[发明专利]HL型高应变试桩法锤击系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑工程领域，特别涉及一种HL型高应变试桩法锤击系统。

背景技术

桩基础的承载力测量对于建筑工程来讲是至关重要的环节，承载力测试不准确直接影响上部结构的安全。高应变试桩法是一项先进的动力试验技术。相比于传统的静力试验，具有试验速度快、设备简便、抽样灵活、工程造价低且测量参数丰富等突出优点。高应变试桩法将两个应变传感器和两个加速度传感器对称安装在桩顶附近，通过重锤瞬间冲击桩顶，拾取传感器安装截面上的力和运动速度时程曲线；然后，采用不同的桩土力学模型求解一维波动方程，获得单桩竖向抗压承载力、桩身结构完整性及一系列桩土参数。

高应变试桩法的测量精度取决于实测力和速度的数据质量，而实测数据质量受锤击系统的影响非常大。高应变法要求实测的力曲线和速度阻抗曲线起始作用时间、作用方向和脉冲幅值相同，同时两条单个的力曲线和两条单个的速度阻抗曲线脉冲宽度和幅值大小也要相同，这样后续的土阻力和桩身阻抗信息才能反映实际桩土性状，计算的承载力和完整性结果才能准确。这就要求重锤须快速、平稳、居中地落到桩顶。然而，目前常用的锤击方式不合理导致落锤至桩顶常常严重偏心，使得力和速度曲线无法达到试验要求，导致实测数据不准确，进而造成试验结果错误，给工程带来严重隐患。主要存在的问题具体有如下几点：

①脱钩装置不合理。当前常用偏张式脱钩，即在锁扣(衔接重锤)之上有一个横梁，横梁偏向一个方向延展。落锤时，借助吊车钢丝绳连接脱钩，人工重击横梁端部，使锁扣张开，重锤落下冲击桩顶。这种方式在击打横梁时就已经偏向，这是因为横梁受击的偏向作用和柔性钢丝绳的晃动作用，使得锁扣张开时给重锤多个偏心力。重锤在下落过程中来回摆动，不能居中，偏离试桩中心，给桩顶一个偏心冲击作用。常常桩顶一侧受压作用，另一侧受拉所用，甚至桩顶开裂，实测力和速度曲线无法达到试验要求。需要解决的问题：a.避免钢丝绳的柔性连接带来重锤下落过程中的晃动；b.取消使用偏张式脱钩，研制新型脱钩。

②无导向装置或导向装置不合理。当前试验时往往没有使用导向装置或只使用简易的龙门架式导向架，无法保证落锤居中。需要解决的问题：研制新型实用导向装置。

③重锤不平衡。当前试验用重锤缺乏调平处理，重锤底部下落后不能全截面平稳与桩顶平面接触。需要解决的问题：研制新型经过调平处理的重锤。

④无锤垫装置。当前试验时没有使用锤垫，重锤落到桩顶时产生大量高频干扰，引起力和速度曲线畸变，给数据处理分析带来麻烦。需要解决的问题：研制锤垫并与重锤连接。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种HL型高应变试桩法锤击系统，本发明特制了锁盘式脱钩器、适配锁盘的锤头、可伸缩式导向架及特制锤垫装置，形成一套全新的高应变试桩法专用锤击系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种HL型高应变试桩法锤击系统，其特征在于，自上而下包括：

锁盘式脱钩器、重锤和可伸缩式导向架，其中锁盘式脱钩器外部为箱体，箱体内设置有锁盘，锁盘为扁方形壳体，该壳体上表面设置有具中空的定位孔锁扣，锁扣外两侧各设有一平行的锁臂，锁盘两长侧面分别安装两个伸缩杆，两短侧面中其中一短侧面下部安装有弹簧，弹簧连接伸缩杆控制绳和伸缩杆锁，锁盘上表面的四个角沿对角线方向分别开设一吊装孔；上述的重锤为锤体，锤体顶部为垂直状的锁头，锁头下部靠近锤体设有吊鼻；上述的可伸缩式导向架为立体式的架体，由基础节和调整节组成，该基础节的纵剖面为梯形，该基础节设有顶面和底面，中部设有上间隔和下间隔，从而将两侧斜边自下而上分为下段、中段和上段，从而将上述的可伸缩式导向架自下而上分隔为下段导向架、中段导向架和上段导向架，顶面和底面分别为正方形的封闭框，该基础节的一侧面设有一梯子，该调整节纵剖面为两个长方形，小长方形设有顶面和底面，顶面和底面均为正方形，中部设有上间隔和下间隔，从而将小长方形从下而上分为下段、中段和下段，大长方形设有顶面和底面，顶面和底面均为正方形，小长方形下间隔与大长方形顶面焊接成一体，使得小长方形下段嵌入在大长方形内，小长方形内侧每间隔一定距离(如10cm)设置一个卡标，大长方形两侧每隔一定距离(如20cm)设置一个连接螺栓孔。

所述HL型高应变试桩法锤击系统，其中，该下段导向架两侧上部两边分别设有一个加强角铁。

所述HL型高应变试桩法锤击系统，其中，该中段导向架四个角分别设有一个角铁，两侧分别设有一个加强柱。

所述HL型高应变试桩法锤击系统，其中，该上段导向架两侧设有加强立柱。

该锤击系统特点：