[实用新型]一种变截面CFG桩复合地基静载试验自平衡组合装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，特别是涉及一种变截面CFG桩复合地基静载试验自平衡组合装置。

背景技术

我国滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围及山涧谷地等有广泛的软弱土分布，地基处理费用在工程建设中所占比例非常大。CFG桩复合地基通过置换作用、排水作用、挤密作用和垫层作用使得地基承载力提高，沉降变形减小，具有施工周期短、质量易于控制、工程造价低等特点。其中，新型变截面CFG桩复合地基还增加了加固区内桩体按深度变刚度分布效果，使得复合地基进一步提高了沉降减小、地基承载力提高的目标，获得良好的经济效益和社会效益。

复合地基的实验室模型试验是研究复合地基承载机理、极限荷载的必要手段，一般主要采用具有固定反力架的反力梁系统，需要相对固定的场地条件、试验环境，而且前期投入较大；同时，受到岩土材料非线性、变截面CFG桩的几何非线性影响，该复合地基在承载机理、加固桩-地基相互作用、软土地基与良好土层地基的荷载传递规律等规律有待进一步厘清，需要提供一种试验装置，便于勘察设计部门开展模型试验，并结合现场试验数据，提供相应的设计参数。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种变截面CFG桩复合地基静载试验自平衡组合装置，用来研究变截面CFG桩复合地基的承载机理和荷载传递规律，结合现场试验数据，提供变截面CFG桩复合地基的设计参数。

本实用新型的技术方案如下：

一种变截面CFG桩复合地基静载试验自平衡组合装置，包括模型箱体、荷载施加系统、数据测量系统；

所述荷载施加系统安装在模型箱体上方，变截面CFG桩和模拟地基材料置于模型箱体内，荷载施加系统，包括：施力装置、传力装置；施力装置上部与加载反力用的传力装置连接，施力装置采用逐级加载方式向下方的试验箱体内的变截面CFG桩复合地基表面施加载荷，通过模型箱体自重、模拟地基材料自重、变截面CFG桩自重来平衡；

所述数据测量系统，包括荷载板位移测量装置、桩身应变测量装置、加载荷载值测量装置、土压力测量装置、动静态应变测试系统、计算机；加载荷载值测量装置安装在变截面CFG 桩复合地基表面，荷载板位移测量装置布置在加载荷载值测量装置上，桩身应变测量装置布置在变截面CFG桩上，土压力测量装置埋设在变截面CFG桩的端部、变截面处以及桩周围的土体中；荷载板位移测量装置、桩身应变测量装置、加载荷载值测量装置、土压力测量装置均与动静态应变测试系统连接，动静态应变测试系统与计算机连接。

所述模型箱体包括试验箱体，内置变截面CFG桩和模拟地基材料；试验所需加载的反力值大于试验箱体及内置岩土体总重量的两倍时试验箱体下方安装已浇筑混凝土的配重箱体。

所述试验箱体是顶部敞口的箱体结构，设置有活动门。

所述试验箱体顶部开口的左右两侧边缘连接有带孔条形板，带孔条形板与荷载施加系统中的传力装置连接。

所述传力装置采用人字架反力装置，结构为两根钢棒焊接在一起，焊接处竖直方向焊接一根短钢棒，人字架反力装置下部两端各自焊接一块带孔矩形板，焊接位置为带孔矩形板中部且与人字架反力装置端部截面中心对中；施力装置采用手动式螺旋式千斤顶向变截面CFG 桩施加的荷载与人字架反力装置反力平衡；手动式螺旋千斤顶所施加的荷载由试验箱体自重、变截面CFG桩自重、地基材料自重和配重箱体自重承担。

所述加载荷载值测量装置包括压力传感器和荷载板；施力装置的顶端与压力传感器接触，施力装置的底面与荷载板接触，荷载板安装在变截面CFG桩上部的褥垫层表面，测量荷载板表面施加荷载量。

所述荷载板位移测量装置采用双向防震百分表，两个双向防震百分表对称地布置在变截面CFG桩顶面的荷载板的对角线上，且双向防震百分表的测杆垂直于荷载板表面，通过磁性表座将表身固定在独立基准梁上。

所述桩身应变测量装置采用电阻应变片，布置在变截面CFG桩表面，采用1/2桥连接，测量变截面CFG桩的应变变化。

有益效果：

1、本实用新型的变截面CFG桩复合地基增加了地基加固区内变截面CFG桩按深度变刚度分布效果，较原有的刚性桩复合地基的经济效益和社会效益更为显著，但因尚未形成可靠的设计理论，更需要相关的室内试验工作为设计提供必要的参数，本实用新型的更为便捷地解决了该种复合地基的静荷载试验问题；