专利名称：一种大吨位桩基静载试验压重平台反力装置及安装方法
技术领域：
本发明涉及建筑桩基静载试验装置及安装方法技术领域。
背景技术：
桩基静载试验是桩基质量检测的重要内容之一。所谓桩基静载试验，是指按桩的 使用功能，分别在桩顶逐级施加轴向压力、轴向上拔力或在桩基承台底面标高一致处施加 水平力，观测桩的相应检测点随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，根据荷载与位移的 关系(即Q S曲线)判定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平 承载力的试验方法。现有的桩基静载试验通常需搭建堆重平台即反力装置底座，将千斤顶设置于反力 装置底座与桩顶之间，在反力装置底座上放置砂袋、砼预制块等配重物进行试验。而反力装 置底座都是采用大型型钢组接而成。随着高层建筑，特别是超高层建筑的大量兴建，静载试 验所测承载力吨位也越来越大，需搭建的反力装置底座也越来越大。面对大量数千吨量级 的桩基静载试验项目，在反力装置底座上放置砂袋、砼预制块等配重物的传统做法，目前在 技术上实现的困难越来越大。首先是搭建的反力装置底座庞大笨重，不仅造价高，强度难以 达到要求，变形问题难以解决，而且要将庞大笨重的反力装置底座或者构建反力装置底座 的大型构件搬移到建筑工地十分困难，搬运成本高且不安全。其次，制作配重物的材料消耗 大，浪费资源，配重物的装载和运输成本也很高。此外，加载反力装置结构性能及由此产生 的不可控因素给试验带来了较大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种搭建堆重平台的构件便于制作、 运输，可在建筑工地现场组装搭建堆重平台、结构简单、安全、制作成本低的大吨位桩基静 载试验压重平台反力装置。本发明还提供这种反力装置的安装方法。本发明的目的是通过如下技术方案实现的一种大吨位桩基静载试验压重平台反力装置，该反力装置由带边框的矩形体钢混 承重台板交错堆叠形成倒金字塔形阶梯式压重平台反力装置底座；在每块钢混承重台板中 心制作有一沉头锁孔，每块钢混承重台板的四个角均为四分之一沉头锁孔，四块钢混承重 台板的四角拼合共同形成一沉头锁孔；水平方向相邻的钢混承重台板之间通过锁扣限位联 结，垂直方向相邻的钢混承重台板之间通过沉头锁孔用螺栓固定或钢索锚固，将交错堆叠 的钢混承重台板联结形成刚性组合结构的压重平台反力装置底座。本发明在阶梯式压重平台反力装置底座底部设置有从内至外依次升高的阶梯形 静态承重支座。一种大吨位桩基静载试验压重平台反力装置的安装方法，其安装工艺步骤是①将要安装静态承重支座的地基处理平整；②依次安装静态承重支座；
③用矩形体钢混承重台板交错堆叠拼装成倒金字塔形阶梯式压重平台反力装置 底座，将水平方向相邻的钢混承重台板之间用锁扣限位联结，垂直方向相邻的钢混承重台 板之间通过沉头锁孔用螺栓固定或钢索锚固；④另外配置长方体配重箱，将长方体配重箱交错堆叠于压重平台反力装置底座上 形成压重平台反力装置配重体。本发明配重箱的长度与钢混承重台板边长一致，宽度为长度的二分之一。组成配 重体的组件长方体配重箱每一层由内向外交错对称排布，层与层之间排布旋转90°交错叠 压。配重箱内装载的配重物料为固体配重物或液体配重物。本发明采用矩形体钢混承重台板组合构建堆重平台的结构形式，零散的矩形体钢 混承重台板便于运输搬运，现场组合搭建堆重平台也十分方便，既解决了运输大型堆重平 台或大型型钢构建的困难，也解决了采用大型型钢现场制作和拆卸巨型堆重平台施工的困 难、工期的漫长和成本的高昂，也解决了大型钢构堆重平台强度及变形的问题。相邻的钢混 承重台板之间横向通过锁扣限位联结，纵向通过螺栓固定或钢索锚固构成了刚性组合体， 结合所设置的静态承重支座的扶持作用，可有效解决不可控因素对检测安全产生的潜在威 胁。采用配重箱直接在工地现场装载建筑垃圾、泥土等配重物构成配重体，降低了配重物的 装载和运输成本、来源及砂料损耗浪费。本发明的装置可就地利用配重物、现场快速拼装连 接，钢混承重台板、配重箱等可以多次反复使用，从而可以大幅度节约试验成本，提高工作 效率。本发明的安装方法简便安全，易于实施。下面结合说明书附图进一步阐述本发明内容。
图1是钢混承重台板结构示意图；图2是图1俯视图；图3是本发明结构示意图；图4是图3俯视图；图5是本发明用于试验状态示意图；图6是图5俯视图；图7是配重箱结构示意图；图8是图7的俯视图。
具体实施例方式本发明由图1、图2所示的带边框Ia的矩形体钢混承重台板1交错堆叠形成图3、 图4所示的倒金字塔形阶梯式压重平台反力装置底座2。在每块钢混承重台板1中心制作有 一沉头锁孔3，每块钢混承重台板1的四个角均为四分之一沉头锁孔，四块钢混承重台板的 四角拼合共同形成一沉头锁孔。水平方向相邻的钢混承重台板之间通过锁扣4限位联结， 垂直方向相邻的钢混承重台板之间通过沉头锁孔用螺栓固定或钢索锚固，将交错堆叠的钢 混承重台板联结形成刚性组合结构的压重平台反力装置底座2。钢混承重台板可以利用成 熟的钢混结构构件制作工艺技术制作。
安装本发明装置进行大吨位桩基静载试验时，如图5、图6所示，将要安装静态承 重支座6的地基处理平整后，从内向外依次安装逐级升高的阶梯形静态承重支座6。然后用 矩形体钢混承重台板1交错堆叠拼装成倒金字塔形阶梯式压重平台反力装置底座2，将水 平方向相邻的钢混承重台板之间用锁扣4限位联结，垂直方向相邻的钢混承重台板之间通 过沉头锁孔用螺栓固定或钢索锚固。每一级支座对应辅助支撑位于其上方的一级底座，以 提高本发明试验时的安全性。在压重平台反力装置底座2底部设置千斤顶5，桩顶位于千斤 顶底部。然后，在压重平台反力装置底座2上交错堆叠如图7、图8所示的长方体配重箱7 形成压重平台反力装置配重体8。配重箱采用成熟的金属形材加工技术、铆焊技术、涂装技 术制作。在建筑工地现场取用建筑垃圾或泥土或碎石或灌注水装填入配重箱内，既降低了 配重物料的运输成本，又解决了配重物料来源及砂料损耗浪费等问题。配重箱每一层由内 向外交错对称排布，层与层之间排布旋转90°交错叠压，使得交错堆叠的长方体型配重箱 利用自身重力在层与层之间产生的巨大摩擦力形成整体组合结构。配重箱长度一般与钢混 承重台板1边长一致，宽度为长度的二分之一，高度由运输工具大小和配重箱装载荷重大 小优化计算确定。这种几何尺寸设置，可方便形成与钢混承重台板组合形成的压重平台反 力装置底座的交错压缝堆砌结构。配重体通过吊装配重箱交错堆叠形成整体组合结构，既 提高了工作速度和效率，也降低了检测工作的安全隐患。本发明静态承重支座地基处理方法可以采用中华人民共和国行业标准《建筑地基 处理技术规程》(JGJ 79)规定的方法，要求处理后的地基承载力每平方米应大于反力装置 每平方米最大加载量的1. 2-2. 5倍。静态承重支座安装方法根据试验采用直接压重加载或 锚压联合加载，可分别采用不固定式排列安装方法和固定式排列安装方法。压重平台反力 装置底座2拼装方法采用由下往上逐层叠压拼合安装。配重体8拼装方法采用由下往上逐 层叠压拼合安放。实施例一某建筑工程需要进行5000吨桩基静载试验，要求用钢混承重台板构成压重平台 反力装置。采用现有技术制作钢混承重台板，钢混承重台板几何尺寸(长X宽X厚)为 4X4X0. 5 (m3)，采用工子钢构成钢混承重台板边框和由中心沉头锁孔向外辐射的承重板 筋，焊接加工成型后辅以增强钢筋，浇灌高强度商品混凝土并养护定型。采用现有技术制作配重箱7和静态承重支座6 根据钢混承重台板几何尺寸，配套 的配重箱外形几何尺寸(长χ宽χ高)也设定为4X2X4 (m3)，采用T型钢构成配重箱框 架，采用5mm厚加筋钢板与框架焊接构成配重箱前后左右四面及底面，防锈涂装后形成配 重箱成品；配套的静态承重支座根据钢混承重台板几何尺寸，最内圈10个支座(长X宽) 为IX l(m2)，高度根据千斤顶最小高度和桩基突出地面高度确定为1.5m，最内圈以外各圈 支座(长X宽)为2X2 (m2)，高度根据最内圈静态承重支座高度逐圈增加0. 5m，采用T型 钢构成静态承重支座框架，辅以斜支撑T型钢构件增强承重能力，采用5mm厚加筋钢板与静 态承重支座上下两面焊接构成承重和支撑面，防锈涂装后形成静态承重支座成品。安装方法如下(1)静态承重支座地基处理。可以根据工地现场不同情况，按照中华人民共和国行 业标准《建筑地基处理技术规程》(JGJ 79)规定的方法或多种方法组合进行处理，根据桩基静载试验吨位(5000吨)和压重平台反力装置设计面积(400m2)要求达到20T/m2不产生沉 降变形。(2)静态承重支座安装。根据承重平台反力装置结构，在经过处理的平整地基上， 由内向外、从矮到高顺序围排安放承重支座，形成四面看台型凹形支座阵列。(3)压重平台反力装置底座拼装。采用由下往上逐层叠压拼合安装，每一层钢混承 重台板水平方向上通过锁扣限位固定，最后在垂直方向上通过沉头锁孔用螺栓固定或钢索 锚固。要求在千斤顶加压工作前，压重平台向下传递的重力由静态承重支座均应承担。(4)配重箱装载配重物。根据工地现场条件，可以用人工或机械装载固体配重物 (建筑垃圾、泥土、碎石)或液体配重物(水)。(5)配重体拼装。采用由下往上逐层叠压拼合安放，每一层配重箱由内向外压缝顺 序排列，层与层之间排布旋转90°交错叠压，通过交错堆叠的配重箱利用自身重力在层与 层之间产生的巨大摩擦力形成整体组合结构。根据桩基静载试验吨位(5000吨)和配重箱比重(设配重物比重为1. 5)，按照中 华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规程》(JGJ 106)，本例试验需要55个钢混承重 平台和250个配重箱。实施例二 某建筑工程需要进行7000吨桩基静载试验，要求用钢混承重台板构成压重平台 反力装置。装置制作与实施例一相同。安装方法如下(1)静态承重支座地基处理。可以根据工地现场不同情况，按照中华人民共和国行 业标准《建筑地基处理技术规程》(JGJ 79)规定的方法或多种方法组合进行处理，根据桩基 静载试验吨位(7000吨)和压重平台反力装置设计面积(400m2)要求达到25T/m2不产生沉 降变形。(2)静态承重支座安装。根据承重平台反力装置结构，在经过处理的平整地基上， 由内向外、从矮到高顺序围排安放承重支座，形成四面看台型凹形支座阵列。(3)压重平台反力装置底座拼装。采用由下往上逐层叠压拼合安装，每一层钢混承 重台板水平方向上通过锁扣限位固定，最后在垂直方向上通过沉头锁孔用螺栓固定或钢索 锚固。要求在千斤顶加压工作前，压重平台向下传递的重力由静态承重支座均应承担。(4)配重箱装载配重物。根据工地现场条件，可以用人工或机械装载固体配重物 (建筑垃圾、泥土、碎石)或液体配重物(水)。(5)配重体拼装。采用由下往上逐层叠压拼合安放，每一层配重箱由内向外压缝顺 序排列，层与层之间排布旋转90°交错叠压，通过交错堆叠的配重箱利用自身重力在层与 层之间产生的巨大摩擦力形成整体组合结构。根据桩基静载试验吨位(7000吨)和配重箱比重(设配重物比重为1. 5)，按照中 华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规程》(JGJ 106)，本例试验需要55个钢混承重 平台和350个配重箱。实施例三某建筑工程需要进行10000吨桩基静载试验，要求用钢混承重台板构成压重平台反力装置或用钢混承重台板构成锚压联合反力装置。装置制作同实施例一。安装方法如下(1)静态承重支座地基处理。可以根据工地现场不同情况，按照中华人民共和国行 业标准《建筑地基处理技术规程》(jgj 79)规定的方法并结合加筋ere桩处理(ere桩考虑 5m深)，根据桩基静载试验吨位(10000吨)和压重平台反力装置设计面积(400m2)，并考虑 锚压联合反力装置结构，要求达到25T/m2不产生沉降变形。CFG桩按照静态承重支座排布 规则对应排列，并形成与静态承重支座的安装连接螺栓。(2)静态承重支座安装。根据承重平台反力装置结构，在经过处理的平整地基上， 由内向外、从矮到高顺序围排安装承重支座，形成四面看台型凹形支座阵列，静态承重支座 要求与加筋CRi桩安装连接螺栓牢固链接并能承载ΙΟΤ/m2的上拔力。(3)压重平台反力装置底座拼装。采用由下往上逐层叠压拼合安装，每一层钢混承 重台板水平方向上通过锁扣限位固定，最后在垂直方向上通过沉头锁孔将静态承重支座一 起用螺栓固定或钢索锚固。要求在千斤顶加压工作前，压重平台向下传递的重力由静态承 重支座均应承担且当千斤顶工作时栓固或锚固连接部位要能承担对应的静态承重支座可 能产生的巨大向下作用力。(4)配重箱装载配重物。根据工地现场条件，可以用人工或机械装载固体配重物 (建筑垃圾、泥土、碎石)或液体配重物(水)。(5)配重体拼装。采用由下往上逐层叠压拼合安放，每一层配重箱由内向外压缝顺 序排列，层与层之间排布旋转90°交错叠压，通过交错堆叠的配重箱利用自身重力在层与 层之间产生的巨大摩擦力形成整体组合结构。根据桩基静载试验吨位(10000吨)和配重箱比重(设配重物比重为1. 5)，按照中 华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规程》(JGJ 106)，本例试验需要55个钢混承重 平台和350个配重箱。
权利要求
一种大吨位桩基静载试验压重平台反力装置，其特征在于，该反力装置由带有边框(1a)的矩形体钢混承重台板(1)交错堆叠形成倒金字塔形阶梯式压重平台反力装置底座(2)；在每块钢混承重台板(1)中心制作有一沉头锁孔(3)，每块钢混承重台板(1)的四个角均为四分之一沉头锁孔，四块钢混承重台板的四角拼合共同形成一沉头锁孔；水平方向相邻的钢混承重台板之间通过锁扣(4)限位联结，垂直方向相邻的钢混承重台板之间通过沉头锁孔用螺栓固定或钢索锚固，将交错堆叠的钢混承重台板联结形成刚性组合结构的压重平台反力装置底座(2)。
2.根据权利要求1所述的一种大吨位桩基静载试验压重平台反力装置，其特征在于， 在阶梯式压重平台反力装置底座(2)底部设置有从内至外依次升高的阶梯形静态承重支 座(6)。
3.—种大吨位桩基静载试验压重平台反力装置的安装方法，其特征在于，其安装工艺 步骤是①将要安装静态承重支座(6)的地基处理平整；②依次安装静态承重支座(6)；③用矩形体钢混承重台板(1)交错堆叠拼装成倒金字塔形阶梯式压重平台反力装置 底座(2)，将水平方向相邻的钢混承重台板之间用锁扣(4)限位联结，垂直方向相邻的钢混 承重台板之间通过沉头锁孔用螺栓固定或钢索锚固；④另外配置长方体配重箱(7)，将长方体配重箱(7)交错堆叠于压重平台反力装置底 座(2)上形成压重平台反力装置配重体(8)。
4.根据权利要求3所述的一种大吨位桩基静载试验压重平台反力装置的安装方法，其 特征在于，配重箱(7)的长度与钢混承重台板1边长一致，宽度为长度的二分之一。
5.根据权利要求3或4所述的一种大吨位桩基静载试验压重平台反力装置的安装方 法，其特征在于，组成配重体(4)的组件长方体配重箱(3)每一层由内向外交错对称排布， 层与层之间排布旋转90°交错叠压。
6.根据权利要求3所述的一种大吨位桩基静载试验压重平台反力装置的安装方法，其 特征在于，配重箱(3)内装载的配重物料为固体配重物或液体配重物。
全文摘要
一种大吨位桩基静载试验压重平台反力装置及安装方法，装置由带有边框(1a)的矩形体钢混承重台板(1)交错堆叠形成倒金字塔形阶梯式压重平台反力装置底座(2)；在每块钢混承重台板中心制作有一沉头锁孔(3)，钢混承重台板的四个角均为四分之一沉头锁孔；相邻的钢混承重台板之间水平方向通过锁扣(4)限位联结，垂直方向通过沉头锁孔用螺栓固定或钢索锚固。安装方法是处理地基后安装静态承重支座，然后拼装压重平台反力装置底座，再将长方体配重箱交错堆叠于压重平台反力装置底座上形成压重平台反力装置配重体。本发明搭建堆重平台的构件便于制作、运输，可在建筑工地现场组装搭建堆重平台、结构简单、安全、制作成本低，安装方法简便安全，易于实施。
文档编号E02D33/00GK101985839SQ20101055083
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者刘光宗, 彭彪, 李继荣, 杨永菊 申请人:云南省建筑科学研究院