顶升于扁担梁110的两个子梁111的两端之间，顶升力分解至两个子梁111；连接于两个子梁111的第一端d1的两个连接钢筋131分别将上述顶升力传递至同一转换梁120，最终通过转换梁120传递至锚具140和锚固基础。该传递过程的力经过沿次梁200长度方向分解成两个力，又结合成两个分别位于次梁200两侧的力。该方式的力传导方式下，当次梁200受到不均匀时，各个连接钢筋131也能保持相同的受力，避免其中的部分连接钢筋131承受过大的不均匀的拉力而断裂。同时本实施例中的锚杆连接结构100还具有装拆方便、抗拉拔力大、可重复使用的优点。

另外，从整体上看，各个次梁200对称的压合于主梁300的两端，连接于各个子梁111两端的锚杆连接结构100分别沿次梁200的长度方向分布，反力由面分布的抗拉拔力及主梁300、次梁200的重力提供，具有传力均匀、能提供的总的反力可设置得较大；或者说可以根据需要加设或减少适当数量的锚杆连接结构100即可实现调节所能提供反力的大小，针对不同的桩基承载力可以提供多变的布置方式，更灵活多变，适应性强，不受桩基设计形式和承载力大小等因素制约；并且相对于堆载法，安装过程安全性高可以大量节省时间、人力物力财力。因此，本实施例中的静载试验系统001相比于现有的静载试验中使用受限较大的锚桩法和操作安全差的堆载法，具有实用性和推广应用的价值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。