CN103628508B - 模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，该试验装置包括气压单元、浆液存储室、模型箱及注浆管路，气压单元、浆液存储室及模型箱依次通过注浆管路连接，气压单元由气源及设在气源后面的压力表组成，浆液存储室为储藏水泥浆液的桶状结构，模型箱为由铝合金板和钢化玻璃经螺栓连接组合而成的可拆卸的箱体。与现有技术相比，本发明提出一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，基于此可以了解桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面的力学性质，探讨后注浆技术对增强桩侧摩阻力的机理，进而分析桩侧后注浆抗拔桩的承载变形特性，本发明具有结构简单、便于操作、实用性强等优点。

Description

模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置

技术领域

本发明涉及基础工程建设领域中模拟抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，尤其是设计一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验系统。

背景技术

现代城市建设逐渐向功能化，集约化和综合化的方向发展，地下空间的开发成为新的发展趋势。但在我国沿海软土地区，由于地下水位较高，大规模地下建筑的抗浮问题已成为地下工程界的焦点问题。设置抗拔桩是目前广泛采用的抵抗上拔荷载的工程措施。桩侧后注浆抗拔桩借鉴了后注浆技术，对常规等截面抗拔桩进行改进，可有效的提高抗拔桩的承载能力，有着广阔的应用前景。

作为一种新型的抗拔桩基础，目前对于桩侧后注浆抗拔桩承载变形特性的研究较少，理论研究滞后于工程实践的发展。抗拔桩的承载能力主要取决于桩侧阻力，桩侧后注浆抗拔桩通过改善桩土接触面的摩擦特性以及桩周土体的力学性质来提高抗拔桩的极限抗拔承载力。因此，桩土接触面力学性质的研究是探索桩侧后注浆抗拔桩承载能力的关键问题。本发明提出一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，基于此可以进行桩土接触面的剪切试验，分析桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面的力学性质，从而更好的指导桩侧后注浆抗拔桩的工程实践。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、便于操作、实用性强的模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，该试验装置包括气压单元、浆液存储室、模型箱及注浆管路，所述的气压单元、浆液存储室及模型箱依次通过注浆管路连接。

所述的气压单元由施加注浆压力的气源及设在气源后面的度量注浆压力大小的压力表组成。

所述的浆液存储室为储藏水泥浆液的桶状结构。

所述的模型箱为由铝合金板和钢化玻璃经螺栓连接组合而成的箱体。抗拔桩模型制作完成并经养护后，拆掉模型箱四周的铝合金板便可直接进行剪切试验；通过钢化玻璃可以实时观察注浆效果。

所述的模型箱为可拆卸的模型箱。

所述的浆液存储室及模型箱之间的注浆管路上设有阀门。通过阀门可以开启和关闭注浆管路。

所述的注浆管路连接到模型箱的内部，模型箱内部的注浆管路上开设有梅花形孔洞。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

桩侧后注浆抗拔桩是一种新型的抗拔桩基础形式，国内外对其承载能力的研究并不充分，本发明提出一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，基于此可以了解桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面的力学性质，探讨后注浆技术对增强桩侧摩阻力的机理，进而分析桩侧后注浆抗拔桩的承载变形特性，本发明通过气源及压力表构成气压单元，能够方便，准确的模拟注浆压力，本发明采用的模拟箱为可拆卸的由铝合金板和钢化玻璃经螺栓连接组合而成的箱体，操作方便，并可观察注浆效果，本发明具有结构简单、便于操作、实用性强等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1为气源，2为压力表，3为浆液存储室，4为阀门，5为注浆管路，6为模型箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，结构如图1所示，该试验装置包括气压单元、浆液存储室3、模型箱6及注浆管路5，气压单元、浆液存储室3及模型箱6依次通过注浆管路5连接。气压单元由气源1及设在气源1后面的压力表2组成。通过气源1施加注浆压力，通过压力表2度量注浆压力的大小。浆液存储室3为储藏水泥浆液的桶状结构。模型箱6为由铝合金板和钢化玻璃经螺栓连接组合而成的箱体。抗拔桩模型制作完成并经养护后，拆掉模型箱四周的铝合金板便可直接进行剪切试验；通过钢化玻璃可以实时观察注浆效果。模型箱6为可拆卸的模型箱，通过模型箱6制作抗拔桩模型。浆液存储室3及模型箱6之间的注浆管路5上设有阀门4。通过阀门4可以开启和关闭注浆管路5。注浆管路5连接到模型箱6的内部，模型箱6内部的注浆管路5上开设有梅花形孔洞。

制作尺寸为600mm×400×200mm的模型箱6，在模型箱6的底部现浇C30的混凝土用来模拟桩侧后注浆抗拔桩桩身，厚度为100mm。待混凝土强度到达设计强度的70％后，安装注浆管路5，并在混凝土表面覆盖土层，土样采用上海②3层灰色砂质粉土。土样装备完成后，于土层表面通过承压板加压固结，压力大小根据抗拔桩的不同埋深确定。根据试验设备的要求和现场施工时的后注浆工艺确定，浆液水灰比为0.55，水泥用量为2kg。水泥浆液制备完成后放入浆液存储室，通过阀门4打开注浆管路5，通过气压单元设定注浆压力0.2MPa。注浆完成后将整个试块制作箱放入养护室进行养护。待试件养护28天后，拆开模型箱6，将试件放入多功能界面剪切仪中进行剪切试验，得到剪切应力和相对位移关系，进而分析桩侧后注浆抗拔桩的承载变形特性。由此可见，本发明提供的模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置具有较大的工程价值。

本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，其特征在于，该试验装置包括气压单元、浆液存储室、模型箱及注浆管路，所述的气压单元、浆液存储室及模型箱依次通过注浆管路连接，所述的注浆管路连接到模型箱的内部，模型箱内部的注浆管路上开设有梅花形孔洞；

该试验装置使用方法为：首先制作模型箱，在模型箱的底部现浇C30的混凝土用来模拟桩侧后注浆抗拔桩桩身，待混凝土强度到达设计强度的70％后，安装注浆管路，并在混凝土表面覆盖土层，土样装备完成后，于土层表面通过承压板加压固结，水泥浆液制备完成后放入浆液存储室，打开注浆管路，通过气压单元设定注浆压力0.2MPa，注浆完成后将整个试块制作箱放入养护室进行养护，待试件养护28天后，拆开模型箱，将试件放入多功能界面剪切仪中进行剪切试验，得到剪切应力和相对位移关系，进而分析桩侧后注浆抗拔桩的承载变形特性。

2.根据权利要求1所述的一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，其特征在于，所述的气压单元由施加注浆压力的气源及设在气源后面的度量注浆压力大小的压力表组成。

3.根据权利要求1所述的一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，其特征在于，所述的浆液存储室为储藏水泥浆液的桶状结构。

4.根据权利要求1所述的一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，其特征在于，所述的模型箱为由铝合金板和钢化玻璃经螺栓连接组合而成的箱体。

5.根据权利要求4所述的一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，其特征在于，所述的模型箱为可拆卸的模型箱。

6.根据权利要求1所述的一种模拟桩侧后注浆抗拔桩桩土接触面物理性质的试验装置，其特征在于，所述的浆液存储室及模型箱之间的注浆管路上设有阀门。