[发明专利]一种模拟桩侧后注浆的室内试验方法

说明书

本发明涉及一种模拟桩侧后注浆的室内试验装置和试验方法，所述试验装置包括空气压缩机、储浆罐和界面剪切仪，推入界面剪切仪的上剪切盒底部设有注浆孔，储浆罐的底部通过注浆阀和进浆管连接上剪切盒注浆孔，通过注浆管将水泥浆液注入设计注浆位置处的试验土体与混凝土接触面，然后通过直剪试验和后续土体开挖观测分析桩侧后注浆桩土接触面理化性质。与现有技术相比，本发明可用于模拟研究现场桩身不同位置处桩侧后注浆对基桩承载机制的影响，并能通过控制不同注浆工况和卸荷工况综合研究其对桩侧注浆效果的影响，有利于揭示桩侧后注浆的注浆机制，为实际桩基工程后注浆的设计、施工等提供参考依据等。

技术领域

本发明涉及桩侧后注浆工程技术领域，尤其是涉及一种模拟桩侧后注浆的室内试验装置和试验方法。

背景技术

近十几年来，随着超高层建筑、高速铁路、大跨桥梁以及复杂地下基础设施等工程的不断涌现，桩基础尤其是超长大直径桩得以广泛应用。然而由于在施工过程中影响桩承载特性的因素多且复杂，国内外学者虽对其进行了大量的试验和理论等方面的研究，但对其承载机理尚未有统一的认识，现行的桩基设计规范对于桩基承载力计算的参数取值也仍然以经验为主，缺少理论支撑。此外，对于超长大直径桩，承载力主要由桩侧摩阻力提供，然而桩基础尤其是灌注桩基础在施工过程中由于成孔对孔壁土体的扰动、泥浆护壁的影响以及成孔产生的径向卸荷导致桩侧阻力发挥受到影响。

为了消除泥浆护壁以及成孔产生的径向卸荷导致桩侧阻力发挥产生的不利影响，目前工程实际中，经常采用桩侧后注浆技术。桩侧后注浆主要通过渗透压密桩周土体改善桩周土体力学特性从而提高桩侧摩阻力，促进桩侧摩阻力的发挥。桩侧后注浆对桩周土体加固具有一定范围，然而规范对于桩侧后注浆机理与加固范围的确定主要基于统计与经验的方法，并且笼统的给定一个桩侧后注浆扩散高度和范围而不考虑注浆压力、注浆量以及荷载工况等因素是不合理的。因此，如何确定注浆量和注浆压力与桩侧后注浆浆液扩散范围的关系，如何在室内试验中模拟桩侧后注浆工艺以及考虑卸荷条件下桩侧后注浆桩土接触面力学特性和浆液扩散范围研究成为诸多学者关注的重点，也是在工程实际中推广桩侧后注浆技术应用所需着重关注的点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模拟桩侧后注浆的室内试验装置和试验方法。本发明可用于模拟研究现场桩身不同位置处桩侧后注浆对基桩承载机制的影响，并能通过控制不同注浆工况和卸荷工况综合研究其对桩侧注浆效果的影响。采用本发明的试验结果，能够较好地反映不同注浆工况和卸荷工况下桩侧后注浆对基桩侧摩阻力发挥特性影响机理，并且能够对桩侧后注浆浆液扩散机理和不同工况下注浆模式进行研究，有利于揭示桩侧后注浆的注浆机制，为实际桩基工程后注浆的设计、施工等提供参考依据。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案之一在于提出了一种模拟桩侧后注浆的室内试验装置，其主要包括：

试验组件：包括上下叠放并可相对水平移动的下剪切盒和上剪切盒，所述下剪切盒内依次安置有垫块和混凝土板，所述上剪切盒内布置有固结于所述混凝土板表面上的试验土体，在试验土体上还安装有加压钢板和界面剪切仪，所述的上剪切盒底部还预留有用于模拟桩侧后注浆的注浆口；

注浆组件：包括空气压缩机和储浆罐，所述储浆罐内装有试验用水泥浆液，其顶部通过进气管连接所述空气压缩机，底端通过进浆管连接所述注浆口。

优选的，所述的储浆罐顶端采用法兰顶盖封住，在法兰顶盖上设置有泄压阀、加压孔、入浆口和第二调压阀，所述进气管穿过加压孔并连通储浆罐内部，在进气管上还布置有压力表和第一调压阀，在进浆管上还设置有注浆阀。

优选的，所述的下剪切盒与上剪切盒的接触位置还设有减摩擦垫块，减摩擦垫块的设置主要用于减小上、下剪切盒在试验过程中的摩擦。

优选的，所述的上剪切盒采用固定螺栓固定安装，所述下剪切盒底部设置有可使其水平移动的滚轮。