一种灌注桩竖向抗拔试验系统的制作方法

本实用新型属于工业与民用建筑基桩检测领域，涉及用于作为建筑单桩竖向抗拔试验，具体涉及一种灌注桩竖向抗拔试验系统。

背景技术：

随着桩基技术和理论的不断发展，桩基础成为国内外应用最为广泛的一种基础形式，其工程质量涉及上部结构的安全。桩基础由基桩和连接于桩顶的承台共同组成，桩支承于坚硬的(基岩、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载(包括偏心荷载)，常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻(冲)孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等。根据《JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范》3.1.1条文规定，基桩检测应根据检测目的、检测方法的适用性、桩基的设计条件、成桩工艺等，合理选择单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验、单桩水平静载试验等检测方法。

桩基础设计中，当桩基承受拔力时，应对桩基进行抗拔验算，单桩竖向抗拔静载试验是检测单桩竖向抗拔承载力最直观、可靠的方法。根据《JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范》5.1.2条规定，为设计提供依据的试验桩，应加载至桩侧岩土阻力达到极限状态或桩身材料达到设计强度；5.1.3条规定，检测时的抗拔桩受力状态，应与设计规定的受力状态一致；5.1.4条规定，预估的最大试验荷载不得大于钢筋的设计强度。

桩基的抗拔承载力一般取决于桩侧与周围岩土的阻力或桩身材料的设计强度限值，对于混凝土灌注桩而言，桩身材料的设计强度限值实则为钢筋的强度设计值。大量的基桩抗拔试验表明，桩身钢筋的强度设计值是抗拔承载力的主导控制因素。常规的单桩竖向抗拔静载试验采用单独制作与竖向抗压静载试验相同桩径、桩长、配筋等设计参数的试验桩进行，一方面存在额外的制桩费用、试验时间等问题；另一方面，竖向抗压静载试验的试验桩一般配筋率不高，抗拔试验的最大施加荷载一般在1000kN～1500kN，受钢筋的设计强度控制，若进一步加载则存在试验的安全问题。

为解决桩身钢筋的设计强度对单桩抗拔静载试验最大施加荷载的制约，工程中可考虑增加桩身的配筋量，增大试验的安全储备，最大程度激发桩侧与周围岩土阻力的相互作用，提供全面、完整的上拔力与上拔变形量U-Δ关系曲线；同时，单桩竖向抗拔试验可考虑与单桩竖向抗压静载试验同步进行，对单桩竖向抗压静载试验的安全性进行全面的监测，对节约试验时间、费用等均具有重要的作用和工程意义。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种灌注桩竖向抗拔试验系统，提供全面、完整的上拔力与上拔变形量U-Δ关系曲线，增大试验的安全储备，且对单桩竖向抗压静载试验的安全性进行全面的监测，节约试验时间、费用等。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种灌注桩竖向抗拔试验系统，包括反力系统、加荷及稳压系统和观测系统；所述反力系统采用锚桩横梁反力装置，采用4根竖向抗拔试验桩和1根竖向抗压静载试验桩的方式布置，4根竖向抗拔试验桩分布在1根竖向抗压静载试验桩的四周，竖向抗压静载试验桩中心与竖向抗拔试验桩中心之间的距离大于4D且大于2.0m，D为竖向抗压静载试验桩设计直径，通过4根竖向抗拔试验桩对中间1根竖向抗压静载试验桩施加反力；

所述加荷及稳压系统包括千斤顶、主梁、副梁、荷载测量仪器设备；通过主梁、副梁将4根竖向抗拔试验桩相连，千斤顶安装于4根竖向抗拔试验桩的几何中心，荷载测量仪器设备安装在千斤顶与竖向抗压试验桩之间，通过千斤顶将荷载施加于竖向抗压试验桩，通过荷载测量仪器设备控制荷载，荷载依次通过主梁、副梁传递至4根竖向抗拔静载试验桩；

观测系统包括基准桩、基准梁和位移观测设备，在两基准桩上固定基准梁，基准梁设置于竖向抗拔试验桩附近，位移观测设备连接在竖向抗拔试验桩和基准梁上。

进一步，竖向抗拔试验桩桩身上采用膨胀螺栓锚固有薄钢片，薄钢片表面采用黄油或凡士林固定有玻璃片，位移观测设备安装在玻璃片上。

进一步，所述基准桩设置于距竖向抗拔试验桩中心大于4倍竖向抗拔试验桩桩径且大于2.0m处。

进一步，所述加荷及稳压系统采用两台或两台以上液压千斤顶并联同步工作。

进一步，所述荷载测量仪器设备为力传感器。

进一步，所述位移观测设备为百分表或位移传感器。

本实用新型的灌注桩竖向抗拔试验系统，包括反力系统、加荷及稳压系统和观测系统，反力系统采用锚桩横梁反力装置，采用4根竖向抗拔试验桩和1根竖向抗压静载试验桩的方式布置，抗拔试验最大试验荷载可达3000kN～4000kN，最大程度激发桩侧与周围岩土阻力的相互作用，提供全面、完整的上拔力与上拔变形量U-Δ关系曲线，增大试验的安全储备，且对单桩竖向抗压静载试验的安全性进行全面的监测，节约试验时间、费用等。

【附图说明】

图1为竖向抗压静载试验桩及竖向抗拔试验桩平面布置图；

图2为本实用新型灌注桩竖向抗拔试验观测系统示意图；

图2a竖向静载试验设备安装俯视图；图2b竖向抗拔试验观测装置侧视图；

图中：1为主梁；2为副梁；3为荷载测量仪器设备；4为千斤顶；5为竖向抗压静载试验桩；6为竖向抗拔试验桩；7为基准桩；8为基准梁；9为位移观测设备。

【具体实施方式】

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，本文所描述的实施例仅仅为本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护范围。

本实用新型的灌注桩竖向抗拔试验系统包括反力系统、加荷及稳压系统和观测系统；所述反力系统采用锚桩横梁反力装置，采用4根竖向抗拔试验桩6和1根竖向抗压静载试验桩5的方式布置，4根竖向抗拔试验桩6分布在1根竖向抗压静载试验桩5的四周，竖向抗压静载试验桩5中心与竖向抗拔试验桩6中心之间的距离大于4D且大于2.0m，D为竖向抗压静载试验桩5设计直径，通过4根竖向抗拔试验桩6对中间1根竖向抗压静载试验桩5施加反力；

所述加荷及稳压系统包括千斤顶4、主梁1、副梁2、荷载测量仪器设备3；通过主梁1、副梁2将4根竖向抗拔试验桩6相连，千斤顶4安装于4根竖向抗拔试验桩6的几何中心，荷载测量仪器设备3安装在千斤顶4与竖向抗压试验桩5之间，通过千斤顶4将荷载施加于竖向抗压试验桩5，通过荷载测量仪器设备3控制荷载，荷载依次通过主梁1、副梁2传递至4根竖向抗拔静载试验桩6；

观测系统包括基准桩7、基准梁8和位移观测设备9，在两基准桩7上固定基准梁8，基准梁8设置于竖向抗拔试验桩6附近，位移观测设备9连接在竖向抗拔试验桩6和基准梁8上。

进一步，竖向抗拔试验桩6桩身上采用膨胀螺栓锚固有薄钢片，薄钢片表面采用黄油或凡士林固定有玻璃片，位移观测设备9安装在玻璃片上；荷载测量仪器设备3为力传感器；位移观测设备9为百分表或位移传感器。

以下通过具体实施例说明本实用新型的具体方案。

参见图1所示，试验区分别布置1组竖向抗压静载试验桩3根、竖向抗拔试验桩8根，竖向抗拔试验桩为锚桩，竖向抗压静载试验桩为试桩，竖向抗压静载试验桩编号为A1～A3，竖向抗拔试验桩6编号为MA1～MA8。抗压试验桩中心与竖向抗拔试验桩6中心之间的距离大于4D且大于2.0m，D为竖向抗压静载试验桩5设计直径，竖向抗压静载试验桩5桩径为800mm时，相邻竖向抗压静载试验桩5及相邻竖向抗拔试验桩6之间的间距为5000mm，竖向抗拔试验桩6排距为5000mm，相邻竖向抗压静载试验桩5与竖向抗拔试验桩6之间的间距为3536mm。竖向抗压静载试验桩5及竖向抗拔试验桩6的桩径、桩长相同，竖向抗拔试验桩6桩身主筋配筋为20Ф25，竖向抗拔试验桩6既是竖向抗压静载试验桩的反力桩，又是竖向抗拔试验桩。

图2为本实用新型灌注桩竖向抗拔试验观测系统示意图。

图2a竖向静载试验设备安装俯视图，图2b竖向抗拔试验观测装置侧视图。试验加荷设备采用两台或两台以上液压千斤顶并联同步工作，安装千斤顶合力中心为4根竖向抗拔试验桩6的几何中心，千斤顶4将荷载施加于竖向抗压试验桩5，同时通过荷载测量仪器设备3控制荷载，荷载依次通过主梁1、副梁2传递至竖向抗拔静载试验桩6。当进行竖向抗压静载试验时，竖向抗拔试验桩上拔观测桩的上拔荷载为竖向抗压试验桩的1/4，如竖向抗压静载试验荷载至12000kN，则竖向抗拔试验桩上拔观测桩的上拔荷载为3000kN。

竖向抗拔试验可选择对角线分布的两根竖向抗拔试验桩6进行抗拔试验观测，在距竖向抗拔试验桩6中心大于4倍桩径且大于2.0m处设置基准桩7，通过基准桩7固定基准梁8，在竖向抗拔试验桩顶下50cm处安装百分表或位移传感器上拔位移观测设备。加、卸荷及数据采集可由静载测试仪完成，竖向静载试验执行《JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范》的有关规定。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方案进行修改或者等同替换，而这些并未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在本实用新型的权利要求保护范围之内。