反力装置及其使用方法和静载检测方法与流程

本发明涉及一种专门用于对建设工程桩基进行静载检测的配套工具。更具体地说，本发明涉及一种反力装置及其使用方法和静载检测方法。

背景技术：

随着大型、高层建筑的不断增多，基础采用桩基的基础形式也随之增多，目前对建设工程领域的桩基进行压载检测试验时所使用的方法大多是压载法、锚桩法和地锚法，这几种方法都是采用油压千斤顶在试验桩桩顶施加荷载，而对于千斤顶的反力，压载法通过反力架上的堆重与之平衡；锚桩法通过反力架将反力传给锚桩，与锚桩的抗拔力平衡；而地锚则是利用外力将地锚装置啮入到地下岩层中，对地锚进行提升时产生一个较大荷载的向上抗拔综合磨阻力，借助这个磨阻力与千斤顶平衡。

但是这些方法都存在一些问题：

对于压载法必须解决几百吨甚至上千吨荷载的来源、堆入及运输问题；压载法所需的大体积混凝土块因缺少有效的围护保护，在检测试验过程中经常出现混凝土块滑落及压载体整体倒塌现象，造成现场检测工作人员伤亡等生产安全事故，同时压载检测方法均存在各组件安装拆卸、检测试验实施过程时间长等问题。锚桩法则必须设置多根锚桩及反力大梁，多根锚桩不仅所需费用昂贵，养护时间较长，而且易受吨位和场地条件的限制，并且锚桩难以重复利用；锚桩法在试验过程中，当加载的压力过大，可能会造成锚桩体与锚桩桩头主筋的焊接头裂开或者被拉断，这将直接造成钢梁与锚桩联合的反力架塌方，这样不仅会对千斤顶以及位移传感器等相关检测仪器被损坏，而且也将给试验人员的安全埋下隐患。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种反力装置及其使用方法和静载检测方法，反力装置重量小、结构设计合理、操作简单方便，设备的制造、实施成本低，在工程基桩压载检测现场易于组装作业，整套装置结构简单，操作方便，能显著提高工作效率，节省大量材料。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种反力装置，包括：

管桩，其沿轴向设置有通道；

支撑板，所述支撑板上表面一相对的两侧分别设置有垫块，所述支撑板上表面设置有一限位部，所述限位部的上端从所述管桩下端伸入所述通道内，并且使得所述垫块顶部与所述管桩下端相抵，以使得所述管桩下端与所述支撑板之间形成间隙，所述支撑板上表面另一相对的两侧分别设置有支撑架；

阻力板，其以靠近第一端的位置与所述支撑架铰接，所述阻力板的铰接部位与所述支撑板的距离小于所述垫块的高度，并且以可使得所述阻力板的第一端旋转至所述间隙中与所述管桩下端端面相抵的方式设置；

拉索，其一端与所述支撑板或所述管桩固定，另一端从所述通道的上端伸出。

优选的是，所述的反力装置，所述限位部为一套筒，所述套筒垂直固定在所述支撑板上表面，所述拉索穿过所述套筒后从所述通道上端伸出。

优选的是，所述的反力装置，所述支撑板下表面固定有一锚具，所述支撑板上与所述套筒对应的位置设有穿孔，所述拉索一端与所述锚具固定，另一端穿过穿孔和所述套筒后从所述通道上端伸出。

优选的是，所述的反力装置，所述管桩的外壁上设有弹簧，所述阻力板以可旋转至抵压所述弹簧的方式设置。

优选的是，所述的反力装置，所述阻力板的第二端呈尖锐状。

优选的是，所述的反力装置，所述套筒上开设有第一紧固孔，所述管桩上的对应位置开设有第二紧固孔，所述第一紧固孔和所述第二紧固孔中插有紧固件。

优选的是，所述的反力装置，所述管桩下端设有一端板，所述管桩下端端面上与所述阻力板第一端对应的位置设置有一接触开关，所述接触开关与一电灯电连接，当所述阻力板的第一端与所述端部接触，所述电灯发光。

优选的是，所述的反力装置，所述支撑架上设置有转轴孔，所述转轴孔中可旋转设置有一转轴，所述转轴与所述阻力板固定连接。

本发明还提供一种反力装置的使用方法，包括：

用压力机压送管桩，至管桩的上端也进入地下；

将拉索伸出通道的一端与提升装置固定，用提升装置提升管桩，至阻力板的第一端与管桩下端相抵。

本发明还提供一种使用反力装置的静载检测方法，其特征在于，包括：

用压力机压送管桩，至管桩的上端也进入地下；

将拉索伸出通道的一端与提升装置固定，用提升装置提升管桩，至阻力板的第一端与管桩下端相抵；

将拉索与反力梁固定；

在待测桩基顶部放置千斤顶，利用反力梁为千斤顶提供反力。

本发明至少包括以下有益效果：

(1)本发明利用压力机使管桩缓慢地钻进地下土层中，由于反力装置全部配件均由较大的金属构件制成，无须担心地下土对反力装置构成破坏。

(2)本发明在提升过程中，阻力板及板尖将会向外旋转，这时阻力板的板尖在惯性作用下和外侧相邻的土层表面相互产生摩擦，在摩擦力逐渐增强作用下阻力板将会持续自动展开钻进并啮入到反力装置外侧相邻的地下土层中，随着反力装置及管桩整体不断地向上缓慢提升，此时反力装置上的阻力板将会持续地在土层中作啮入动作，当阻力板的第一端在转动到管桩端底部相互抵触时将会触动到接触开关，接触开关一经触动就会开启一照明电灯，提示工程基桩现场检测人员所述的阻力板的第一端已与工程管桩底的管桩端板相互抵触，表明反力装置系统上的阻力板牢固地和地下岩土层紧密贴合，此时，已啮入到地下岩土层中的阻力板将会形成一个较大荷载的向上抗拔综合阻力体，增强反力装置和工程管桩的整体向上抗拔阻力，此时横梁反力装置借助这个阻力体就可以对基桩进行静载检测试验。

(3)本发明结构设计合理，操作过程简单方便，设备的维修、实施成本低，能显著提高工程基桩现场静载检测试验的工作效率，同样解决了目前对桩基进行压载检测试验时所需大量压载物的吊运问题，节省大量的人力物力，将给社会创造巨大的工作和经济效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的反力装置的主视图；

图2为本发明的支撑板、支撑架、垫块和套筒的结构示意图；

图3为图1的剖视图；

图4为图2安装一块阻力板时的构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1、图2、图3及图4所示，本发明提供了一种反力装置，包括：

管桩11，其沿轴向设置有通道；

支撑板1，所述支撑板1上表面一相对的两侧分别设置有垫块3，所述支撑板1上表面设置有一限位部，所述限位部的上端从所述管桩11下端伸入所述通道内，并且使得所述垫块3顶部与所述管桩11下端相抵，以使得所述管桩11下端与所述支撑板1之间形成间隙，所述支撑板1上表面另一相对的两侧分别设置有支撑架2；

阻力板5，其以靠近第一端的位置与所述支撑架2铰接，所述阻力板5的铰接部位与所述支撑板1的距离小于所述垫块3的高度，并且以可使得所述阻力板5的第一端旋转至所述间隙中与所述管桩11下端端面12相抵的方式设置；

拉索8，其一端与所述支撑板1或所述管桩11固定，另一端从所述通道的上端伸出。

在上述技术方案中，管桩11可以为普通工程管桩11，管桩11中形成有贯通管桩11的通道，通道能让限位部插入即可。支撑板1可以为圆形或方形，限位部设置在支撑板1中部，并从管桩11下端插入通道中，能限定支撑板1不偏移位置即可，并且管桩11下端除通道以外的部分与垫块3顶部相抵触，使得支撑板1与管桩11下端形成一定高度的间隙。支撑架2设置在支撑板1上未设置垫块3的相对的两侧，支撑架2上铰接阻力板5，铰接位置靠近阻力板5的第一端，第一端可随阻力板5旋转至上述间隙中，并与管桩11下端抵触，即管桩11下端限制了阻力板5向远离管桩11的方向进一步旋转。拉索8与支撑板1或管桩11固定即可。

使用时，管桩11竖直放置，压力机将管桩11压入地下，在下压的过程中，阻力板5一直处于与管桩11近似平行的装置，当管桩11上端也进入地下后，停止压送；使用提升装置连接拉索8，提升管桩11的高度，在上升过程中，阻力板5会朝远离管桩11的方向旋转，阻力板5的第二端持续在土层中作啮入动作，直至其第一端与管桩11底部相抵，这时整个装置形成一个较大荷载的向上抗拔综合阻力体，此时横梁反力装置借助这个较大荷载的向上抗拔综合阻力体就可以对基桩进行静载检测试验。

可以看出，本发明的重量小，不需要成百上千吨级的载荷，而且操作简单，组装完成后，只需要压送和提升操作即可。而且本发明的支撑板1、支撑架2和阻力板5均可以用常见的钢板切割焊接而成，结构简单，因而组装方便，制造实施成本较低，也比较节省原材料。

在另一种技术方案中，所述的反力装置，所述限位部为一套筒4，所述套筒4垂直固定在所述支撑板1上表面，所述拉索8穿过所述套筒4后从所述通道上端伸出。这里提供了限位部的优选结构，套筒4是非常常见的机构，而且套筒4也方便拉索8的穿出。

在另一种技术方案中，所述的反力装置，所述支撑板1下表面固定有一锚具7，所述支撑板1上与所述套筒4对应的位置设有穿孔，所述拉索8一端与所述锚具固定，另一端穿过穿孔和所述套筒4后从所述通道上端伸出。这里，提供了拉索8的设置方式，锚具7方便与拉索8牢固固定，拉索8固定在支撑板1下表面的锚具7上也容易保证提升方向不偏移，支撑板1上的穿孔方便拉索8穿出。

在另一种技术方案中，所述的反力装置，所述管桩11的外壁上设有弹簧9，所述阻力板5以可旋转至抵压所述弹簧9的方式设置。这里，在管桩11的外壁设置弹簧9，在提升管桩11时，弹簧9给阻力板5施加较大弹力，帮助阻力板5啮入土层，至第一端与管桩11下端相抵。

在另一种技术方案中，所述的反力装置，所述阻力板5的第二端呈尖锐状。这里，尖锐状方向阻力板5的第二端啮入土层。

在另一种技术方案中，所述的反力装置，所述套筒4上开设有第一紧固孔，所述管桩11上的对应位置开设有第二紧固孔，所述第一紧固孔和所述第二紧固孔中插有紧固件10。这里，提供了一种将管桩11与套筒4固定的方式，紧固件10包括螺栓或其它紧固件10。

在另一种技术方案中，所述的反力装置，所述管桩11下端端面12上与所述阻力板5第一端对应的位置设置有一接触开关，所述接触开关与一电灯电连接，当所述阻力板5的第一端与所述端部接触，所述电灯发光。这里，提供了一种方便操作人员观察到阻力板5第一端是否与管桩11下端端面12接触的方式，如果电灯未发光，则需要继续提升管桩11，如果电灯发光，则停止提升管桩11。

在另一种技术方案中，所述的反力装置，所述支撑架2上设置有转轴6孔，所述转轴孔13中可旋转设置有一转轴6，所述转轴6与所述阻力板5固定连接。这里，提供了一种阻力板5的铰接方式。

在另一种技术方案中，所述的阻力板5从反力装置上向外侧倾斜、转动展开后，钻进啮入到反力装置和工程管桩11外侧相邻的地下土层中，钻进地下土层中的阻力板5将会形成一个较大荷载的向上抗拔综合磨阻力体，增强反力装置和工程管桩11的整体向上抗拔阻力，然后将反力装置及工程管桩11上的拉索8线束和地面上的横梁反力装置连接紧固，再连接液压装置及其它相关仪器设备，就可以对基桩进行压载检测。

本发明还提供一种反力装置的使用方法，包括：

用压力机压送管桩及反力装置，至管桩的上端也进入地下；

将拉索伸出通道的一端与提升装置固定，用提升装置提升管桩，至阻力板的第一端与管桩下端相抵。这里，提供了本发明的使用方法。优选的，所述支撑板下表面固定有一锚具，所述支撑板上与所述套筒对应的位置设有穿孔，所述拉索一端与所述锚具固定，另一端穿过穿孔和所述套筒后从所述通道上端伸出，保证拉索能牢固固定。优选的，限位部为套筒。优选的，管桩的外壁上设有弹簧，所述阻力板以可旋转至抵压所述弹簧的方式设置，为阻力板提供弹力。优选的，管桩下端端面设置有接触开口，接触开关控制电灯的开闭，方便确定阻力板在土层中的状态。提升装置为横梁反力装置或液压、机械提升装置。

在另一种技术方案中，使用方法包括：

预先在工厂组装后装箱待用，到基桩检测作业现场再拆除包装箱后即可取出使用，也可以在基桩检测作业现场经散件组装；将组装好的反力装置和编排好的拉索线束连接，分别将一条或多条拉索安装在锚具的孔洞中并紧固连接；

(2)当管桩专用压力机在将工程管桩垂直立起准备往下压送时，将反力装置安装到工程管桩桩端底部，通过预先在工程管桩壁上开好的孔洞使用套筒紧固件连接好套筒；同时松开绑扎弹簧和阻力板的绳索，使弹簧呈扩张工作状态，确保向外扩展的弹簧助推阻力板向外侧作圆周转动，同时确保拉索已经安装在垂直立起工程管桩上端的孔洞内，便于工作人员容易取出使用；

(3)管桩专用压力机在将工程管桩垂直立起后利用液压装置将工程管桩往下缓慢压送到地下土层中，安装在工程管桩前端的反力装置将随着工程管桩桩端缓慢地钻进地下土层中；

(4)待管桩专用压力机将整条工程管桩压进地下岩土层中后，将工程管桩上端孔洞内的拉索取出安装到地面上的横梁反力装置上，横梁反力装置上设置的机械或液压装置将连接的拉索线束进行不断向上缓慢的提升拉动，拉索线束带动地下土层中的反力装置及工程管桩整体上升，当反力装置及工程管桩整体在缓慢上升过程中，反力装置上阻力板在弹簧的强力向外助推作用下，阻力板及板尖将会向外旋转，这时阻力板的板尖在惯性作用下将会和外侧相邻的土层表面相互产生摩擦，在摩擦力逐渐增强作用下阻力板的板尖将会持续自动展开钻进并啮入到反力装置外侧相邻的地下岩土层中，当地面上的机械或液压装置通过拉索线束持续向上缓慢提升反力装置及工程管桩整体缓慢上升过程中，反力装置上的阻力板将会由浅到深地啮入到反力装置外侧相邻的地下土层中，随着反力装置及工程管桩整体不断地向上缓慢提升，此时反力装置上的阻力板将会持续地在土层中作啮入动作，当阻力板的第一端转动到与工程管桩底的管桩端板相互抵触时，阻力板在地下土层中基本呈水平状态，同时，阻力板的端部在转动到并与工程管桩底的管桩端板相互抵触时触动到接触开关，接触开关一经触动就会开启一照明电灯，提示工程基桩现场检测操作人员所述的阻力板的端部已与工程管桩底的管桩端板相互抵触无需再继续提升反力装置及工程管桩；阻力板在地下土层中基本达到了最大的抗拔力；反力装置系统上的阻力板将会较牢固地和地下土层紧密贴合，已啮入到地下岩土层中的阻力板将会形成一个较大荷载的向上抗拔综合阻力体，增强反力装置及工程管桩的整体向上抗拔阻力，此时横梁反力装置借助这个较大荷载的向上抗拔综合阻力体就可以对基桩进行静载检测试验。

本发明还提供一种使用反力装置的静载检测方法，其特征在于，包括：

用压力机压送管桩及反力装置，至管桩的上端也进入地下；

将拉索伸出通道的一端与提升装置固定，用提升装置提升管桩，至阻力板的第一端与管桩下端相抵；

将拉索与反力梁固定；

在待测桩基顶部放置千斤顶，利用反力梁为千斤顶提供反力。这里，提供了本发明用于静载检测的具体方法，上述反力装置为千斤顶提供反力。优选的，所述支撑板下表面固定有一锚具，所述支撑板上与所述套筒对应的位置设有穿孔，所述拉索一端与所述锚具固定，另一端穿过穿孔和所述套筒后从所述通道上端伸出，保证拉索能牢固固定。优选的，限位部为套筒。优选的，管桩的外壁上设有弹簧，所述阻力板以可旋转至抵压所述弹簧的方式设置，为阻力板提供弹力。优选的，管桩下端端面设置有接触开口，接触开关控制电灯的开闭，方便确定阻力板在土层中的工作状态。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明反力装置用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。