[发明专利]基于卡扣式装置的带承台桩基无偏心竖向激振装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于卡扣式装置的带承台桩基无偏心竖向激振装置及方法。本发明能够将对半式平台利用螺栓固定至出露地表的桩身某一高度处，从而再在平台上部的桩身处进行对半式加载环的拼接，待其完成拼装成一整体后利用夹具将加载环提至一定高度处，松开夹具，加载环自由下落至平台上施加激励，为既有承台下的桩基检测提供了一个无偏心的竖向加载方式。本发明所提出的加载方式及装置巧妙地克服了传统低应变测试中无法在带承台的待测桩基顶部进行竖向敲击的缺点，且组件连接重复性高，能够连接成多种形状，方便地调整加载环内径大小，满足不同形状的工件定位。本发明适用于既有建筑物下待测桩基低应变完整性检测中的无偏心竖向激励。

技术领域

本发明属于桩基加载领域，具体涉及一种基于卡扣式装置的带承台桩基无偏心竖向激振装置及方法。

背景技术

上部带有大型承台的桩基在现有建筑物中应用十分广泛，高承台桩基作为此类建筑物的主要受力构件，在长期受到外界荷载影响下可能受到损害，因此应重视桩基在长期使用期间内的完整性评估，以保证桩基质量。普通桩基在进行低应变检测时，通常是通过各种材质的力锤敲击桩顶，根据桩顶传感器采集到的速度信号响应从而判断桩身完整性。

然而在对既有建筑物下的桩基进行检测时，由于存在上部结构，此时无法在桩顶面直接施加竖向激励。若在桩身某一高度处另设一附加平台从而在桩身单侧竖向敲击，产生的是一偏心荷载。对于大直径桩而言，其受偏心效应的影响较明显，从而使桩身质点的速度响应波形结果杂乱，不易进行桩底反射区的直观判断。且传统的荷载激励方式多为使用小锤子进行手动敲击，敲击的受力点及锤击大小对结果波形影响较大，对参与试验者试验素质的要求较高。

发明内容

针对既有建筑物下的单桩基础无法较好地进行竖向加载的弊端，本发明拟设计提出一种基于卡扣式装置的带承台桩基无偏心竖向激振装置及方法。

本发明的发明构思是：首先，在出露地表的桩身一定高度处将两块对半式的平台绕过桩身，对齐两端的限位板孔，再将螺栓拧到带有内螺纹的限位板进行拼接，固定成一个整体圆环。此时应保证平台与桩身紧密接触，处于完全刚性连接。而后，在平台上部一定高度处将已经提前拼接成半成品的对半式卡扣环绕过桩身进行拼接，形成一个整体加载环。而后利用夹具将加载环提至平台上方指定高度处等待激励时刻达到时松开夹具，加载环做自由落体运动落至平台上从而给桩身施加了一个无偏心的环形竖向激励。

该激励方法原理简单，可实现既有建筑物下桩基完整性检测中理想的无偏心竖向激励；同时，利用本激励方法可有效地去除因试验者敲击失误等产生的主观误差；其次，本卡扣式装置可以通过增减加载环组件以适用于不同直径下桩基；且材料简单，经济性好，试验方法及过程也具有便捷、安全、可靠的特点。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供了一种基于卡扣式装置的带承台桩基无偏心竖向激振装置，其包括激振平台和卡扣式激振加载环；

所述激振平台由两个半环形的对半式平台结构拼接而成，且两个对半式平台结构的拼接位置通过可拆卸连接件连接；所述激振平台能够整体环绕安装于承台下方的待测桩基上，且在安装状态下其顶部为水平的平台，激振平台与待测桩基之间不能相对移动；

所述卡扣式激振加载环包括若干带肋分解组件和若干附加分解组件；所述带肋分解组件的主体呈板状，相邻带肋分解组件之间通过卡扣结构相连，组装成能够环绕于承台下方待测桩基上的第一加载环，用于对所述激振平台的顶部平台施加竖向激振；所述带肋分解组件和附加分解组件上分别设有能够相互拼合的榫卯结构，所述附加分解组件能够通过所述榫卯结构一一对应可拆卸式固定于第一加载环的带肋分解组件上，在第一加载环的内侧形成附加的第二加载环；所述第一加载环和第二加载环中用于与所述激振平台配合撞击的底面均为平面。