新型裝置步履式靜載試驗平臺的研制和應(yīng)用

楊大順，王少乾，王 路

（1.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，安徽 合肥 230003；2.中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙 410004）

1 引言

傳統(tǒng)的基樁壓重平臺靜載試驗，是采用鋼梁和混凝土配重塊堆成，提前需要進行修好通往每根試樁的道路，場地道路需要滿足吊車、貨車行走，承載力要求較高，道路易受陰雨天氣影響失去運輸能力致使檢測進度停止，反復(fù)的吊裝工作帶來巨大的安全隱患，吊裝的成本高，工作的效率低。針對此特點，安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院等單位聯(lián)合研發(fā)了新型建筑試驗平臺裝置，該裝置采用步履式移動方式，在基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的檢測工程中，具有十分明顯的優(yōu)勢。

2 裝置的研發(fā)及概況

采用步履式試驗裝置的最大難度在于需要滿足《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）第4.2.6條關(guān)于試樁、壓重平臺支墩邊和基準(zhǔn)樁之間的中心距離，規(guī)范要求如下：

試樁、壓重平臺支墩邊和基準(zhǔn)樁之間的中心距離 表1

步履式靜載試驗平臺最少需要4個船體方能自由移動，如果所有船體在靜載試驗時均放置在地面上，并且要求距離能夠滿足規(guī)范要求，則該實驗平臺的4個船體之間間距均不得小于4m，此機器將異常龐大，不便于制造和運輸，實際使用時也及其不方便。為此，在研發(fā)該試驗平臺時，仍然有4個船體供平臺移動，但在平臺就位后、試驗開始前，將試驗平臺的小船提起并鎖死，使其懸空，則大船之間距離便容易滿足要求。

設(shè)計使用的平臺機身是大船之間的凈距為8m，令試樁中心與大船邊距離為L1，試樁中心與基準(zhǔn)樁中心距離為L2，基準(zhǔn)樁中心與大船邊距離為L3，則繪制平臺平面示意圖、側(cè)視圖以及基準(zhǔn)樁布置圖如下：

圖1 平臺平面圖

圖2 平臺側(cè)視圖

圖3 平臺側(cè)視圖

圖4 基準(zhǔn)樁布置方式

圖5 基準(zhǔn)樁布置方式

當(dāng)采用基準(zhǔn)樁布置方式1時，L1=4m，L2≥2m，人為可控制L3≥2m，此種情況檢測的樁徑D可最大達到500mm，即針對樁身直徑≤500mm的管樁均適用，因小船試驗時提起，平臺內(nèi)部基準(zhǔn)樁布置較方便，基準(zhǔn)梁平行于小船走向，亦方便操作。當(dāng)采用基準(zhǔn)樁布置方式2時，L1=4m，L2理論上可以是無限大，L3≈4m-D/2，因規(guī)范要求L1≥4D，即樁身直徑D≤1000mm均可滿足要求，此種基準(zhǔn)樁布置方式可檢測樁身直徑較大，但因其基準(zhǔn)梁需要從小船下穿過，對基準(zhǔn)梁的長度和剛度要求較高，操作沒有布置方式1便捷。

大船之間凈距為8m的設(shè)計可以滿足絕大部分的預(yù)應(yīng)力管樁的檢測試驗，兩種基準(zhǔn)樁的布置方式可以靈活運用，在不同樁徑情況下更方便的進行試驗。

最終的設(shè)計方案為該裝置由機身平臺、大船、小船、操作室等主要部件組成，機身平臺設(shè)計剛度為最大試驗荷載8000kN，平臺上自帶發(fā)電機，不依賴現(xiàn)場的動力用電，由液壓提供動力，液壓系統(tǒng)由2臺高壓油泵組成泵站，實現(xiàn)一用一備，提高整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，通過電控操作室給出指令，以達到油缸的伸縮，推動機器完成自行行走、轉(zhuǎn)向、調(diào)平等各種動作。

3 工程應(yīng)用

某小區(qū)新建住宅樓27棟，其中26棟采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，樁型為PHC 500 AB 125，單樁承載力特征值為2200kN。該工程分為一標(biāo)段和二標(biāo)段，其中一標(biāo)段采用管樁基礎(chǔ)18棟，二標(biāo)段采用管樁基礎(chǔ)8棟，兩個標(biāo)段同時開工，同時開展基樁靜載檢測。為了進行對比，在一標(biāo)段安排新型步履式靜載試驗平臺，在二標(biāo)段安排傳統(tǒng)鋼梁和配重塊，工程結(jié)束后靜載情況統(tǒng)計如下：

某小區(qū)靜載試驗情況統(tǒng)計 表2

通過表2的數(shù)據(jù)對比，采用步履式試驗平臺的標(biāo)段，平均每天檢測0.83根樁，檢測完成一棟樓需要3.9d，而采用普通傳統(tǒng)靜載試驗平臺的標(biāo)段平均每天檢測0.30根樁，檢測完成一棟樓平均需要11.4d。按照平均每天檢測的根數(shù)來計算，采用步履式試驗平臺的速度是采用普通傳統(tǒng)靜載試驗平臺檢測速度的2.8倍。

傳統(tǒng)靜載試驗平臺在吊裝時，一般臨近的樁之間需要約4h，在樓與樓之間轉(zhuǎn)場時，甚至需要2臺吊車2臺貨車，耗時長，且對路面要求較高，一旦下雨則不能進行轉(zhuǎn)場，夜間視線不良也不能進行吊裝作業(yè)。采用步履式試驗平臺則不受此限制，因可以自行行走，即使夜間也可以實現(xiàn)安全轉(zhuǎn)場，轉(zhuǎn)移速度快，每小時行走距離約200m，一般情況下，轉(zhuǎn)場時間約為1h，即使天氣狀況不良如下雨等，也可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)場作業(yè)，只有在場地地基土因長時間浸水而極度軟弱時，才需要挖掘機重新修整路線。

圖6 步履式實驗平臺工程應(yīng)用

圖7 步履式實驗平臺工程應(yīng)用

圖8 基準(zhǔn)樁布置方式

圖9 基準(zhǔn)樁布置方式

4 結(jié)論及建議

①步履式靜載試驗平臺配備行走系統(tǒng)，作業(yè)無需重復(fù)裝卸配重和鋼梁，杜絕反復(fù)吊裝引起的安全隱患，可以確保工程檢測作業(yè)的安全。

②步履式靜載試驗平臺轉(zhuǎn)場速度快，一般情況下，檢測轉(zhuǎn)點時間在1h左右，即使樓與樓之間距離較遠(yuǎn)，也可以實現(xiàn)在3h內(nèi)轉(zhuǎn)移完畢，高效方便。

③步履式靜載試驗平臺對場地地面接地壓力要求小，吊車貨車無法通行的路，該平臺也可以順利通過，且受天氣影響小，即使一般下雨天也能夠順利轉(zhuǎn)場。

④采用步履式試驗平臺可以有效降低靜載試驗的吊裝和運輸費用，并且節(jié)約時間，為委托單位節(jié)省出寶貴工期。

⑤步履式試驗平臺是一個系統(tǒng)，在一個工程和另一個工程之間轉(zhuǎn)移時，需要專業(yè)的人員拆卸和安裝，其過程較為復(fù)雜，需要的時間也略多，安裝需要的場地也比傳統(tǒng)的靜載平臺稍大，寄希望于以后不斷改進。