CN113802619A - 用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置及其实验方法，本用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置包括桶体、测量盒、提升杆、连杆、引导架以及提拉绳，桶体内放置有多个测量盒，多个测量盒之间通过连杆连接，提升杆与连杆固定连接以整体提拉所有测量盒，测量盒包括盒体以及盖于盒体开口侧上方的盖板，桶体的开口侧上方架设有引导架，提拉绳穿过引导架后其底部与盖板连接以关闭盖板，桶体上开设有出渣口。本模拟实验装置，其结构简单、新颖独特、易生产制造、使用效果好且结构可靠，可以很好的模拟大桩径条件下，桩底不同位置沉渣的沉淀情况。

Description

用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置及其方法

技术领域

本发明涉及钻孔灌注桩实验技术领域，特别是涉及一种用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置及其方法。

背景技术

灌注桩是建筑领域常见的基础形式，由于灌注桩具有单桩承载力高、单价低且振动小的优势，目前已广泛应用于公路、高层建筑、港口码头、市政和桥梁等建筑工程中。灌注桩的质量直接影响到建筑的沉降，乃至整个建筑的安全，故对灌注桩质量的质量控制尤为重要。

但是，由于灌注桩通常在地下或水下，施工难度大、技术要求高、施工程序复杂，被冲击破裂的岩石碎屑及塌落的土和泥浆等混在一起沉淀在孔底部，经过正反循环清洗仍存在残留在孔底的物质即为沉渣，灌注桩施工过程中沉渣厚度的控制是灌注桩质量控制的重点，所以，在施工过程中对沉渣厚度的控制和检测，是保证灌注桩质量的重要措施之一。

然而，目前还没有一种行业普遍认可的方式来模拟灌注桩施工过程中，泥浆静止时，浮渣在桩底部的沉淀情况。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置及其方法，旨在便于测量沉渣厚度。

为实现上述目的，本发明提供一种用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，包括桶体、测量盒、提升杆、连杆、引导架以及提拉绳，其中，

所述桶体内放置有多个测量盒，多个测量盒之间通过连杆连接，提升杆与连杆固定连接以整体提拉所有测量盒，测量盒包括盒体以及盖于盒体开口侧上方的盖板，桶体的开口侧上方架设有引导架，提拉绳穿过引导架后其底部与盖板连接以关闭盖板，桶体上开设有出渣口。

优选地，所述引导架上设置有多个环扣，每一测量盒对应一环扣和一提拉绳，提拉绳穿过环扣后与盖板连接，所述环扣位于对应测量盒的正上方。

优选地，所述引导架与桶体固定连接；所述提拉绳的顶部连接有号码牌。

优选地，所述盒体和盖板的侧壁上均固定有连接耳板，盒体和盖板一侧的连接耳板转动连接，盒体和盖板另一侧的连接耳板均与提拉绳连接，提拉绳穿过盒体的连接耳板后端部系于对应盖板的连接耳板上，拉动提拉绳带动盖板相对于盒体转动以盖住盒体的开口侧。

优选地，所述盖板上还固定有用于对盖板最大转动位置进行限定的限位杆，盖板关闭到位后，限位杆与盒体的外侧壁相抵接。

优选地，所述盒体的底部为底板，底板下方连接有固定板，相邻两测量盒之间通过连杆连接其固定板。

优选地，所述底板其侧面设置有连接板，连接板与固定板通过紧固件连接。

优选地，所述测量盒包括中部测量盒以及围绕中部测量盒外围侧的多个周向测量盒，所有周向测量盒的固定板均通过连杆与中部测量盒的固定板连接。

优选地，所述桶体为刚性材料制成的空腔圆柱状，桶体直径大于1m，高度大于0.5m。

本发明进一步提出一种基于上述用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置的实验方法，包括以下步骤：

在模拟实验装置的桶体中放入多个测量盒，并保持所有测量盒的盖板为打开状态，随后将模拟实验装置的桶体放置于灌注桩内；

向灌注桩内注入试样泥浆，在预设时间到达后，通过拉动提拉绳带动盖板相对于盒体转动以盖住盒体的开口侧；

提拉提升杆从而带动所有的测量盒一起提升，随后对测量盒中的沉淀进行检测；

当需要测量沉淀速度时，按上述步骤在多个预设时间段内关闭测量盒，将测量盒从桶体中取出后检测测量盒中的含沙率。

本发明提出的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其结构简单、新颖独特、易生产制造、使用效果好且结构可靠，可以很好的模拟大桩径条件下，桩底不同位置沉渣的沉淀情况，同时对泥浆取样简单过程简单，只需向上提出测量盒即可。本模拟实验装置不必从注入泥浆后再放入取样器，避免了取样器放入过程中对泥浆和夹渣的扰动，影响实验结果的准确性，同时在实验时间达到后，可关闭测量盒，保证了样品取出过程的稳定，另外设置测量盒，可以测量和统计桩底部不同位置的沉淀情况。测量盒设置盖板，从而保证在取出过程中盒内样本的对立性，避免取出过程的污染。

附图说明

图1为本发明用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置的俯视结构示意图；

图2为本发明用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置的侧视结构示意图；

图3为本发明用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置中测量盒的分解结构示意图；

图4为本发明用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置中测量盒打开时的结构示意图；

图5为本发明用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置中引导架的安装结构示意图。

图中，1-桶体，11-出渣口，2-测量盒，21-盒体，22-盖板，221-限位杆，23-固定板，24-底板，3-提升杆，4-连杆，5-引导架，51-环扣，6-提拉绳。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1至图5，本优选实施例中，一种用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，包括桶体1、测量盒2、提升杆3、连杆4、引导架5以及提拉绳6，其中，

桶体1内放置有多个测量盒2，多个测量盒2之间通过连杆4连接，提升杆3与连杆4固定连接以整体提拉所有测量盒2，测量盒2包括盒体21以及盖于盒体21开口侧上方的盖板22，桶体1的开口侧上方架设有引导架5，提拉绳6穿过引导架5后其底部与盖板22连接以关闭盖板22，桶体1上开设有出渣口11。

具体地，参照图1和图5，引导架5上设置有多个环扣51，每一测量盒2对应一环扣51和一提拉绳6，提拉绳6穿过环扣51后与盖板22连接。环扣51位于对应测量盒2的正上方。引导架5与桶体1固定连接。

具体地，参照图3和图4，盒体21和盖板22的侧壁上均固定有连接耳板，盒体21和盖板22一侧的连接耳板转动连接（可通过螺栓连接，螺栓不能拧的太紧，保证盒盖能以螺栓连接点为中心旋转），盒体21和盖板22另一侧的连接耳板均与提拉绳6连接，提拉绳6穿过盒体21的连接耳板后端部系于对应盖板的连接耳板上，拉动提拉绳6带动盖板22相对于盒体21转动以盖住盒体22的开口侧。提拉绳6的起点为盖板22的连接耳板，穿过桶身的连接耳板后经环扣51引出。取样盒的盖板22采用最简易的关闭方式，可以再不同时间关闭指定取样盒，可以有效研究不同时间段，成渣的沉淀情况。

本实施例中，测量盒2本身采用侧向滑盖，而非翻盖，避免翻盖过程中对研究样本扰动，平动对液体流动影响极小。

进一步地，盖板22上还固定有用于对盖板22最大转动位置进行限定的限位杆221，盖板22关闭到位后，限位杆221与盒体21的外侧壁相抵接。

通过设置限位杆221，从而避免因提拉绳6带动盖板22转动幅度过大，反而使盒体21开口露出的情况。

进一步地，参照图3和图4，盒体21的底部为底板24，底板24下方连接有固定板23，相邻两测量盒2之间通过连杆4连接其固定板23。

底板24其侧面设置有连接板，连接板与固定板23通过紧固件（如螺栓）连接。

本实施例中，参照图1，测量盒2包括中部测量盒以及围绕中部测量盒外围侧的多个周向测量盒，所有周向测量盒的固定板23均通过连杆4与中部测量盒的固定板23固定连接。

本实施例中以测量盒2总计有9个为例具体说明，其中有8个周向测量盒，按照图1所示位置布置。取样盒布置和数量可以灵活多样，并且提前固定，从而可有效研究不同区域成渣沉淀的分布，以及靠近侧壁对沉淀的影响程度。

具体地，桶体1为刚性材料制成的空腔圆柱状，桶体1直径大于1m，高度大于0.5m。提拉绳6的顶部连接有号码牌。桶体1的尺寸和灌注桩尺寸接近。测量盒2是由刚性材料制成的空腔圆柱状，且直径约为150mm，引导架5为有一定强度的杆架刚性连接而成，引导架5上固定9个环扣51，环扣51位置垂直正下方对应9个测量盒2。提拉绳6为鱼线或者其他韧性较强的线，提拉绳6通过搁置在桶口的引导架5从底部引出，穿过引导架5上的环扣51，沿着提升架的主要杆件引出到桶口边缘与号码牌连接。

本模拟实验装置使用时，初始状态测量盒2的盖板22为开启状态，提拉绳6绷紧且穿过垂直在上方的环扣51，之后，沿引导架5和桶体1边缘与号码牌固定。试验开始后，注入试验泥浆，泥浆液面最终高度离桶体1约20cm。根据实验需求，表面抛洒黄砂或者其他夹渣。静止一段时间，达到试验时间后，通过号码牌分批次拽拉提拉绳6，从而关闭9个取样盒。关闭测量盒2后，通过提升杆3，整体提出测量盒2，再进行泥浆检测。

本实施例提出的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其结构简单、新颖独特、易生产制造、使用效果好且结构可靠，可以很好的模拟大桩径条件下，桩底不同位置沉渣的沉淀情况，同时对泥浆取样简单过程简单，只需向上提出测量盒2即可。本模拟实验装置不必从注入泥浆后再放入取样器，避免了取样器放入过程中对泥浆和夹渣的扰动，影响实验结果的准确性，同时在实验时间达到后，可关闭测量盒2，保证了样品取出过程的稳定，另外设置测量盒2，可以测量和统计桩底部不同位置的沉淀情况。测量盒2设置盖板22，从而保证在取出过程中盒内样本的对立性，避免取出过程的污染。

本发明进一步提出一种用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置的实验方法。

本优选实施例中，一种基于上述用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置的实验方法，包括以下步骤：

步骤S10，在模拟实验装置的桶体中放入多个测量盒，并保持所有测量盒的盖板为打开状态，随后将模拟实验装置的桶体放置于灌注桩内；

步骤S20，向灌注桩内注入试样泥浆，在预设时间到达后，通过拉动提拉绳带动盖板相对于盒体转动以盖住盒体的开口侧；

步骤S30，提拉提升杆从而带动所有的测量盒一起提升，随后对测量盒中的沉淀进行检测；

步骤S40，当需要测量沉淀速度时，按上述步骤S10至S30在多个预设时间段内关闭测量盒，将测量盒从桶体中取出后检测测量盒中的含沙率。

在测量沉淀速度时，重复做实验，比如在注入试样泥浆的10min，20min，30min，1h，1.5h，2h关闭取样盒，检测每一阶段测量盒的含沙率，绘制曲线从而得到沉淀速度。

本实施例提出的模拟实验装置的实验方法，因为在注入试样泥浆之前就放入了桶体，排出所有可能出现影响实验效果的扰动和污染，从而更准确的进行试验研究，保证了实验的可靠性和准确性。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其特征在于，包括桶体、测量盒、提升杆、连杆、引导架以及提拉绳，其中，

所述桶体内放置有多个测量盒，多个测量盒之间通过连杆连接，提升杆与连杆固定连接以整体提拉所有测量盒，测量盒包括盒体以及盖于盒体开口侧上方的盖板，桶体的开口侧上方架设有引导架，提拉绳穿过引导架后其底部与盖板连接以关闭盖板，桶体上开设有出渣口。

2.如权利要求1所述的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其特征在于，所述引导架上设置有多个环扣，每一测量盒对应一环扣和一提拉绳，提拉绳穿过环扣后与盖板连接，所述环扣位于对应测量盒的正上方。

3.如权利要求1所述的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其特征在于，所述引导架与桶体固定连接；所述提拉绳的顶部连接有号码牌。

4.如权利要求1所述的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其特征在于，所述盒体和盖板的侧壁上均固定有连接耳板，盒体和盖板一侧的连接耳板转动连接，盒体和盖板另一侧的连接耳板均与提拉绳连接，提拉绳穿过盒体的连接耳板后端部系于对应盖板的连接耳板上，拉动提拉绳带动盖板相对于盒体转动以盖住盒体的开口侧。

5.如权利要求4所述的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其特征在于，所述盖板上还固定有用于对盖板最大转动位置进行限定的限位杆，盖板关闭到位后，限位杆与盒体的外侧壁相抵接。

6.如权利要求4所述的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其特征在于，所述盒体的底部为底板，底板下方连接有固定板，相邻两测量盒之间通过连杆连接其固定板。

7.如权利要求6所述的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其特征在于，所述底板其侧面设置有连接板，连接板与固定板通过紧固件连接。

8.如权利要求7所述的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其特征在于，所述测量盒包括中部测量盒以及围绕中部测量盒外围侧的多个周向测量盒，所有周向测量盒的固定板均通过连杆与中部测量盒的固定板连接。

9.如权利要求1所述的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置，其特征在于，所述桶体为刚性材料制成的空腔圆柱状，桶体直径大于1m，高度大于0.5m。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的用于测量灌注桩沉渣厚度的模拟实验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

在模拟实验装置的桶体中放入多个测量盒，并保持所有测量盒的盖板为打开状态，随后将模拟实验装置的桶体放置于灌注桩内；

向灌注桩内注入试样泥浆，在预设时间到达后，通过拉动提拉绳带动盖板相对于盒体转动以盖住盒体的开口侧；

提拉提升杆从而带动所有的测量盒一起提升，随后对测量盒中的沉淀进行检测；

当需要测量沉淀速度时，按上述步骤在多个预设时间段内关闭测量盒，将测量盒从桶体中取出后检测测量盒中的含沙率。

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