CN216051066U - 一种齿桩竖向承载试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种齿桩竖向承载试验装置，包括试验箱、模拟齿桩、荷载机构、位移传感器、上位机以及温度调节机构，荷载机构包括龙门架以及液压杆，温度调节机构包括导温管、盐水箱、水泵以及升降温机构，将试验土样装入到试验箱中，并进行压实后在试验土样内挖掘出桩基孔，然后将模拟齿桩插入到桩基孔中，通过上位机控制升降温机构对盐水箱内的盐水进行升降温，并通过水泵将调节过温度后的盐水输送到导温管中，导温管与试验土样进行热交换，调节试验土样的温度，然后液压杆向模拟齿桩施压，通过设置的位移传感器检测施压过程中模拟齿桩所发生的位移量数据，由于可以在不同气温条件下进行试验，因此可以为齿桩的实际使用提供理论支持。

Description

一种齿桩竖向承载试验装置

技术领域

本实用新型涉及桩基施工技术领域，特别涉及一种齿桩竖向承载试验装置。

背景技术

齿桩是指在现有的桩基基础上在桩基外表面自上而下旋压成齿槽，齿桩与预应力缓凝土竹节桩相比，具有造价低、适用条件广泛等优点，与挤扩支盘桩相比，具有施工方法简单、灵活施工等优点，齿桩在施工前，需要对其竖向承载能力进行试验，以保证实际施工所使用的齿桩可以稳固使用，现有的试验装置基本都是通过微缩齿桩进行承载试验，然而在进行承载试验时，并没有考虑到气温的变化对试验的影响，因此无法获知齿桩的实际承载试验数据。

实用新型内容

鉴以此，本实用新型提出一种齿桩竖向承载试验装置，可以对试验土进行升降温，从而可以获得不同温度条件下的承载试验数据，为实际施工提供理论依据。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种齿桩竖向承载试验装置，包括试验箱、模拟齿桩、荷载机构、位移传感器、上位机以及温度调节机构，所述试验箱内放置有试验土样，所述试验土样中部形成桩基孔，所述模拟齿桩伸入到桩基孔中，并与试验土样紧密接触，所述位移传感器设置在模拟齿桩位于桩基孔上方的部分侧壁，所述荷载机构包括龙门架以及液压杆，所述龙门架横跨在试验箱顶面，所述液压杆设置在龙门架上，其输出轴位于模拟齿桩上方；所述温度调节机构包括导温管、盐水箱、水泵以及升降温机构，所述导温管从试验箱侧壁插入到试验土样中，所述升降温机构设置在盐水箱中，所述水泵进水端与盐水箱连接，其出水端通过进水管与导温管连接，所述导温管通过出水管与盐水箱连接，所述上位机设置在试验箱一侧，并分别与位移传感器、液压杆、水泵以及升降温机构电连接。

优选的，所述升降温机构包括制冷片以及加热片，所述制冷片以及加热片设置在盐水箱侧壁，所述上位机分别与制冷片以及加热片电连接。

优选的，所述温度调节机构还包括旋转电机，所述盐水箱侧壁上设置有转动板，所述制冷片以及加热片分别设置在转动板相对的侧壁上，所述旋转电机设置在盐水箱顶面，其输出轴伸入到盐水箱侧壁内部，并与转动板顶面连接，所述上位机与旋转电机电连接。

优选的，所述荷载机构还包括施力块，所述液压杆输出轴与施力块顶面连接，所述施力块位于模拟齿桩上方。

优选的，所述荷载机构还包括压力传感器，所述压力传感器设置在施力块底面，所述上位机与压力传感器电连接。

优选的，还包括均匀喷水机构，所述均匀喷水机构包括喷水管以及电控喷头，所述喷水管由上至下依次设置在试验箱的侧壁内部，所述电控喷头设置在试验箱侧壁内部，并与喷水管连接，所述试验箱内侧壁设置有若干喷水口，所述电控喷头位于喷水口一侧，所述上位机与电控喷头电连接。

优选的，所述均匀喷水机构包括超声波测高仪，所述超声波测高仪设置在龙门架上，所述上位机与超声波测高仪电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种齿桩竖向承载试验装置，用于对齿桩在承受载荷状态下产生的位移量进行监测，在试验箱中装入试验土样后，将模拟齿桩插入到撞击孔中，液压杆向模拟齿桩顶部施加压力后，通过位移传感器检测模拟齿桩的位移量，以便对实际齿桩的承载能力进行分析，而在将模拟齿桩插入到试验土样后，先通过设置的水泵将高温盐水或低温盐水通入到导温管中，导温管与试验土样进行热交换，调节试验土样的温度，在温度调节完成后进行竖向承载试验，从而可以提供不同气温条件下的承载试验，为后续实际施工提供理论支持。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种齿桩竖向承载试验装置的第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的一种齿桩竖向承载试验装置的第二实施例的结构示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图中，1为试验箱，2为模拟齿桩，3为位移传感器，4为上位机，5为试验土样，6为桩基孔，7为龙门架，8为液压杆，9为导温管，10为盐水箱，11为水泵，12为进水管，13为出水管，14为制冷片，15为加热片，16为旋转电机， 17为转动板，18为施力块，19为压力传感器，20为喷水管，21为电控喷头， 22为喷水口，23为超声波测高仪。

具体实施方式

为了更好理解本实用新型技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步的说明。

参见图1，本实用新型提供的一种齿桩竖向承载试验装置，包括试验箱1、模拟齿桩2、荷载机构、位移传感器3、上位机4以及温度调节机构，所述试验箱1内放置有试验土样5，所述试验土样5中部形成桩基孔6，所述模拟齿桩2 伸入到桩基孔6中，并与试验土样5紧密接触，所述位移传感器3设置在模拟齿桩2位于桩基孔6上方的部分侧壁，所述荷载机构包括龙门架7以及液压杆8，所述龙门架7横跨在试验箱1顶面，所述液压杆8设置在龙门架7上，其输出轴位于模拟齿桩2上方；所述温度调节机构包括导温管9、盐水箱10、水泵11 以及升降温机构，所述导温管9从试验箱1侧壁插入到试验土样5中，所述升降温机构设置在盐水箱10中，所述水泵11进水端与盐水箱10连接，其出水端通过进水管12与导温管9连接，所述导温管9通过出水管13与盐水箱10连接，所述上位机4设置在试验箱1一侧，并分别与位移传感器3、液压杆8、水泵11 以及升降温机构电连接。

本实施例的一种齿桩竖向承载试验装置，采用微缩的模拟齿桩2来代替实际使用的齿桩，然后将待施工区域的土壤作为试验土样5加入到试验箱1中，进行压实后，在试验土样5上挖掘出桩基孔6后，将模拟齿桩2插入到桩基孔6 中，保持模拟齿桩2与桩基孔6侧土壤紧密接触，然后通过上位机4带动龙门架7上的液压杆8工作，液压杆8施压在模拟齿桩2的顶面，模拟齿桩2受力后会发生位移，而设置在模拟齿桩2上的位移传感器3可以采集到位移改变的数据，并将位移量传输给上位机4，从而工作人员可以通过上位机4查看模拟齿桩2受到竖向承载时所发生的变化，为实际施工提供理论支持。

而由于户外环境气温会跟随季节以及时间发生周期性的变化，因此土壤温度也会发生改变，在冬季温度较低时，土壤内的水还会发生冻结，温度改变所引起的土壤结构强度改变会对齿桩的承载性能产生的不同的影响，为获取在不同气温条件下齿桩的承载试验数据，本实施例设置了温度调节机构，在将模拟齿桩2插入到桩基孔6后，通过温度调节机构对试验土样5的温度进行调节，调节完成后再驱动液压杆8施压进行试验，从而可以获得在不同气温条件下的竖向承载试验数据，为齿桩的性能检测提供进一步的理论支持。

在调节土壤温度时，首先通过上位机4控制升降温机构对盐水箱10中的盐水进行升温或降温，温度调节完成后，控制水泵11将高温盐水后低温盐水通过进水管12输送到导温管9中，导温管9可以与试验土样5进行热交换，从而调节试验土样5温度，经热交换后的盐水从出水管13重新回流到盐水箱10中进行循环使用，当试验土样5的温度到达定值后，可以停止水泵11和升降温机构的工作。

优选的，所述升降温机构包括制冷片14以及加热片15，所述制冷片14以及加热片15设置在盐水箱10侧壁，所述上位机4分别与制冷片14以及加热片 15电连接。

通过所设置的制冷片14和加热片15可以实现盐水的降温以及升温。

优选的，所述温度调节机构还包括旋转电机16，所述盐水箱10侧壁上设置有转动板17，所述制冷片14以及加热片15分别设置在转动板17相对的侧壁上，所述旋转电机16设置在盐水箱10顶面，其输出轴伸入到盐水箱10侧壁内部，并与转动板17顶面连接，所述上位机4与旋转电机16电连接。

为了防止制冷片14和加热片15在交替使用的过程中发生温度交叉导致升降温速度降低，本实施例在盐水箱10侧壁设置了转动板17，上位机4可以控制旋转电机16带动转动板17旋转180度，将制冷片14和加热片15分别设置在转动板17两侧后，通过旋转电机16可以带动制冷片14或加热片15转动到盐水箱10内部，从而可以进行升温或降温。

优选的，所述荷载机构还包括施力块18，所述液压杆8输出轴与施力块18 顶面连接，所述施力块18位于模拟齿桩2上方，所述荷载机构还包括压力传感器19，所述压力传感器19设置在施力块18底面，所述上位机4与压力传感器 19电连接。

所设置的施力块18可以方便将液压杆8产生的压力均匀的施加到模拟齿桩 2顶面，同时通过所设置的压力传感器19可以检测试验过程中施加的压力数据，通过压力数据和位移数据可以更加直观的了解模拟齿桩2的竖向承载情况，本实施例的压力传感器19型号为PT124G-214，位移传感器3型号为ZLDS100。

参照图2-图3所示的第二实施例，还包括均匀喷水机构，所述均匀喷水机构包括喷水管20以及电控喷头21，所述喷水管20由上至下依次设置在试验箱 1的侧壁内部，所述电控喷头21设置在试验箱1侧壁内部，并与喷水管20连接，所述试验箱1内侧壁设置有若干喷水口22，所述电控喷头21位于喷水口22一侧，所述上位机4与电控喷头21电连接，所述均匀喷水机构包括超声波测高仪 23，所述超声波测高仪23设置在龙门架7上，所述上位机4与超声波测高仪23 电连接。

由于实际土壤中的含水量不同，深度较大的土壤中的含水量较多，为了保证试验的结果更加接近实际情况，本实施例设置了均匀喷水机构，在向试验箱1 中添加土壤时，通过超声波测高仪23检测内部土壤高度，在土壤高度增加的过程中，可以通过喷水管20以及喷水口22向土壤中喷水，并控制喷水量，使得土壤不同深度的含水量不同，当发生低温冻结时，土壤不同位置的冻结强度也会不同，模拟齿桩2在不同冻结强度的组合下进行竖向承载试验所产生的数据也不相同，以此可以获得详细的竖向承载试验数据。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种齿桩竖向承载试验装置，其特征在于，包括试验箱、模拟齿桩、荷载机构、位移传感器、上位机以及温度调节机构，所述试验箱内放置有试验土样，所述试验土样中部形成桩基孔，所述模拟齿桩伸入到桩基孔中，并与试验土样紧密接触，所述位移传感器设置在模拟齿桩位于桩基孔上方的部分侧壁，所述荷载机构包括龙门架以及液压杆，所述龙门架横跨在试验箱顶面，所述液压杆设置在龙门架上，其输出轴位于模拟齿桩上方；所述温度调节机构包括导温管、盐水箱、水泵以及升降温机构，所述导温管从试验箱侧壁插入到试验土样中，所述升降温机构设置在盐水箱中，所述水泵进水端与盐水箱连接，其出水端通过进水管与导温管连接，所述导温管通过出水管与盐水箱连接，所述上位机设置在试验箱一侧，并分别与位移传感器、液压杆、水泵以及升降温机构电连接。

2.根据权利要求1所述的一种齿桩竖向承载试验装置，其特征在于，所述升降温机构包括制冷片以及加热片，所述制冷片以及加热片设置在盐水箱侧壁，所述上位机分别与制冷片以及加热片电连接。

3.根据权利要求2所述的一种齿桩竖向承载试验装置，其特征在于，所述温度调节机构还包括旋转电机，所述盐水箱侧壁上设置有转动板，所述制冷片以及加热片分别设置在转动板相对的侧壁上，所述旋转电机设置在盐水箱顶面，其输出轴伸入到盐水箱侧壁内部，并与转动板顶面连接，所述上位机与旋转电机电连接。

4.根据权利要求1所述的一种齿桩竖向承载试验装置，其特征在于，所述荷载机构还包括施力块，所述液压杆输出轴与施力块顶面连接，所述施力块位于模拟齿桩上方。

5.根据权利要求4所述的一种齿桩竖向承载试验装置，其特征在于，所述荷载机构还包括压力传感器，所述压力传感器设置在施力块底面，所述上位机与压力传感器电连接。

6.根据权利要求1所述的一种齿桩竖向承载试验装置，其特征在于，还包括均匀喷水机构，所述均匀喷水机构包括喷水管以及电控喷头，所述喷水管由上至下依次设置在试验箱的侧壁内部，所述电控喷头设置在试验箱侧壁内部，并与喷水管连接，所述试验箱内侧壁设置有若干喷水口，所述电控喷头位于喷水口一侧，所述上位机与电控喷头电连接。

7.根据权利要求6所述的一种齿桩竖向承载试验装置，其特征在于，所述均匀喷水机构包括超声波测高仪，所述超声波测高仪设置在龙门架上，所述上位机与超声波测高仪电连接。

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