荷載箱

荷載箱

基於腔式密封技術的優勢，在樁基檢測領域的應用中，腔式壓力單元已經大批量代替傳統的滑動密封的千斤頂。

• 1摘要

• 2定義

• 3技術原理

• 4製造技術難度

• 5質量保證方法

• 6對樁基載荷試驗的影響

荷載箱是建築行業樁基承載能力自平衡法試驗用的一種專用載入裝置，是一組（一個或多個）千斤頂(壓力單元)的結構總成。通常的荷載箱，一般分為滑動密封的普通油缸（活塞式或柱塞式）為工作單元和以腔式密封的壓力單元為工作單元兩種類型。

目前，按照密封腔結構原理和密封技術，用於組裝荷載箱的千斤頂（壓力單元）主要有兩類：

滑動密封結構

原理：液壓密封腔由活塞和缸筒構成，活塞外徑與鋼筒內徑間隙配合，之間以密封元件（密封圈等）實現滑動密封，如常用的千斤頂或液壓油缸。

特點：生產工藝、設備、材料、附件等已經實現了標準化，社會配套成熟，產品適用於多種頂升、支撐應用領域。在自平衡法測樁技術發展初期，為新技術的普及做出了貢獻。

缺點：對於自平衡法測樁應用，荷載箱屬於一次性使用的專用產品，普通千斤頂的結構原理，註定了其必然存在大量過剩的價值和不必要的成本；過份的重量、體積，以及較差的可焊接性，給項目應用中的運輸、組裝環節造成很大的困難。

典型產品：以美國的發明人Dr. Jorj O. Osterberg命名的O'Cell，率先採用常用的千斤頂作為壓力單元，在全球多個國家推廣商業應用。以O'Cell為基礎，國內於2000年3月31日申請的專利《樁承載力測定用荷載箱》，將這類產品技術及自平衡法測樁技術引進中國。這類傳統荷載箱為新的測樁技術的普及推廣做出了不可磨滅的貢獻。

腔式密封結構

原理：液壓密封腔由缸筒和內置密封腔構成，缸筒完成約束、導向功能，密封腔完成密封、變形功能，其結構類似於輪胎的內、外胎結構。載入頂升時，密封腔自身變形，並始終保持密封狀態。

特點：腔式密封技術和腔式壓力單元產品，特別針對樁基檢測領域應用而定向設計，因此，與傳統的壓力單元（千斤頂、油缸等）相比，其使用價值和成本匹配更加合理，有利於將荷載箱做得更加扁平，大幅度降低了載入壓強，載入時有利於保證樁身的安全；另外，其極輕的重量，以及可隨意焊接的適應性，極大地降低了運輸成本及組裝的靈活性。目前，在自平衡法測樁的實際應用中，腔式壓力單元已經大批量代替傳統的滑動密封的千斤頂。

缺點：由於腔式密封技術是針對樁基檢測領域應用而定向設計，因此，腔式壓力單元僅僅在樁基檢測領域有明顯優勢，而不利於在其他應用領域普及，更無法在其他工業應用中代替滑動密封的載入產品。目前經過幾年的市場推廣過程，中國技術人員原創發明的腔式密封技術和腔式荷載箱產品，其技術優勢、質量優勢和性能優勢，已經得到了客戶和市場的廣泛認知，並已經在國內及東南亞、中東、非洲大量的工程檢測項目中普及應用，為提升檢測質量、降低項目成本做出了貢獻。

典型產品：2005年，中國國內的技術研發公司—杭州歐感科技開發成功腔式密封技術，並開始以此技術批量生產腔式壓力單元和腔式荷載箱。

以上所述兩類壓力單元均不屬於高精尖技術產品，製造技術均已非常成熟，具有普通工業能力的國家都能夠實現獨立生產，以滿足本國市場需求。

對於生產供應商，設計及製造流程的水平，直接決定了產品品質水平；負責任的產品檢驗工序，是保證產品載入能力的最基本和最必要的手段。

對於荷載箱使用者，欲確定荷載箱供應商的能力及其產品性能，最直觀最有效的手段，就是在確定供應商初期，親自考察廠商的生產流程和實驗室環境，並親自對其產品試驗檢驗。

合格的荷載箱，是測樁成功的必要條件，但絕不是充分條件。

低品質的荷載箱產品，主要表現在載入失敗率較高或者載入（線性）性能超差，這將直接影響樁基載入試驗的成功率，以及試驗數據的真實性和準確性。

然而，合格的荷載箱，僅僅只是試驗成功的必要前提條件之一。還有許多荷載箱品質之外的重要因素，仍然可以嚴重影響樁基載入試驗的成敗。舉例如下：

1 載入方案的科學性：錯誤的荷載箱載入位置，可能導致載入得不到應有的反向作用力支持；錯誤的荷載箱擺放形狀，將會無端地增加澆搗工序的難度，造成最終樁身強度達不到設計的預期值，荷載箱會因樁身破碎而損壞，最終導致試驗失敗。

2 數據檢測方法的科學性：實驗過程中，應採用正確、科學的試驗數據（壓力、位移等）測量方法，否則，不僅得不到準確的試驗數據，甚而還會將試驗數據顛倒黑白，這必將嚴重破壞試驗結論的科學性。

3 現場施工單位的配合。