自平衡试桩室内加载设备

摘要

本发明公开了单桩承载力测试实验装置技术领域的自平衡试桩室内加载设备，包括千斤顶，所述千斤顶的顶部安装有千斤顶上顶板，所述千斤顶上顶板的顶部左右对称设置有钢丝索上部锚固端，所述千斤顶与千斤顶上顶板之间安装有测力计，所述千斤顶的底部安装有千斤顶下底板，所述千斤顶下底板的底部分别设置有滑轮组和压杆，且滑轮组关于压杆对称设置，所述压杆的外壁套接有自平衡试桩上段桩，所述自平衡试桩上段桩的底端设置有钢丝索下部锚固端，本发明可解决自平衡试桩在室内试验时，千斤顶受试桩截面尺寸限制无法放置于桩身的问题，同时位于桩顶的千斤顶可控制其垂直度，减少误差。

权利要求

1.自平衡试桩室内加载设备，包括千斤顶(2)，其特征在于：所述千斤顶(2)的顶部安装有千斤顶上顶板(3)，所述千斤顶上顶板(3)的顶部左右对称设置有钢丝索上部锚固端(12)，所述千斤顶(2)与千斤顶上顶板(3)之间安装有测力计(1)，所述千斤顶(2)的底部安装有千斤顶下底板(4)，所述千斤顶下底板(4)的底部分别设置有滑轮组(6)和压杆(7)，且滑轮组(6)关于压杆(7)对称设置，所述压杆(7)的外壁套接有自平衡试桩上段桩(8)，所述自平衡试桩上段桩(8)的底端设置有钢丝索下部锚固端(11)，所述钢丝索下部锚固端(11)与钢丝索上部锚固端(12)之间设置有钢丝索(5)，且钢丝索(5)穿过滑轮组(6)和自平衡试桩上段桩(8)，所述压杆(7)的底端设置有钢板(10)，所述钢板(10)的底部安装有自平衡试桩下段桩(9)。

2.根据权利要求1所述的自平衡试桩室内加载设备，其特征在于：所述自平衡试桩上段桩(8)为中空结构。

3.根据权利要求1所述的自平衡试桩室内加载设备，其特征在于：所述钢丝索(5)关于压杆(7)对称设置，且钢丝索(5)的下端设置在自平衡试桩上段桩(8)的内腔。

4.根据权利要求1所述的自平衡试桩室内加载设备，其特征在于：所述钢板(10)将自平衡试桩下段桩(9)的顶端密封。

5.根据权利要求1所述的自平衡试桩室内加载设备，其特征在于：所述钢丝索(5)穿过滑轮组(6)为S形绕法穿过。

6.根据权利要求1所述的自平衡试桩室内加载设备，其特征在于：所述压杆(7)的外径小于自平衡试桩上段桩(8)的内径。

7.根据权利要求1所述的自平衡试桩室内加载设备，其特征在于：所述千斤顶上顶板(3)的左右两侧均开设有与钢丝索(5)相匹配的安装通孔。

8.根据权利要求1所述的自平衡试桩室内加载设备，其特征在于：所述滑轮组(6)的布置可视荷载大小布置两组以上，平面布置可做三角形布置、四边形布置，平面布置的图形中心应关于千斤顶下底板(4)中心严格的中心对称。

说明书

自平衡试桩室内加载设备

技术领域

[0001] 本发明涉及单桩承载力测试实验装置技术领域，具体为自平衡试桩室内加载设备。

背景技术

[0002] 桩的静载荷试验是确定单桩承载力、提供合理设计参数以及检验桩基质量最直观可靠的方法。工程界常用竖向抗压静载试验，但此法有时受工作条件限制，无法提供堆载场地或反力锚桩，或荷载过大，难以进行单桩的竖直静载荷试验。20世纪90年代，我国引进了自平衡试桩，此法只需在桩身放置荷载箱即可实现加载并通过承载力计算公式获得极限单桩承载力，但是对于自平衡试桩的理论研究远远赶不及工程实践。为了提高对自平衡试桩的认识，众多学者对自平衡试桩的受力机制及变形运力进行了大量研究，比如李广信开展的不同受力状态下的试桩侧摩阻力试验研究，以及龚维明团队进行了大量的自平衡试桩现场试验，等等。但是研究发现对于自平衡试桩开展的试验往往是大型的现场试验，或是单独做顶压桩及底托桩的加载试验，未见小型的自平衡试桩室内模型试验，主要原因是室内试验的模型桩直径一般较小，约为5-8cm，而一般的千斤顶直径都大于8cm，无法置于桩身，即使尺寸满足要求，试验时难以保证千斤顶的垂直度，容易导致试验失败，且置于桩身的千斤顶加压也是一大难题，因此亟需一种能满足试验要求又操作简便的自平衡试桩室内加载装置，基于此，本发明设计了自平衡试桩室内加载设备，以解决上述问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供自平衡试桩室内加载设备，以解决上述背景技术中提出的自平衡试桩的室内试验因受模型桩及千斤顶的尺寸限制，普通的千斤顶无法放置在桩身中间，且即使尺寸满足要求，在往模型槽中填土时，容易将置于桩身的千斤顶挤压变位，千斤顶难以控制垂直度，影响加载的问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：自平衡试桩室内加载设备，包括千斤顶，所述千斤顶的顶部安装有千斤顶上顶板，所述千斤顶上顶板的顶部左右对称设置有钢丝索上部锚固端，所述千斤顶与千斤顶上顶板之间安装有测力计，所述千斤顶的底部安装有千斤顶下底板，所述千斤顶下底板的底部分别设置有滑轮组和压杆，且滑轮组关于压杆对称设置，所述压杆的外壁套接有自平衡试桩上段桩，所述自平衡试桩上段桩的底端设置有钢丝索下部锚固端，所述钢丝索下部锚固端与钢丝索上部锚固端之间设置有钢丝索，且钢丝索穿过滑轮组和自平衡试桩上段桩，所述压杆的底端设置有钢板，所述钢板的底部安装有自平衡试桩下段桩。

[0005] 优选的，所述自平衡试桩上段桩为中空结构。

[0006] 优选的，所述钢丝索关于压杆对称设置，且钢丝索的下端设置在自平衡试桩上段桩的内腔。

[0007] 优选的，所述钢板将自平衡试桩下段桩的顶端密封。

[0008] 优选的，所述钢丝索穿过滑轮组为S形绕法穿过。

[0009] 优选的，所述压杆的外径小于自平衡试桩上段桩的内径。

[0010] 优选的，所述千斤顶上顶板的左右两侧均开设有与钢丝索相匹配的安装通孔。

[0011] 优选的，所述滑轮组的布置可视荷载大小布置两组或两组以上，平面布置可做三角形布置、四边形布置等，平面布置的图形中心应关于千斤顶下底板中心严格的中心对称。

[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明千斤顶位于试桩上方，千斤顶不受试桩截面尺寸限制，可使用普通千斤顶，无需特制，且千斤顶回收方便，进行多根试桩测量时可重复利用，节约经费支出，位于桩顶的千斤顶可严格控制其垂直度，不会发生偏差，油压管无需埋入土中，减少工作量，减少对试桩和土体的影响，若油压管出现问题可及时处理。采用压杆将千斤顶的压力传至下段桩桩顶，采用钢丝索连接自平衡上段桩底部，对上段桩底部施加向上的力，可模拟千斤顶位于桩身的情况。用滑轮改变钢丝索走向，钢丝索可绕开千斤顶，因此千斤顶的尺寸不受桩径限制，可自由选择。

[0013] 当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。

[0015] 图1为本发明结构示意图；

[0016] 图2为本发明一种滑轮组平面布置方式结构示意图。

[0017] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0018] 1-测力计，2-千斤顶，3-千斤顶上顶板，4-千斤顶下底板，5-钢丝索，6-滑轮组，7-压杆，8-自平衡试桩上段桩，9-自平衡试桩下段桩，10-钢板，11-钢丝索下部锚固端，12-钢丝索上部锚固端。

具体实施方式

[0019] 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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 请参阅图1，本发明提供一种技术方案：自平衡试桩室内加载设备，包括千斤顶2，千斤顶2的顶部安装有千斤顶上顶板3，千斤顶上顶板3的顶部左右对称设置有钢丝索上部锚固端12，千斤顶2与千斤顶上顶板3之间安装有测力计1，千斤顶2的底部安装有千斤顶下底板4，千斤顶下底板4的底部分别设置有滑轮组6和压杆7，且滑轮组6关于压杆7对称设置，压杆7的外壁套接有自平衡试桩上段桩8，自平衡试桩上段桩8的底端设置有钢丝索下部锚固端11，钢丝索下部锚固端11与钢丝索上部锚固端12之间设置有钢丝索5，且钢丝索5穿过滑轮组6和自平衡试桩上段桩8，压杆7的底端设置有钢板10，钢板10的底部安装有自平衡试桩下段桩9。

[0021] 其中，自平衡试桩上段桩8为中空结构，可供压杆7与钢丝索5通过，钢丝索5关于压杆7对称设置，且钢丝索5的下端设置在自平衡试桩上段桩8的内腔，钢丝索5受力拉直后将荷载传递至自平衡试桩上段桩8处，压杆7受压后将荷载传递至自平衡试桩下段桩9处，从而实现自平衡试桩加载，钢板10将自平衡试桩下段桩9的顶端密封，钢板10传递荷载，避免自平衡试桩下段桩9桩顶应力集中，自平衡试桩下段桩9封闭，避免土体进入桩身内部，钢丝索5穿过滑轮组6为S形绕法穿过，压杆7的外径小于自平衡试桩上段桩8的内径，避免压杆接触到钢丝索，导致荷载被分担，千斤顶上顶板3的左右两侧均开设有与钢丝索5相匹配的安装通孔，方便对钢丝索5的安装和固定。

[0022] 如图2所示，滑轮组6有很多平面布置方式，比如直线型、三角形、四边形等，图2为三角形平面布置，可根据荷载的大小选择合适组数的滑轮组6，一组滑轮组6由两个滑轮组成，两个滑轮排布在一条直线上，滑轮组6在进行平面布置时，滑轮组6中心应对准试桩中心，避免偏心，压杆7的直径要小于自平衡试桩上段桩8桩体内径减去钢丝索直径后的大小，避免压杆接触到钢丝索，导致荷载被分担。

[0023] 本实施例的一个具体应用为：本发明采用压杆7将千斤顶2的压力传至自平衡试桩下段桩9桩顶，采用钢丝索5连接自平衡试桩上段桩8底部，对自平衡试桩上段桩8底部施加向上的力，可模拟千斤顶2位于桩身的情况，用滑轮组6改变钢丝索5走向，钢丝索5可绕开千斤顶2，因此千斤顶2的尺寸不受桩径限制，可自由选择。

[0024] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0025] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。