一種灌注樁豎向抗拔試驗系統的制作方法

本實用新型屬于工業與民用建筑基樁檢測領域，涉及用于作為建筑單樁豎向抗拔試驗，具體涉及一種灌注樁豎向抗拔試驗系統。

背景技術：

隨著樁基技術和理論的不斷發展，樁基礎成為國內外應用最為廣泛的一種基礎形式，其工程質量涉及上部結構的安全。樁基礎由基樁和連接于樁頂的承臺共同組成，樁支承于堅硬的(基巖、密實的卵礫石層)或較硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力層，具有很高的豎向單樁承載力或群樁承載力，足以承擔高層建筑的全部豎向荷載(包括偏心荷載)，常用的樁型主要有預制鋼筋混凝土樁、預應力鋼筋混凝土樁、鉆(沖)孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、鋼管樁等。根據《JGJ106-2014建筑基樁檢測技術規范》3.1.1條文規定，基樁檢測應根據檢測目的、檢測方法的適用性、樁基的設計條件、成樁工藝等，合理選擇單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁豎向抗拔靜載試驗、單樁水平靜載試驗等檢測方法。

樁基礎設計中，當樁基承受拔力時，應對樁基進行抗拔驗算，單樁豎向抗拔靜載試驗是檢測單樁豎向抗拔承載力最直觀、可靠的方法。根據《JGJ106-2014建筑基樁檢測技術規范》5.1.2條規定，為設計提供依據的試驗樁，應加載至樁側巖土阻力達到極限狀態或樁身材料達到設計強度；5.1.3條規定，檢測時的抗拔樁受力狀態，應與設計規定的受力狀態一致；5.1.4條規定，預估的最大試驗荷載不得大于鋼筋的設計強度。

樁基的抗拔承載力一般取決于樁側與周圍巖土的阻力或樁身材料的設計強度限值，對于混凝土灌注樁而言，樁身材料的設計強度限值實則為鋼筋的強度設計值。大量的基樁抗拔試驗表明，樁身鋼筋的強度設計值是抗拔承載力的主導控制因素。常規的單樁豎向抗拔靜載試驗采用單獨制作與豎向抗壓靜載試驗相同樁徑、樁長、配筋等設計參數的試驗樁進行，一方面存在額外的制樁費用、試驗時間等問題；另一方面，豎向抗壓靜載試驗的試驗樁一般配筋率不高，抗拔試驗的最大施加荷載一般在1000kN～1500kN，受鋼筋的設計強度控制，若進一步加載則存在試驗的安全問題。

為解決樁身鋼筋的設計強度對單樁抗拔靜載試驗最大施加荷載的制約，工程中可考慮增加樁身的配筋量，增大試驗的安全儲備，最大程度激發樁側與周圍巖土阻力的相互作用，提供全面、完整的上拔力與上拔變形量U-Δ關系曲線；同時，單樁豎向抗拔試驗可考慮與單樁豎向抗壓靜載試驗同步進行，對單樁豎向抗壓靜載試驗的安全性進行全面的監測，對節約試驗時間、費用等均具有重要的作用和工程意義。

技術實現要素：

本實用新型目的在于提供一種灌注樁豎向抗拔試驗系統，提供全面、完整的上拔力與上拔變形量U-Δ關系曲線，增大試驗的安全儲備，且對單樁豎向抗壓靜載試驗的安全性進行全面的監測，節約試驗時間、費用等。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種灌注樁豎向抗拔試驗系統，包括反力系統、加荷及穩壓系統和觀測系統；所述反力系統采用錨樁橫梁反力裝置，采用4根豎向抗拔試驗樁和1根豎向抗壓靜載試驗樁的方式布置，4根豎向抗拔試驗樁分布在1根豎向抗壓靜載試驗樁的四周，豎向抗壓靜載試驗樁中心與豎向抗拔試驗樁中心之間的距離大于4D且大于2.0m，D為豎向抗壓靜載試驗樁設計直徑，通過4根豎向抗拔試驗樁對中間1根豎向抗壓靜載試驗樁施加反力；

所述加荷及穩壓系統包括千斤頂、主梁、副梁、荷載測量儀器設備；通過主梁、副梁將4根豎向抗拔試驗樁相連，千斤頂安裝于4根豎向抗拔試驗樁的幾何中心，荷載測量儀器設備安裝在千斤頂與豎向抗壓試驗樁之間，通過千斤頂將荷載施加于豎向抗壓試驗樁，通過荷載測量儀器設備控制荷載，荷載依次通過主梁、副梁傳遞至4根豎向抗拔靜載試驗樁；

觀測系統包括基準樁、基準梁和位移觀測設備，在兩基準樁上固定基準梁，基準梁設置于豎向抗拔試驗樁附近，位移觀測設備連接在豎向抗拔試驗樁和基準梁上。

進一步，豎向抗拔試驗樁樁身上采用膨脹螺栓錨固有薄鋼片，薄鋼片表面采用黃油或凡士林固定有玻璃片，位移觀測設備安裝在玻璃片上。

進一步，所述基準樁設置于距豎向抗拔試驗樁中心大于4倍豎向抗拔試驗樁樁徑且大于2.0m處。

進一步，所述加荷及穩壓系統采用兩臺或兩臺以上液壓千斤頂并聯同步工作。

進一步，所述荷載測量儀器設備為力傳感器。

進一步，所述位移觀測設備為百分表或位移傳感器。

本實用新型的灌注樁豎向抗拔試驗系統，包括反力系統、加荷及穩壓系統和觀測系統，反力系統采用錨樁橫梁反力裝置，采用4根豎向抗拔試驗樁和1根豎向抗壓靜載試驗樁的方式布置，抗拔試驗最大試驗荷載可達3000kN～4000kN，最大程度激發樁側與周圍巖土阻力的相互作用，提供全面、完整的上拔力與上拔變形量U-Δ關系曲線，增大試驗的安全儲備，且對單樁豎向抗壓靜載試驗的安全性進行全面的監測，節約試驗時間、費用等。

【附圖說明】

圖1為豎向抗壓靜載試驗樁及豎向抗拔試驗樁平面布置圖；

圖2為本實用新型灌注樁豎向抗拔試驗觀測系統示意圖；

圖2a豎向靜載試驗設備安裝俯視圖；圖2b豎向抗拔試驗觀測裝置側視圖；

圖中：1為主梁；2為副梁；3為荷載測量儀器設備；4為千斤頂；5為豎向抗壓靜載試驗樁；6為豎向抗拔試驗樁；7為基準樁；8為基準梁；9為位移觀測設備。

【具體實施方式】

下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，本文所描述的實施例僅僅為本實用新型的一部分實施例，而非全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，均屬于本實用新型保護范圍。

本實用新型的灌注樁豎向抗拔試驗系統包括反力系統、加荷及穩壓系統和觀測系統；所述反力系統采用錨樁橫梁反力裝置，采用4根豎向抗拔試驗樁6和1根豎向抗壓靜載試驗樁5的方式布置，4根豎向抗拔試驗樁6分布在1根豎向抗壓靜載試驗樁5的四周，豎向抗壓靜載試驗樁5中心與豎向抗拔試驗樁6中心之間的距離大于4D且大于2.0m，D為豎向抗壓靜載試驗樁5設計直徑，通過4根豎向抗拔試驗樁6對中間1根豎向抗壓靜載試驗樁5施加反力；

所述加荷及穩壓系統包括千斤頂4、主梁1、副梁2、荷載測量儀器設備3；通過主梁1、副梁2將4根豎向抗拔試驗樁6相連，千斤頂4安裝于4根豎向抗拔試驗樁6的幾何中心，荷載測量儀器設備3安裝在千斤頂4與豎向抗壓試驗樁5之間，通過千斤頂4將荷載施加于豎向抗壓試驗樁5，通過荷載測量儀器設備3控制荷載，荷載依次通過主梁1、副梁2傳遞至4根豎向抗拔靜載試驗樁6；

觀測系統包括基準樁7、基準梁8和位移觀測設備9，在兩基準樁7上固定基準梁8，基準梁8設置于豎向抗拔試驗樁6附近，位移觀測設備9連接在豎向抗拔試驗樁6和基準梁8上。

進一步，豎向抗拔試驗樁6樁身上采用膨脹螺栓錨固有薄鋼片，薄鋼片表面采用黃油或凡士林固定有玻璃片，位移觀測設備9安裝在玻璃片上；荷載測量儀器設備3為力傳感器；位移觀測設備9為百分表或位移傳感器。

以下通過具體實施例說明本實用新型的具體方案。

參見圖1所示，試驗區分別布置1組豎向抗壓靜載試驗樁3根、豎向抗拔試驗樁8根，豎向抗拔試驗樁為錨樁，豎向抗壓靜載試驗樁為試樁，豎向抗壓靜載試驗樁編號為A1～A3，豎向抗拔試驗樁6編號為MA1～MA8。抗壓試驗樁中心與豎向抗拔試驗樁6中心之間的距離大于4D且大于2.0m，D為豎向抗壓靜載試驗樁5設計直徑，豎向抗壓靜載試驗樁5樁徑為800mm時，相鄰豎向抗壓靜載試驗樁5及相鄰豎向抗拔試驗樁6之間的間距為5000mm，豎向抗拔試驗樁6排距為5000mm，相鄰豎向抗壓靜載試驗樁5與豎向抗拔試驗樁6之間的間距為3536mm。豎向抗壓靜載試驗樁5及豎向抗拔試驗樁6的樁徑、樁長相同，豎向抗拔試驗樁6樁身主筋配筋為20Ф25，豎向抗拔試驗樁6既是豎向抗壓靜載試驗樁的反力樁，又是豎向抗拔試驗樁。

圖2為本實用新型灌注樁豎向抗拔試驗觀測系統示意圖。

圖2a豎向靜載試驗設備安裝俯視圖，圖2b豎向抗拔試驗觀測裝置側視圖。試驗加荷設備采用兩臺或兩臺以上液壓千斤頂并聯同步工作，安裝千斤頂合力中心為4根豎向抗拔試驗樁6的幾何中心，千斤頂4將荷載施加于豎向抗壓試驗樁5，同時通過荷載測量儀器設備3控制荷載，荷載依次通過主梁1、副梁2傳遞至豎向抗拔靜載試驗樁6。當進行豎向抗壓靜載試驗時，豎向抗拔試驗樁上拔觀測樁的上拔荷載為豎向抗壓試驗樁的1/4，如豎向抗壓靜載試驗荷載至12000kN，則豎向抗拔試驗樁上拔觀測樁的上拔荷載為3000kN。

豎向抗拔試驗可選擇對角線分布的兩根豎向抗拔試驗樁6進行抗拔試驗觀測，在距豎向抗拔試驗樁6中心大于4倍樁徑且大于2.0m處設置基準樁7，通過基準樁7固定基準梁8，在豎向抗拔試驗樁頂下50cm處安裝百分表或位移傳感器上拔位移觀測設備。加、卸荷及數據采集可由靜載測試儀完成，豎向靜載試驗執行《JGJ106-2014建筑基樁檢測技術規范》的有關規定。

以上實施例僅用于說明本實用新型的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明，所屬領域的普通技術人員依然可以對本實用新型的具體實施方案進行修改或者等同替換，而這些并未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均在本實用新型的權利要求保護范圍之內。