CN209841861U - 顶管实验箱的加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多条件下模拟单管或多管顶管施工的顶管实验箱的加载装置，它包括箱体，其特征是箱体顶部设有桩基模型加载机构，所述桩基模型加载机构包括加压杠杆，加压杠杆上设有加压杆，加压杠杆一端铰接在箱体上，另一端安装有砝码；本实用新型顶管实验箱的加载装置具有结构简单，模拟恒载准确，可视化，操作方便，经济环保，适用于顶管施工对桩基及地面建筑物影响的模型试验。

Description

顶管实验箱的加载装置

技术领域

本实用新型涉及一种地下工程顶管施工试验技术领域，具体地是涉及一种顶管实验箱的加载装置，特别是涉及一种多条件下模拟单管或多管顶管施工的顶管实验箱的加载装置，适用于顶管施工对桩基及地面建筑物影响的模型试验。

背景技术

城市化发展过程中，城市扩张与稀缺土地资源供给不足的矛盾越来越明显。地下空间开发的规划和开发，可提高城市设施水平以增加城市的竞争力。随着地下空间开发的规模越来越大，地下空间的开发受到地质条件、水文条件、岩土类型、地面空间类型、已有地下设施、施工技术、经济能力、文化遗址、开发后的社会效益和环境效益等诸多因素的影响和制约，且开发利用具有一定的不可逆性，建成后很难改造或重建。地下空间建设中遇到的问题复杂，地下工程建设具有投资大、施工周期长、施工项目多、施工技术复杂、不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点，是一项高风险建设工程。近几年城市地下工程建造过程中，基坑垮塌、地面沉陷、隧道涌水、掌子面垮塌、临近建筑物倾斜与倒塌等安全事故频发，不仅延误了工期，还造成了很大的经济损失和人员伤亡。

顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，它以液压为动力将顶管机和待铺设的管节在地下逐节顶进。施工过程中，不可避免地会对管道周围的土体产生扰动，引起管道周围土体产生变形，引起地面和地下土体的位移，即地层变形。当地层变形超过一定范围时，会严重危及邻近建( 构) 筑物基础、邻近建( 构) 筑物、地下管网和地面建筑物的安全，引起一系列岩土工程问题。

管幕预筑法建造地下空间技术首次应用于沈阳地铁2号线新乐遗址站车站，因工期原因，在密排管群（多管）顶管施工过程中，同时还进行管间钢板切割、管间土体开挖和管间支撑、管间注浆等施工，同步进行的这些工序将不可避免地对密排管群顶管施工和对环境产生影响。研究一种密排管群顶管实验箱的加载装置及实验方法来研究密排管群顶管施工引起的地层变形机理，分析施工对环境的影响，进而提出有针对性的处理对策，确保密排顶管施工过程的安全和控制密排顶管施工对环境的影响具有重要工程意义。

申请号为201410250822.5的发明专利申请公开了一种模拟顶管施工引发地层变形的实验方法及装置，并具体公开了1）安装侧向柔性加载囊 ；2）填土 ；3）安装模拟顶管 ；4）安装加载系统 ；5）加载 ；6）监测初始值 ；7）模拟开挖地层损失过程 ；8）实验数据的整理与分析。将侧向柔性加载囊黏贴在模型箱内壁上，左端连接侧向柔性加载囊，右端连接侧向加载压力表，侧向加载压力表通过侧向加压注水管与侧向加载加压泵连接，侧向柔性加载囊顶部设排气阀，在模型箱前侧壁距模型箱底开圆孔，圆形顶管预留孔周边焊接螺柱，模拟顶管右端放置在模型箱前侧壁圆形顶管预留孔处，模拟顶管左端紧贴模型箱后壁放置，结构合理、操作方便，用于模拟顶管隧道施工引发的地层变形模型实验。

该专利申请提供了一种模拟顶管施工引发地层变形的试验方法，在模拟顶管隧道开挖模型试验过程中，可通过调节上覆压力和侧向压力来模拟不同的覆盖层厚度，以研究荷载水平对地层变形的影响规律；柔性加载囊可在保持均衡压力的情况下较好地适应地层变形，充分反映地层变形；通过调节顶管外壁包裹的环形水囊的压力和水量可研究顶管隧道不同的超挖厚度对地层损失的影响。但是不能实际模拟顶管施工对粧基及地面建筑物的影响。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多条件下模拟单管或多管顶管施工的顶管实验箱的加载装置，适用于顶管施工对桩基及地面建筑物影响的模型试验。

本实用新型是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种顶管实验箱的加载装置，它包括箱体，箱体顶部设有桩基模型加载机构，所述桩基模型加载机构包括加压杠杆，加压杠杆上设有加压杆，加压杠杆一端铰接在箱体上，另一端安装有砝码。

为直观演示顶管施工的影响，本实用新型所述的箱体由骨架与透明板材围成，箱体的顶面敞开，箱体内放置有透明土。

由于采用上述技术方案，本实用新型较好的实现了发明目的，顶管实验箱的加载装置具有结构简单，模拟恒载准确，可视化，操作方便，经济环保，适用于顶管施工对桩基及地面建筑物影响的模型试验。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1:

由图1可知，一种顶管实验箱的加载装置，它包括箱体2，箱体2顶部设有桩基模型加载机构，所述桩基模型加载机构包括加压杠杆5，加压杠杆5上设有加压杆4，加压杠杆5一端铰接在箱体2上，另一端安装有砝码6。

为直观演示顶管施工的影响，本实用新型所述的箱体2由骨架与透明板材围成，箱体2的顶面敞开，箱体2内放置有透明土1。

本实施例采用透明板材与骨架围成一个方形箱体2，箱体2底部设有排水孔，所述顶管3由透明材料制成。根据实验要求，往箱体2内分层填筑所选择的透明土1，并压实，填土过程中，将桩基模型8安装在对应的加压杆4正下方，并安装好测量采集土压力值和地层位移数值的测量装置7。所述测量装置7包括土压力盒、测斜管、沉降钉等。

实验时，将桩基模型加载装置安装好，并将计算砝码6加至计算重量。千斤顶加压推动顶管3前移，每次顶入5～10㎝，掏出顶管3内的透明土1，记录测量装置7测得的土压力值和地层位移数值。重复上述步骤，直至顶管3全部顶入透明土1内。对采集的土压力值和地层位移数值进行地层力学响应分析。本实施例可进行单管或者多管的侧穿桩基8的顶管施工实验。

本实用新型顶管实验箱的加载装置具有结构简单，模拟恒载准确，可视化，操作方便，经济环保，适用于顶管施工对桩基及地面建筑物影响的模型试验。

实施例2:

由图2可知，为模拟顶管过程中对地表建筑物的影响，本实施例将桩基模型8改为建筑物模型9，在填筑透明土1时，当透明土1填至一定高度，将建筑物模型25安装在对应的加压杆4正下方。

实验时，将桩基模型加载装置安装好，并将计算砝码21加至计算重量。千斤顶加压推动顶管3前移，每次顶入5～10㎝，掏出顶管3内的透明土1，记录测量装置7测得的土压力值和地层位移数值。重复上述步骤，直至顶管3全部顶入透明土1内。对采集的土压力值和地层位移数值进行地层力学响应分析。本实施例可进行单管或者多管的下穿地表建筑物的顶管施工实验。

余同实施例1。

Claims (2)

1.一种顶管实验箱的加载装置，它包括箱体，其特征是箱体顶部设有桩基模型加载机构，所述桩基模型加载机构包括加压杠杆，加压杠杆上设有加压杆，加压杠杆一端铰接在箱体上，另一端安装有砝码。

2.根据权利要求1所述的顶管实验箱的加载装置，其特征是所述的箱体由骨架与透明板材围成，箱体的顶面敞开，箱体内放置有透明土。