本發(fā)明涉及一種基樁靜載試驗系統(tǒng)，特別是一種應用于大噸位基樁靜承載力檢測工程領(lǐng)域的試驗系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：基樁靜載試驗屬于非常重要的巖土工程檢測方法，用于樁基設計提供必要設計指標和樁基施工完成后檢測工程樁能否達到設計要求荷載的常用試驗方法?，F(xiàn)有的基樁靜載試驗方法主要有單一的堆載法、單一的反力樁法和自平衡法三種。單一的堆載法是利用混凝土塊的自重提供加載反力，在大噸位基樁靜載試驗中，往往需要大量的混凝土堆塊，使得堆載高度增大、重心上移，因而要求吊裝精度較高，且耗費時間較長。單一的反力樁法不需要堆載，在試驗樁附近澆筑專用的反力樁或借用工程樁(基礎設計中已存在，后期直接承受建筑荷載的樁)，專用反力樁僅需能夠提供穩(wěn)定的試驗荷載即可，一般用于樁基設計前的參數(shù)驗證，且試驗后不能作為工程樁承擔建筑荷載，造成試驗成本較高；在實際情況中，一般直接采用工程樁作為反力樁使用，但對工程樁的上拔變形量控制極為嚴格且不允許工程樁破壞，同時加載主梁與反力樁(工程樁)的連接是通過后植筋的方法將反錨筋植入反力樁內(nèi)一定深度，然后將反錨筋繞過加載主梁再與另一反錨筋焊接或螺栓連接，由于反錨筋插入反力樁的深度有限，極易造成反力樁樁頭破壞，甚至造成斷樁事故，因此能夠提供的試驗荷載較低。自平衡法是一種新型的基樁靜載試驗方法，其原理是利用基樁本身的重量及樁中性點以上樁周土的摩阻力提供荷載，在基樁澆筑前將油壓加載裝置放入樁內(nèi)與基樁一同澆筑，該方法不需要大量堆載、亦不需要反力樁，但其油壓加載系統(tǒng)屬于一次性使用，試驗完成后，必須對油壓加載系統(tǒng)所在位置進行二次注漿，成本高且安裝繁瑣，適用于樁周土質(zhì)較好，能夠提供足夠摩阻力的情況。如上所述，在現(xiàn)有的基樁靜載試驗系統(tǒng)中，還沒有一種既能利用成本低的堆載又能合理利用工程樁的抗拔承載力以適應大噸位基樁靜載試驗，同時能夠降低堆載高度，保證試驗安全的基樁靜載試驗系統(tǒng)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在大噸位基樁靜載試驗中，提供一種既可以降低堆載高度，又能合理利用工程樁的抗拔承載力的基樁靜載試驗系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的基樁靜載試驗系統(tǒng)，包括次梁、加載主梁、反力樁、傳力錨盤、試驗樁和千斤頂，所述次梁位于加載主梁上，所述加載主梁位于傳力錨盤上，所述傳力錨盤位于反力樁上，所述千斤頂設置在試驗樁上，所述千斤頂位于加載主梁下方，還包括主筋，所述傳力錨盤和反力樁通過主筋連接，所述加載主梁與傳力錨盤通過高強螺紋鋼筋連接。進一步的是，所述傳力錨盤由從上至下依次布置的上錨盤、下錨盤和肋板組成，所述上錨盤和下錨盤通過螺栓連接在一起。進一步的是，所述肋板上設置有通孔，所述連接上錨盤和下錨盤的螺栓從肋板的通孔中穿過。進一步的是，所述下錨盤上設置有槽口，所述主筋安裝在槽口處。進一步的是，所述加載主梁的端部設置有錨板，高強螺紋鋼筋通過高強螺栓與錨板連接。本發(fā)明的有益效果是：采用本發(fā)明的系統(tǒng)可以在基樁靜載試驗開始前，通過計算比較堆載平臺次梁在堆載作用下產(chǎn)生的最大撓度與反力系統(tǒng)總的上拔變形量，確定反力系統(tǒng)鎖定時的預加荷載，從而達到堆載與反力系統(tǒng)共同受力的作用效果，能夠有效降低堆載量；其次試驗系統(tǒng)充分利用了反力樁通長配筋的特性，將反力樁承擔的荷載全部傳遞至反力樁主筋上，有效避免了樁頭破壞和斷樁事故，使得反力樁可以繼續(xù)使用，降低了工程成本；再次試驗系統(tǒng)利用了高強螺栓可靠和安裝拆卸的便捷性，試驗系統(tǒng)可以重復使用，有效節(jié)約了試驗成本。下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。附圖說明圖1為基樁靜載試驗系統(tǒng)立面圖；圖2為基樁靜載試驗系統(tǒng)的剖面圖；圖3為傳力錨盤的立面圖；圖4為下錨盤俯視圖；圖5為上錨盤俯視圖；圖6為錨板俯視圖。圖中零部件、部位及編號：堆載1、次梁2、錨板3、高強螺紋鋼筋4、加載主梁5、上錨盤6、下錨盤7、肋板8、主筋9、反力樁10、千斤頂11、試驗樁12、螺栓13、高強螺栓14。具體實施方式本申請的基樁靜載試驗系統(tǒng)，包括次梁2、加載主梁5、反力樁10、傳力錨盤、試驗樁12和千斤頂11，所述次梁2位于加載主梁5上，所述加載主梁5位于傳力錨盤上，所述傳力錨盤位于反力樁10上，所述千斤頂11設置在試驗樁12上，所述千斤頂11位于加載主梁5下方，還包括主筋9，所述傳力錨盤和反力樁10通過主筋9連接，所述加載主梁5與傳力錨盤通過高強螺紋鋼筋4連接。其中千斤頂11用來提供試驗加載。試驗時，根據(jù)堆載1平臺次梁2在堆載1作用下產(chǎn)生的最大撓度ymax與反力系統(tǒng)中的反力樁10、反力樁10上的主筋9、高強螺紋鋼筋4和加載主梁5中部在千斤頂11集中荷載作用下的上撓量組成的總上拔變形量s的大小來確定反力系統(tǒng)鎖定時的預加荷載。采用本申請的基樁靜載試驗系統(tǒng)，可以通過計算比較堆載1平臺次梁2在堆載1作用下產(chǎn)生的最大撓度與反力系統(tǒng)總的上拔變形量，確定反力系統(tǒng)鎖定時的預加荷載，從而達到堆載1與反力系統(tǒng)共同受力的作用效果，能夠有效降低堆載1量；并且本試驗系統(tǒng)充分利用了反力樁10通長配筋的特性，將反力樁10承擔的荷載全部傳遞至反力樁10主筋9上，有效避免了樁頭破壞和斷樁事故，使得反力樁10可以繼續(xù)使用，降低了工程成本。具體實施時傳力錨盤由從上至下依次布置的上錨盤6、下錨盤7和肋板8組成，所述上錨盤6和下錨盤7通過螺栓13連接在一起。為了便于螺栓13連接，肋板8上設置有通孔，所述連接上錨盤6和下錨盤7的螺栓13從肋板8的通孔中穿過。下錨盤7上設置有槽口，所述主筋9安裝在槽口處。采用槽口安裝主筋9，結(jié)構(gòu)簡單，安裝牢固。所述加載主梁5的端部設置有錨板3，高強螺紋鋼筋4通過高強螺栓14與錨板3連接。高強螺紋鋼筋4、高強螺栓14、錨盤、肋板8均可采用現(xiàn)有的各種鋼制品成品。由于本發(fā)明中所采用的螺栓13均為高強螺栓14，且螺栓13底部應加上有足夠剛度的墊板，保證了試驗傳力系統(tǒng)的可靠，同時反力樁10上的主筋9需要準確定位，因此在反力樁10主筋9制作、吊裝及混凝土澆筑過程中，應采用鋼筋定位裝置。利用本發(fā)明的實驗系統(tǒng)進行基樁靜載試驗方法步驟為：a、根據(jù)基樁靜載試驗總荷載f確定堆載使用荷載q的值和反錨系統(tǒng)提供的上拔力p的值，使其滿足f＝p+q；b、計算在1.6q作用下，堆載平臺次梁產(chǎn)生的最大撓度ymax；c、計算反錨系統(tǒng)在上拔力p作用下，反錨系統(tǒng)的總上拔變形量s；d、比較堆載平臺次梁最大撓度ymax與反錨系統(tǒng)總上拔量s的大小，如果ymax<s，則在試驗開始前鎖定反錨系統(tǒng)，或者調(diào)整堆載使用荷載q與總荷載f的比例直至滿足ymax>s；如果ymax>s，則按照步驟e、f和g確定反錨系統(tǒng)鎖定時的預加荷載；e、計算堆載平臺次梁最大撓度ymax與反錨系統(tǒng)總上拔量s的差值，即y＝y(tǒng)max-s；f、確定試驗次梁抗彎剛度e1i1，計算試驗次梁要達到撓度y所需要的集中荷載f1；g、確定反錨系統(tǒng)鎖定時的預加荷載等于f1。h、反錨系統(tǒng)總上拔量按照下式進行計算:s＝s1+s2+s3+s4其中s1為錨固筋的彈性變形量，s2為錨樁在上拔力p作用下的允許上拔量、s3為試驗主梁中部在千斤頂集中荷載作用下的上撓量，s4為錨樁樁身在上拔力p作用下的彈性伸長量。錨固筋的彈性變形量s1計算式為：式中：p—錨樁上分擔的總上拔力，kn；m—所用的錨樁數(shù)量；n—每根錨樁上的錨固筋數(shù)量；d—錨固筋直徑，m；e3—錨固筋的彈性模量，kpa；a—錨固筋的有效長度，m。試驗主梁中部在千斤頂集中荷載f作用下的上撓量s3計算式為：式中：e2—試驗主梁彈性模量，kpa；i2—試驗主梁截面慣性矩，m4，sa—錨樁樁間凈距，m。假定上拔力p沿錨樁身至錨樁中性點處呈線性減小分布，則錨樁樁身在上拔力p作用下的彈性伸長量s4計算式為：式中：h—錨樁中性點距樁頂?shù)拈L度，m；d—錨樁直徑，m；ec—錨樁樁身混凝土彈性模量，kpa。反錨系統(tǒng)鎖定時的預加荷載等于f1計算式為：式中：k—試驗次梁數(shù)量；e1—次梁彈性模量，kpa；i1—次梁截面慣性矩，m4；b—堆載沿加載主梁長度方向的分布寬度，m。實施例：某基樁靜載試驗要求基樁承載力達到20000kn，其中堆載使用荷載q為7000kn，堆載分布的有效長度l為10m，分布寬度b為6.5m，錨樁承擔的上拔力p為13000kn。堆載平臺次梁為q235b的熱扎工字鋼，規(guī)格為1560×166×12.5×21-12000mm，彈性模量e1為200gpa，截面慣性矩i1為6.56×104cm4，次梁數(shù)量k為34根，換算得到單根次梁在1.6q作用下的均布荷載q為32.9kn/m。試驗主梁為q345材質(zhì)的箱梁，彈性模量量e2為200gpa，截面慣性矩i2為3.2×106cm4，共平行布置主梁2根。錨固筋為高強螺紋鋼，直徑d為50mm，彈性模量e3為200gpa，每根錨樁上錨固筋數(shù)量n為6根，有效長度a均為2m，錨樁數(shù)量m為2根，樁長為45m，兩根錨樁凈距sa為6.5m，樁徑d為1.5m，c30鋼筋混凝土澆筑，樁間距3.5m，彈性模量ec為3×107kpa，樁周土側(cè)摩阻力f如表1所列。表1錨樁樁周土側(cè)摩阻力分布序號土層厚度(m)側(cè)摩阻力f(kpa)總側(cè)摩阻力fri(kn)1填土26002全風化花崗巖68533913強風化花崗巖416037684中風化花崗巖—220—根據(jù)本發(fā)明提供的試驗方法，計算得到次梁產(chǎn)生的最大撓度ymax：根據(jù)本發(fā)明提供的試驗方法，計算得到錨固筋彈性變形量s1：錨樁在上拔力p作用下的允許上拔量s2取值為樁間距的0.2％，即：s2＝3500×0.2％＝7.0mm計算試驗單根主梁中部在千斤頂集中荷載作用下的上撓量s3：根據(jù)表1的側(cè)摩阻力數(shù)據(jù)，由jgj94《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》可確定錨樁中性點距樁頂距離h為37m，則錨樁樁身在上拔力p作用下的彈性伸長量s4為：則反錨系統(tǒng)總的上拔量s為：s＝s1+s2+s3+s4＝5.52+7.0+8.94+2.27＝23.73mm。由于ymax＝32.7mm>s＝23.73mm，根據(jù)步驟e，則需要確定反錨系統(tǒng)鎖定時的預加荷載f1：即：當千斤頂施加的荷載達到6994kn時，方可鎖定反錨系統(tǒng)，以保證堆載與反錨系統(tǒng)形成共同作用的效果。當前第1頁12