CN114474307A - 一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,包括扩底桩支模板和可移动养护装置,扩底桩支模板包括直桩组合筒和扩大端;可移动养护装置包括养护筒,养护筒底部设置有养护筒底板,养护筒底板上设置有多个底座,底座上设置旋转托盘,扩底桩支模板置于养护筒内部的旋转托盘上;养护筒顶部设置有顶盖,顶盖外部还设置有加压水箱,加压水箱内部设置有加压泵,加压泵连接水管;还包括喷水花管,喷水花管顶端与水管连接。本发明的扩底桩支模板,解决了传统扩底桩模型制作分步制作从而导致直桩部分和扩大端存在连接缝的问题,实现了扩底桩扩大端的一次成型,实现了改变扩底模型桩养护过程中桩周温度和湿度的目的,达到了标准化养护效果。
Description
技术领域
本发明属于扩底桩加固设备技术领域,具体涉及一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置。
背景技术
筋体与混凝土协同作用可大大提升混凝土结构本身的抗拉和抗性能,在地基加强体中广泛应用。国内外工程及研究中对筋体与混凝土协同结构体及筋体与混凝土界面力学特性均展开了广泛的研究。扩底桩作为传统的桩基加固方式之一,因其加固效果好、施工方便、应用领域广等在各个行业都得到了广泛应用,如城市建筑地基加固,桥梁桩基工程,海上钻井平台基础等。传统的扩底桩一般为旋挖钻孔灌注桩,通常在桩体外侧设置钢筋笼起到挖孔护筒的作用。扩大端可将上部荷载弱化后传递到稳定的岩层或土体内部,从而减小了上部构筑物的沉降,一般工程中多考虑扩底桩的竖向和水平承载性能,实际上由于其扩大端的存在,扩底桩的抗拔承载性能更为显著,近年来,也越来越多的得到了学者们的广泛关注。目前,扩底桩抗拔承载性能的研究还处于起步阶段,如电路工程《架空送电线路基础设计规范》中多采用土重法和剪切法计算扩底桩抗拔承载力,而《建筑桩基技术规范》中采用桩侧摩阻力乘以相应系数近似估算抗拔承载力,各个规范对于扩底桩抗拔承载性能的估算并无统一计算方法,且仅考虑了扩大头提供的抗拔阻力,而对于扩底桩承载性能的发挥机制,尤其对于含筋体扩底桩抗拔承载性能的加强作用,及筋体与桩体之间的界面剪切力学特性对扩底桩整体承载性能的影响尚缺乏系统的研究。通过扩底桩室内拉拔试验对其承载性能进行测试和研究仍然是本领域较为常用的方法。但现有的测试方法多侧重加载过程和试验破坏现象分析,而对于模型制作和养护过程的批量和规范操作尚有待重视。数据表明,模型桩质量和规格欠统一导致扩底桩抗拔承载性能估算有误,从而使得试验结果较为离散,影响了研究的顺利开展。因此,设计一种可实现扩底桩模型拉拔试样制作及养护系统对于推动该研究的进行至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,提高了扩底桩模型制作效率、规范了养护过程。
本发明所采用的技术方案是,一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,包括扩底桩支模板和可移动养护装置,扩底桩支模板包括直桩组合筒和扩大端,直桩组合筒包括两个半圆柱形筒,两个半圆柱形筒底部连接扩大端;可移动养护装置包括养护筒,养护筒底部设置有养护筒底板,养护筒底板中心处设置有定位孔,养护筒底板上还设置有多个底座,每个底座上均设置旋转托盘,扩底桩支模板置于养护筒内部的旋转托盘上;养护筒顶部设置有顶盖,顶盖中心处设置有对中孔,顶盖外部还设置有加压水箱,加压水箱内部设置有加压泵,加压泵出水口连接水管;还包括喷水花管,喷水花管竖直插入对中孔和定位孔中,喷水花管顶端部与水管连接。
本发明的特点还在于,
两个半圆柱形筒通过固定螺栓连接;扩大端为圆台型结构。
还包括竖直设置的筋体,扩大端底部中心位置设置有定位槽,筋体一端固定在定位槽内,另一端伸出直桩组合筒顶部。
养护筒底板底部外侧还设置有多个万向轮。
养护筒外壁包覆有隔温层,隔温层与养护筒外壁之间设置有电热丝,电热丝呈S型缠绕在养护筒外壁四周,养护筒内壁还设置有温度计。
喷水花管沿竖直方向设置有多个喷水孔。
本发明的有益效果是,本发明的扩底桩支模板,解决了传统扩底桩模型制作分步进行从而导致直桩部分和扩大端存在连接缝的问题,实现了扩底桩扩大端的一次成型,提高了扩底桩模型制作效率,同时含筋体扩底桩模型可研究扩底桩的抗拔承载性能和筋体-混凝土界面剪切力学特性。扩底桩养护系统中包括温控层、隔温层和养护水箱,可实现制桩过程中改变养护筒内温度和湿度,从而实现智能、统一标准养护,大大提高试样制作质量,节约成本,提高试验效率。
附图说明
图1为本发明一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置中养护筒的结构示意图;
图2为本发明一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置中顶盖的结构示意图;
图3为本发明一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置中旋转托盘的结构示意图;
图4为本发明一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置中喷水花管的结构示意图;
图5为本发明一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置中扩底桩支模板的结构示意图。
图中,1.养护筒,2.加热丝,3.温度计,4.隔温层,5.养护筒底板,6.万向轮,7.电源线,8.顶盖,9.对中孔,10.水管,11.加压水箱,12.定位孔,13.旋转托盘,14.喷水孔,15.喷水花管,16.直桩组合筒,17.固定螺栓,18.扩大端,19.筋体,20.定位槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,包括扩底桩支模板和可移动养护装置,整体高约500mm,扩底桩支模板材料为聚合物纤维混凝土透水材料,可移动养护装置其材质可根据用户需求采用钢、有机玻璃或PVC材料。
如图5所示,扩底桩支模板包括直桩组合筒16,直桩组合筒16包括两个半圆柱形筒,两个半圆柱形筒通过固定螺栓17连接,便于进行拼接固定;直桩组合筒16可有效减小试样脱模的难度,保证试样在脱模过程中的完整性。
两个半圆柱形筒底部连接扩大端18,扩大端18为圆台型结构;扩大端18底部内设置有定位槽20,还包括竖直设置的筋体19,筋体19一端固定在定位槽20内,另一端伸出直桩组合筒16顶部;筋体外径与定位槽内径一致,可保证插入定位槽中。
定位槽20可适合单根筋体及多根成簇筋体构成的含筋体扩底桩拉拔试样,若试样为多根分离式筋体试样,可将筋体对中孔按照试验要求做成多孔构造。
如图1所示,可移动养护装置包括养护筒1,养护筒1底部设置有养护筒底板5,养护筒底板5底部外侧还设置有多个万向轮6,如图3所示,养护筒底板5中心处设置有定位孔12,养护筒底板5上还设置有多个底座,每个底座上均设置旋转托盘13;
养护筒1外壁包覆有隔温层4,隔温层4与养护筒1外壁之间设置有电热丝2,电热丝2呈S型缠绕在养护筒1外壁四周,通过与电源线7相连实现筒内温度变化;
如图2所示,养护筒1顶部设置有顶盖8,顶盖8与养护筒底板5大小一致,顶盖8中心处设置有对中孔9,顶盖8外部还设置有加压水箱11,加压水箱11内部设置有加压泵,加压泵出水口连接水管10;养护筒1内壁还设置有温度计3;
如图5所示,还包括喷水花管15,喷水花管15竖直插入对中孔9和定位孔12中,喷水花管15顶端部与水管10连接,喷水花管15沿竖直方向设置有多个喷水孔14;
扩底桩支模板置于养护筒1内部的旋转托盘13上,待扩底桩支模板内筋体19安装完成后,再将试验设计需要的的水泥基材料缓慢灌入支模板内部。待浆液灌满后去除扩底桩支模板直桩组合筒16顶部表面浮浆并抹平。若有多组扩底桩模型,可放置于其他旋转托盘13上,操作流程同上。
通过对中孔9和定位孔12安装喷水花管15,将顶盖8置于养护筒1顶部,喷水花管15顶端部与水管10连接,将养护水箱中注满养护用清水,调节出水间隔和出水量,同时将旋转托盘13电动机打开,喷水的同时缓慢旋转扩底桩,实现含筋体扩底桩拉拔试样的标准养护。
本发明一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,其具体工作原理是:
通过固定螺栓17将扩底桩支模板直桩组合筒16与扩大端18相连形成扩底桩模型,将筋体19通过扩大端18底部定位槽20固定于扩底桩模型中心。制作好的扩底桩模型置于养护筒底板5上的旋转托盘12上,在模型内壁涂抹工业用凡士林润滑脂减小后期脱模时的侧摩阻力。向扩底桩支模板内部缓慢灌入水泥基材料,待灌满后将顶部抚平,安装养护筒顶盖8,通过对中孔9和定位孔12固定喷水花管15。开始养护时,向顶盖水箱11内注入养护清水,打开加热丝2和抽水管开关,启动旋转底座,实现含筋体扩底桩拉拔试样的标准养护。养护过程中可通过养护筒侧壁温度计调整电热丝至需要的养护温度。
本发明较传统扩底桩制模模型相比具有以下优点:(1)本发明提供了一种扩底桩模型装制作支模板工具,该模板便于拆卸,可重复使用,且设置有加筋定位孔,一方面可实现扩底桩抗拔承载性能测试,另一方面,可模拟含筋体扩底桩桩体与筋体间的界面荷载传递机制;(2)提供了一种控制养护过程中模型桩周温湿度的扩底桩养护系统,可实现规范化制样和养护过程,便于科研人员掌握和操作;(3)该养护系统具有可移动、批量化养护的特点,可实现扩底桩拉拔模型试验桩的制作和养护一体化,从而减小模型桩制作本身误差对试验结果准确性的影响。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明做其它形式的限制,任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是,凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,其特征在于,包括扩底桩支模板和可移动养护装置,所述扩底桩支模板包括直桩组合筒(16),所述直桩组合筒(16)包括两个半圆柱形筒,两个所述半圆柱形筒底部连接扩大端(18);所述可移动养护装置包括养护筒(1),所述养护筒(1)底部设置有养护筒底板(5),所述养护筒底板(5)中心处设置有定位孔(12),所述养护筒底板(5)上还设置有多个底座,每个所述底座上均设置旋转托盘(13),所述扩底桩支模板置于养护筒(1)内部的旋转托盘(13)上;所述养护筒(1)顶部设置有顶盖(8),所述顶盖(8)中心处设置有对中孔(9),所述顶盖(8)外部还设置有加压水箱(11),所述加压水箱(11)内部设置有加压泵,所述加压泵出水口连接水管(10);还包括喷水花管(15),所述喷水花管(15)竖直插入对中孔(9)和定位孔(12)中,所述喷水花管(15)顶端部与水管(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,其特征在于,两个所述半圆柱形筒通过固定螺栓(17)连接;所述扩大端(18)为圆台型结构。
3.根据权利要求1所述的一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,其特征在于,还包括竖直设置的筋体(19),所述扩大端(18)底部内设置有定位槽(20),所述筋体(19)一端固定在定位槽(20)内,另一端伸出直桩组合筒(16)顶部。
4.根据权利要求1所述的一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,其特征在于,所述养护筒底板(5)底部外侧还设置有多个万向轮(6)。
5.根据权利要求1所述的一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,其特征在于,所述养护筒(1)外壁包覆有隔温层(4),所述隔温层(4)与养护筒(1)外壁之间设置有电热丝(2),所述电热丝(2)呈S型缠绕在养护筒(1)外壁四周,所述养护筒(1)内壁还设置有温度计(3)。
6.根据权利要求1所述的一种含筋体扩底桩模型拉拔试样制作及养护装置,其特征在于,所述喷水花管(15)沿竖直方向设置有多个喷水孔(14)。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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