荷载箱-自平衡法荷载箱的技术原理

[2015-07-13]

    荷载箱是建筑行业桩基承载能力自平衡法试验用的一种**加载装置，是一组（一个或多个）千斤顶（压力单元）的结构总成。通常的荷载箱，一般分为滑动密封的普通油缸（活塞式或柱塞式）为工作单元和以腔式密封的压力单元为工作单元两种类型。
    目前，按照密封腔结构原理和密封技术，用于组装荷载箱的千斤顶（压力单元）主要有两类：
    滑动密封结构
    原理：液压密封腔由活塞和缸筒构成，活塞外径与钢筒内径间隙配合，之间以密封元件（密封圈等）实现滑动密封，如常用的千斤顶或液压油缸。
    特点：生产工艺、设备、材料、附件等已经实现了标准化，社会配套成熟，产品适用于多种顶升、支撑应用领域。在自平衡法测桩技术发展初期，为新技术的普及做出了贡献。
    缺点：对于自平衡法测桩应用，荷载箱属于一次性使用的**产品，普通千斤顶的结构原理，注定了其必然存在大量过剩的价值和不必要的成本；过份的重量、体积，以及较差的可焊接性，给项目应用中的运输、组装环节造成很大的困难。
    典型产品：以美国的发明人Dr. Jorj O. Osterberg命名的O'Cell，率先采用常用的千斤顶作为压力单元，在全球多个国家推广商业应用。以O'Cell为基础，国内于2000年3月31日申请的专利《桩承载力测定用荷载箱》，将这类产品技术及自平衡法测桩技术引进中国。这类传统荷载箱为新的测桩技术的普及推广做出了不可磨灭的贡献。
    腔式密封结构
    原理：液压密封腔由缸筒和内置密封腔构成，缸筒完成约束、导向功能，密封腔完成密封、变形功能，其结构类似于轮胎的内、外胎结构。加载顶升时，密封腔自身变形，并始终保持密封状态。
    特点：腔式密封技术和腔式压力单元产品，特别针对桩基检测领域应用而定向设计，因此，与传统的压力单元（千斤顶、油缸等）相比，其使用价值和成本匹配更加合理，有利于将荷载箱做得更加扁平，大幅度降低了加载压强，加载时有利于保证桩身的安全；另外，其极轻的重量，以及可随意焊接的适应性，极大地降低了运输成本及组装的灵活性。目前，在自平衡法测桩的实际应用中，腔式压力单元已经大批量代替传统的滑动密封的千斤顶。
    缺点：由于腔式密封技术是针对桩基检测领域应用而定向设计，因此，腔式压力单元仅仅在桩基检测领域有明显优势，而不利于在其他应用领域普及，更无法在其他工业应用中代替滑动密封的加载产品。目前经过几年的市场推广过程，中国技术人员原创发明的腔式密封技术和腔式荷载箱产品，其技术优势、质量优势和性能优势，已经得到了客户和市场的广泛认知，并已经在国内及东南亚、中东、非洲大量的工程检测项目中普及应用，为提升检测质量、降低项目成本做出了贡献。
    典型产品：2005年，中国国内的技术研发公司—杭州欧感科技开发成功腔式密封技术，并开始以此技术批量生产腔式压力单元和腔式荷载箱。