本技术涉及单桩水平静载荷试验,特别涉及一种海上桩基单桩水平静载荷试验装置。
背景技术:
1、目前,桩基的水平承载力可以通过经验公式估算和水平静载试验两种方式取得;其中,水平静载试验是确定桩基水平承载力的最可靠的方式。海上桩基在结构设计时,载荷除了需要考虑永久载荷外,还应考虑风载荷、雪载荷等动载荷。在载荷方向上,相对于竖向载荷,水平载荷对桩基设计的影响相对较大。因此,桩基的水平承载力是桩基设计的主要控制因素,尤其对于大间距桩基础。
2、现有的海上桩基单桩水平静载荷试验装置存在一些缺点和不足,包括:1)对于基桩中心距大于10倍桩径的大间距桩基础,压力加载会出现试验系统稳定性差和试验成本大幅增加等问题;2)传统的反力桩法,仅打单桩的材料费就动辄数百万元,况且暂未考虑船机等费用,造价成本高昂;3)传统的锚桩法进行水平静载荷试验时,需要在海上施打至少四根锚桩,施工耗时久、费用高;4)传统的水平位移测量法通过将基准梁放置于基准桩上,再进行位移测量,这需要在海上施打两根基准桩,施工耗时久、费用高。
技术实现思路
1、本实用新型的目的是提供一种解决上述现有海上桩基单桩水平静载荷试验检测的问题的海上桩基单桩水平静载荷试验装置。
2、为此,本实用新型技术方案如下:
3、一种海上桩基单桩水平静载荷试验装置,包括依次连接的第一水平拉力加载装置、水平拉力测量装置和第二水平拉力加载装置,以及桩身水平位移测量装置;
4、第一水平拉力加载装置包括第一钢丝绳和手拉葫芦;第一钢丝绳的两端通过第一钢丝绳卡扣连接,使第一钢丝绳形成一个直径可调的环形绳体;手拉葫芦的活动吊钩连接在第一钢丝绳卡扣上;
5、第二水平拉力加载装置包括第二钢丝绳,其两端通过第二钢丝绳卡扣连接,使第二钢丝绳形成一个直径可调的环形绳体;
6、水平拉力测量装置包括测力计,其一端与手拉葫芦的固定吊钩连接、另一端与第二钢丝绳卡扣连接;
7、桩身水平位移测量装置包括测斜仪、保护管组和测斜管组;保护管组由两根保护管构成,二者以其轴线方向平行于桩体的轴线方向的方式对称固定在桩体的侧壁上;测斜管组由两根测斜管构成,二者以与保护管呈同轴设置的方式插设在两根保护管内;测斜管的内壁上沿圆周方向均布开设有至少两条轴向凹槽,且轴向凹槽的槽深与测斜仪探头上的滚轮轮径相适应,使测斜仪探头两侧的滚轮分别内嵌在测斜管内壁上的两条轴向凹槽内。
8、进一步地,第一水平拉力加载装置还包括第一卸扣和第一连接钢丝绳;其中,第一卸扣连接在手拉葫芦的活动吊钩上,使手拉葫芦的活动吊钩通过第一卸扣可拆卸连接在第一钢丝绳卡扣上;第一连接钢丝绳的一端固定在手拉葫芦的固定吊钩上、另一端设有吊环。
9、进一步地,第二水平拉力加载装置还包括第四卸扣和第二连接钢丝绳;其中,第四卸扣可拆卸连接在第二钢丝绳卡扣上;第二连接钢丝绳的一端固定在第四卸扣上、另一端设有吊环。
10、进一步地,在测力计两端的吊环上分别连接有第二卸扣和第三卸扣,使测力计的一端通过第二卸扣可拆卸连接在第一连接钢丝绳另一端的吊环上,测力计的另一端通过第三卸扣可拆卸连接在第二连接钢丝绳另一端的吊环上。
11、进一步地,保护管为一根顶部设有开口、底部封闭的钢管;测斜管为一根顶部设有开口、底部封闭的pvc管。
12、进一步地,第一钢丝绳、第二钢丝绳、第一连接钢丝绳和第二连接钢丝绳采用相同规格的钢丝绳。
13、相较于传统单桩水平静载荷试验设备,该海上桩基单桩水平静载荷试验装置结构简单、安装拆卸灵活轻便,且非使用状态下运送、收纳简单;在结构设计上,该装置包括第一水平拉力加载装置、水平拉力测量装置和第二水平拉力加载装置,通过对两根待测试桩体进行对拉的方式实现加载指定静载荷,进而再利用桩身水平位移测量装置测量加载静载荷前后桩体的垂直度变化,即可快速获得单桩水平承载力,不仅有效降低传统海上水平静载荷试验的要求和成本,且试验过程稳定性和效率高,验证管桩的水平承载力是否满足施工要求的准确结构,以便更加准确的判定两个桩体的水平位移变化,综合海上桩基所受水平力和位移的关系,能更加直观的观察基桩水平承载力的变化程度。
1.一种海上桩基单桩水平静载荷试验装置,其特征在于,包括依次连接的第一水平拉力加载装置、水平拉力测量装置和第二水平拉力加载装置,以及桩身水平位移测量装置;其中,第一水平拉力加载装置包括第一钢丝绳(11)和手拉葫芦(3);第一钢丝绳(11)的两端通过第一钢丝绳卡扣连接,使第一钢丝绳(11)形成一个直径可调的环形绳体;手拉葫芦(3)的活动吊钩连接在第一钢丝绳卡扣上;第二水平拉力加载装置包括第二钢丝绳(12),其两端通过第二钢丝绳卡扣连接,使第二钢丝绳(12)形成一个直径可调的环形绳体;水平拉力测量装置包括测力计(5),其一端与手拉葫芦(3)的固定吊钩连接、另一端与第二钢丝绳卡扣连接;桩身水平位移测量装置包括测斜仪、保护管组和测斜管组;保护管组由两根保护管(1)构成,测斜管组由两根测斜管构成,二者以与保护管(1)呈同轴设置的方式插设在两根保护管(1)内;测斜管的内壁上沿圆周方向均布开设有至少两条轴向凹槽,且轴向凹槽的槽深与测斜仪探头上的滚轮轮径相适应,使测斜仪探头两侧的滚轮分别内嵌在测斜管内壁上的两条轴向凹槽内。
2.根据权利要求1所述的海上桩基单桩水平静载荷试验装置,其特征在于,第一水平拉力加载装置还包括第一卸扣(2)和第一连接钢丝绳(14);第一卸扣(2)连接在手拉葫芦(3)的活动吊钩上,使手拉葫芦(3)的活动吊钩通过第一卸扣(2)可拆卸连接在第一钢丝绳卡扣上;第一连接钢丝绳(14)的一端固定在手拉葫芦(3)的固定吊钩上、另一端设有吊环。
3.根据权利要求2所述的海上桩基单桩水平静载荷试验装置,其特征在于,第二水平拉力加载装置还包括第四卸扣(7)和第二连接钢丝绳(15);其中,第四卸扣(7)可拆卸连接在第二钢丝绳卡扣上;第二连接钢丝绳(15)的一端固定在第四卸扣(7)上、另一端设有吊环。
4.根据权利要求3所述的海上桩基单桩水平静载荷试验装置,其特征在于,在测力计(5)两端的吊环上分别连接有第二卸扣(4)和第三卸扣(6),使测力计(5)的一端通过第二卸扣(4)可拆卸连接在第一连接钢丝绳(14)另一端的吊环上,测力计(5)的另一端通过第三卸扣(6)可拆卸连接在第二连接钢丝绳(15)另一端的吊环上。
5.根据权利要求4所述的海上桩基单桩水平静载荷试验装置,其特征在于,保护管(1)为一根顶部设有开口、底部封闭的钢管;测斜管为一根顶部设有开口、底部封闭的pvc管。
6.根据权利要求1所述的海上桩基单桩水平静载荷试验装置,其特征在于,第一钢丝绳(11)、第二钢丝绳(12)、第一连接钢丝绳(14)和第二连接钢丝绳(15)采用相同规格的钢丝绳。