新型裝置步履式靜載試驗平臺的研制和應用

楊大順，王少乾，王 路

（1.安徽省建筑科學研究設計院，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，安徽省建筑科學研究設計院等單位聯合研發了新型建筑試驗平臺裝置，該裝置采用步履式移動方式，在基礎采用預應力混凝土管樁的檢測工程中，具有十分明顯的優勢。

2 裝置的研發及概況

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

試樁、壓重平臺支墩邊和基準樁之間的中心距離 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，試樁中心與基準樁中心距離為L2，基準樁中心與大船邊距離為L3，則繪制平臺平面示意圖、側視圖以及基準樁布置圖如下：

圖1 平臺平面圖

圖2 平臺側視圖

圖3 平臺側視圖

圖4 基準樁布置方式

圖5 基準樁布置方式

當采用基準樁布置方式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，平臺內部基準樁布置較方便，基準梁平行于小船走向，亦方便操作。當采用基準樁布置方式2時，L1=4m，L2理論上可以是無限大，L3≈4m-D/2，因規范要求L1≥4D，即樁身直徑D≤1000mm均可滿足要求，此種基準樁布置方式可檢測樁身直徑較大，但因其基準梁需要從小船下穿過，對基準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的設計可以滿足絕大部分的預應力管樁的檢測試驗，兩種基準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，機身平臺設計剛度為最大試驗荷載8000kN，平臺上自帶發電機，不依賴現場的動力用電，由液壓提供動力，液壓系統由2臺高壓油泵組成泵站，實現一用一備，提高整個系統的工作穩定性，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、轉向、調平等各種動作。

3 工程應用

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

某小區靜載試驗情況統計 表2

通過表2的數據對比，采用步履式試驗平臺的標段，平均每天檢測0.83根樁，檢測完成一棟樓需要3.9d，而采用普通傳統靜載試驗平臺的標段平均每天檢測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來計算，采用步履式試驗平臺的速度是采用普通傳統靜載試驗平臺檢測速度的2.8倍。

傳統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場，夜間視線不良也不能進行吊裝作業。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安全轉場，轉移速度快，每小時行走距離約200m，一般情況下，轉場時間約為1h，即使天氣狀況不良如下雨等，也可以實現轉場作業，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用

圖7 步履式實驗平臺工程應用

圖8 基準樁布置方式

圖9 基準樁布置方式

4 結論及建議

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

②步履式靜載試驗平臺轉場速度快，一般情況下，檢測轉點時間在1h左右，即使樓與樓之間距離較遠，也可以實現在3h內轉移完畢，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，并且節約時間，為委托單位節省出寶貴工期。

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