[發(fā)明專利]深水環(huán)境下淺層地基承載力測試裝置及實施方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010185264.4
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111289350B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竺明星;龔維明;盧紅前;戴國亮;林毅峰;王洋;李小娟;袁萬
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);中國能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計院有限公司;上海勘測設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 陳秋明

本發(fā)明公開了一種深水環(huán)境下淺層地基承載力測試裝置及實施方法，該測試裝置通過自帶的調(diào)平裝置對加載裝置進(jìn)行調(diào)平，確保基底載荷板與地基土體在加載接觸過程中處于水平狀態(tài)，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性；通過加載裝置實施加載，聯(lián)合位移傳感器獲得完整的荷載?位移曲線，進(jìn)而確定地基承載力。測試過程中由反力架提供千斤頂壓載所需的反力，攻克了反力源的難題，實現(xiàn)深水環(huán)境下淺層地基承載力的原位精準(zhǔn)測試。本發(fā)明為深水環(huán)境下地基承載力測試提供了一種全新的方法，助力我國深水環(huán)境下基礎(chǔ)工程的設(shè)計更安全合理、造價更為經(jīng)濟(jì)，具有十分重要的工程推廣價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地基土承載力加載測試的裝置及方法，具體涉及一種深水環(huán)境下淺層地基承載力測試裝置及實施方法。

背景技術(shù)

淺層地基土承載力的精準(zhǔn)測量對淺埋式基礎(chǔ)豎向承載力確定至關(guān)重要，直接決定著基礎(chǔ)設(shè)計的安全性能。目前淺層地基土承載力測試主要采用淺層載荷板方法實施，通過加載千斤頂對載荷板施加下壓荷載、通過反力梁、上部堆載提供反壓荷載，即可完成地基承載力測試。對于陸上的測試項目，上述方法是不存在任何技術(shù)難度；但當(dāng)需要開展水下淺層地基土承載力測試時，傳統(tǒng)的淺層載荷板方案中的反力梁和壓重堆載在水下實施難度很大且成本非常高，特別是水深較深時，這種方法基本不可能實施。由于目前尚無深水環(huán)境下的淺層地基承載力原位測試方法，導(dǎo)致深水環(huán)境下的淺基礎(chǔ)的設(shè)計偏于過度保守，造成大量的浪費(fèi)。

隨著我國海洋戰(zhàn)略的推進(jìn)，海上風(fēng)電、跨海橋梁以及跨海隧道工程的建設(shè)步伐逐漸加快，工程規(guī)模越來越大。重力式基礎(chǔ)、大型沉箱基礎(chǔ)等方案不但設(shè)計簡單、施工便利，更可節(jié)約大量材料成本和時間成本。然而，這些基礎(chǔ)的安全及合理應(yīng)用均離不開淺層地基土承載力的確定。另外，某些情況下，如液化場地、沉管隧道減沉地基等，需對海床進(jìn)行地基加固，但地基處理后的承載力提升效果無法準(zhǔn)確評價。如能直接測得深水環(huán)境下淺層地基土承載力，對深水環(huán)境下各種類型的淺置式基礎(chǔ)的進(jìn)一步推廣和安全應(yīng)用具有重要意義，可使得設(shè)計更安全合理、造價更為經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有淺層載荷板測試技術(shù)無法在深水環(huán)境下應(yīng)用的技術(shù)瓶頸，本發(fā)明提供一種深水環(huán)境下淺層地基承載力測試裝置，該測試裝置能直接獲得江、河、湖、海等深水環(huán)境下地基加固前后的承載力。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述測試裝置的實施方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種深水環(huán)境下淺層地基承載力測試裝置，包括反力架、調(diào)平裝置、加載裝置和傳感監(jiān)測系統(tǒng)；所述反力架包括反力塔、對稱連接在反力塔下端外周的多個載重梁、以及設(shè)置在各載重梁上的配重塊；所述反力塔具有反力頂板，反力塔的下端面與所述反力頂板之間形成有下端開放的容納空間，所述調(diào)平裝置和所述加載裝置均設(shè)置在所述容納空間內(nèi)；調(diào)平裝置包括安裝在反力頂板下的多個球支座、設(shè)置在球支座下的多個調(diào)平千斤頂、設(shè)置在調(diào)平千斤頂下的調(diào)平底板；所述加載裝置包括加載千斤頂和基底載荷板，所述加載千斤頂?shù)怪冒惭b在所述調(diào)平底板下，所述基底載荷板連接在加載千斤頂?shù)南露耍凰鰝鞲斜O(jiān)測系統(tǒng)包括用于監(jiān)測調(diào)平底板傾角的傾角儀、以及用于監(jiān)測基底載荷板位移的位移傳感器。

其中，所述反力塔的下端面呈正方形的框架結(jié)構(gòu)，四個所述載重梁分別鉸接在所述框架的四條側(cè)邊上，載重梁能夠以鉸接點為軸在水平的展開位置和抵靠反力塔側(cè)面的收攏位置之間轉(zhuǎn)動。

所述反力架還包括多條預(yù)應(yīng)力纜索，所述多條預(yù)應(yīng)力纜索的上端均連接反力塔，下端分別連接在各所述載重梁上；當(dāng)載重梁處于展開位置時，預(yù)應(yīng)力纜索呈斜向的拉緊狀態(tài)。

進(jìn)一步的該測試裝置還包括下端分別與各載重梁對應(yīng)連接的多條吊裝纜索；所述反力塔設(shè)置有分別與各載重梁對應(yīng)的多個限位環(huán)，所述吊裝纜索分別穿設(shè)在各相對應(yīng)的限位環(huán)內(nèi)，從而在吊裝時能夠?qū)⑤d重梁拉至收攏位置。

所述載重梁為鋼制桁架結(jié)構(gòu)，載重梁的活動端上表面設(shè)置具有鏤空孔的墊板，所述配重塊可拆卸的設(shè)置于所述墊板上。