水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)，荷載塊上有繩索與下面的承壓板連接；承壓板有豎直向上的限位裝置，承壓板上裝有靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置；在荷載塊外側(cè)有吊架，吊架外端下面有繩索連接的基準(zhǔn)板，基準(zhǔn)板上面裝有靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置組成；承壓板上均布有排水孔，在承壓板上有靜力水準(zhǔn)儀安放平臺(tái)，在承壓板有承壓板頂部緩沖橡膠。試驗(yàn)系統(tǒng)不受水深限制，可在較深的水下進(jìn)行載荷試驗(yàn)。試驗(yàn)系統(tǒng)通過起重設(shè)備沉放至試驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)，可獲得荷載作用下地基的沉降量以及沉降時(shí)程曲線。同時(shí)試驗(yàn)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，性能可靠,可在海況復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)。
【專利說明】水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于港口、水工、水底沉管隧道等工程構(gòu)(建)筑物的水下基床載荷試驗(yàn)新方法，特別涉及一種水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來港口工程、跨海大橋、海底隧道、人工島等工程建設(shè)的快速發(fā)展，越來越多的地基處理技術(shù)應(yīng)用到水下工程中，如碎石沖樁、擠密砂樁、水泥攪拌樁等多項(xiàng)技術(shù)在不同的工程中均取得了良好的應(yīng)用效果。然而由于自然條件的制約，水下地基處理技術(shù)一直沒有較好的試驗(yàn)檢測(cè)手段進(jìn)行驗(yàn)證，采用常規(guī)的地基載荷試驗(yàn)方法，在深度較深的水下難以進(jìn)行。因此需要研究一種新的方法可實(shí)現(xiàn)深水條件下的載荷試驗(yàn)。
[0003]采用常規(guī)的載荷試驗(yàn)方法，需采用錨樁法進(jìn)行，即通過錨樁等設(shè)施將測(cè)試設(shè)備引至水面以上搭設(shè)試驗(yàn)平臺(tái)后進(jìn)行操作。而港珠澳大橋沉管隧道基礎(chǔ)最深位于水下40m處，如采用錨樁法，錨樁的直徑、長(zhǎng)度規(guī)格均較大，同時(shí)錨樁打設(shè)會(huì)為后續(xù)施工造成不利影響，而且試驗(yàn)點(diǎn)位于航道中，航運(yùn)需要導(dǎo)致試驗(yàn)不允許擁有較長(zhǎng)的時(shí)間，也不允許海面上長(zhǎng)時(shí)間存在阻擋航道的設(shè)施，因此常規(guī)試驗(yàn)方法無法實(shí)施。
[0004]為滿足工程需要，亟需開發(fā)一套新型試驗(yàn)技術(shù)克服常規(guī)載荷試驗(yàn)方法的不足?；诟壑榘拇髽虺凉芩淼拦こ烫攸c(diǎn)，最終決定設(shè)計(jì)完成一套水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)。要求試驗(yàn)系統(tǒng)可以獲得隧道基礎(chǔ)在荷載作用下的沉降量，同時(shí)試驗(yàn)系統(tǒng)不受水深影響，操作、移動(dòng)簡(jiǎn)便，可在不同水深條件下進(jìn)行的試驗(yàn)。試驗(yàn)完成后不會(huì)對(duì)正常航運(yùn)以及后續(xù)施工造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:深水條件下進(jìn)行的水下載荷試驗(yàn)。應(yīng)用于港口、水工、水底沉管隧道等工程水下地基的載荷試驗(yàn)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]一種水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:試驗(yàn)系統(tǒng)具有一個(gè)荷載塊，荷載塊下面有一塊承壓板，荷載塊上有繩索與下面的承壓板連接；承壓板有豎直向上的限位裝置，承壓板上裝有靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置；在荷載塊外側(cè)有吊架，吊架外端下面有繩索連接的基準(zhǔn)板，基準(zhǔn)板上面裝有靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置組成；承壓板上均布有排水孔，在承壓板上有靜力水準(zhǔn)儀安放平臺(tái)，在承壓板有承壓板頂部緩沖橡膠。
[0008]試驗(yàn)系統(tǒng)具有兩塊基準(zhǔn)板置于承壓板的兩側(cè)，或具有一塊基準(zhǔn)板置于承壓板的一側(cè)，基準(zhǔn)板材質(zhì)為鋼質(zhì)或混凝土。
[0009]荷載塊材質(zhì)為鋼質(zhì)、混凝土或水箱。
[0010]承壓板和基準(zhǔn)板上置有一套或多套獨(dú)立工作的靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置，通過測(cè)量基準(zhǔn)板與承壓板的沉降差，從而獲得地基在荷載作用下的沉降量；
[0011]該試驗(yàn)系統(tǒng)采用起重設(shè)備放置到海底試驗(yàn)位置，荷載塊壓至承壓板上后，荷載塊為承壓板提供荷載，靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置通過導(dǎo)線在水面上讀數(shù)。[0012]本發(fā)明效果是:
[0013]提供一種水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)。試驗(yàn)系統(tǒng)不受水深限制，可在任意深度下進(jìn)行水下載荷試驗(yàn)。應(yīng)用于港口、水工、水底沉管隧道等工程的水下地基載荷試驗(yàn)中，解決了水下地基載荷試驗(yàn)無法進(jìn)行的問題。與常規(guī)試驗(yàn)方法相比較，無需提供測(cè)量沉降的基準(zhǔn)樁，可自行獲得地基在荷載作用下的沉降量，且試驗(yàn)系統(tǒng)操作方便，性能可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)立面圖
[0015]圖2承壓板及測(cè)量?jī)x器平面圖
[0016]圖3水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)示意圖
[0017]圖中:①荷載塊、②承壓板、③基準(zhǔn)板、④吊架、⑤繩索、⑥限位裝置、⑦靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置組成、⑧排水孔、⑨承壓板頂部緩沖橡膠、⑩靜力水準(zhǔn)儀安放平臺(tái)組成、
【具體實(shí)施方式】
[0018]水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)，是水下地基載荷試驗(yàn)裝置。
[0019]試驗(yàn)系統(tǒng)具有一塊承壓板,承壓板材質(zhì)為鋼質(zhì)或混凝土。
[0020]試驗(yàn)系統(tǒng)具有兩塊基準(zhǔn)板置于承壓板的兩側(cè)，或具有一塊基準(zhǔn)板置于承壓板的一側(cè)，基準(zhǔn)板材質(zhì)為鋼質(zhì)或混凝土。
[0021]在承壓板上方有荷載塊，荷載塊材質(zhì)為鋼質(zhì)、混凝土或水箱；
[0022]承壓板通過繩索置于荷載塊下方，基準(zhǔn)板通過繩索和吊架置于荷載塊側(cè)向；
[0023]承壓板上均布有排水孔，在承壓板上有靜力水準(zhǔn)儀安放平臺(tái)，在承壓板有承壓板頂部緩沖橡膠。
[0024]承壓板和基準(zhǔn)板上置有一套或多套獨(dú)立工作的靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置，通過測(cè)量基準(zhǔn)板與承壓板的沉降差，從而獲得地基在荷載作用下的沉降量；
[0025]該試驗(yàn)系統(tǒng)采用起重設(shè)備放置到海底試驗(yàn)位置，荷載塊壓至承壓板上后，荷載塊為承壓板提供荷載，靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置通過導(dǎo)線在水面上讀數(shù)，與常規(guī)試驗(yàn)方法相比較，無需提供沉降測(cè)量沉降的基準(zhǔn)樁，可自行獲得地基在荷載作用下的沉降量，且試驗(yàn)系統(tǒng)操作方便，性能可靠。
[0026]如圖1水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)立面圖，由①荷載塊、②承壓板、③基準(zhǔn)板、④吊架、⑤繩索、⑥限位裝置、⑦靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置組成。測(cè)量?jī)x器分別安裝在基準(zhǔn)板、承壓板上。
[0027]承壓板通過鋼絲繩懸吊在荷載塊下方，基準(zhǔn)板通過鋼絲繩懸吊在吊架的下方，荷載塊的兩側(cè)。承壓板與基準(zhǔn)板位于同一水平面上。
[0028]荷載塊上方設(shè)置吊點(diǎn)，用于整體吊裝試驗(yàn)系統(tǒng)，同時(shí)荷載塊上安裝有測(cè)深儀，用于試驗(yàn)期間監(jiān)測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)距離水下基床的距離。荷載塊與承壓板之間安裝儀器，用于監(jiān)測(cè)荷載塊與承壓板之間的間距變化。
[0029]圖2承壓板平面圖，承壓板由型鋼及鋼板焊接而成，為減小承壓板自身重量對(duì)地基沉降的影響，在承壓板的隔艙內(nèi)填充泡沫，減小承壓板的重力，同時(shí)承壓板上設(shè)置排水孔，便于板內(nèi)海水的排出。承壓板上設(shè)置吊點(diǎn)用于懸掛承壓板，同時(shí)在承壓板的外側(cè)設(shè)置安放測(cè)試儀器的平臺(tái)。[0030]圖3水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)示意圖，試驗(yàn)系統(tǒng)通過起重設(shè)備(起重船)平穩(wěn)吊裝至試驗(yàn)區(qū)域，通過定位駁確定試驗(yàn)位置，試驗(yàn)系統(tǒng)通過起重設(shè)備緩慢下放至水下基床表面，試驗(yàn)儀器通過線纜將測(cè)試信號(hào)引至定位駁上進(jìn)行測(cè)試。
[0031]試驗(yàn)系統(tǒng)下放期間確保試驗(yàn)系統(tǒng)水平，在接近基床表面時(shí)降低下放速度，待基準(zhǔn)板、承壓板著床后，停止下放，等待靜力水準(zhǔn)儀沉降測(cè)量裝置讀數(shù)穩(wěn)定后讀取沉降測(cè)量初始值。初始值讀取完成后，繼續(xù)下放試驗(yàn)裝置使荷載塊完全加載于承壓板上，通過儀器測(cè)量得到承壓板與基準(zhǔn)板之間的沉降差，最終得到地基在荷載作用下的沉降量。
【權(quán)利要求】
1.一種水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于:有一個(gè)荷載塊，荷載塊下面有一塊承壓板，荷載塊上有繩索與下面的承壓板連接；承壓板有豎直向上的限位裝置，承壓板上裝有靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置；在荷載塊外側(cè)有吊架，吊架外端下面有繩索連接的基準(zhǔn)板，基準(zhǔn)板上面裝有靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置組成；承壓板上均布有排水孔，在承壓板上有靜力水準(zhǔn)儀安放平臺(tái)，在承壓板有承壓板頂部緩沖橡膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:試驗(yàn)系統(tǒng)具有兩塊基準(zhǔn)板置于承壓板的兩側(cè)，或具有一塊基準(zhǔn)板置于承壓板的一側(cè)，基準(zhǔn)板材質(zhì)為鋼質(zhì)或混凝土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:荷載塊材質(zhì)為鋼質(zhì)、混凝土或水箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:承壓板和基準(zhǔn)板上置有一套或多套獨(dú)立工作的靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置，通過測(cè)量基準(zhǔn)板與承壓板的沉降差，從而獲得地基在荷載作用下的沉降量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的水下載荷試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:該試驗(yàn)系統(tǒng)采用起重設(shè)備放置到海底試驗(yàn)位置，荷載塊壓至承壓板上后，荷載塊為承壓板提供荷載，靜力水準(zhǔn)測(cè)量裝置通過導(dǎo)線在水面上讀數(shù)。
【文檔編號(hào)】E02D33/00GK103938662SQ201410180483
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】劉亞平, 胥新偉, 高潮, 朱德華, 黎雙邵, 黃沛, 王宇, 葉國良, 趙鵬, 李哈汀, 于健, 蘇長(zhǎng)璽, 宿發(fā)強(qiáng), 惠寶成, 劉思國, 時(shí)閩生, 王新剛, 蔡軍, 樊士廣, 鄒一波, 劉釗, 蘇昕 申請(qǐng)人:中交天津港灣工程研究院有限公司, 中交第一航務(wù)工程局有限公司, 天津港灣工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司