[实用新型]一种非挤土后注浆预制管桩模型试验装置

说明书

本实用新型公开了一种非挤土后注浆预制管桩模型试验装置，包括试验箱，所述试验箱内预埋有管道组件，包括：管道底座，所述管道底座上设置有注浆入口及若干注浆出口，所述注浆入口穿过所述管道底座的底部并从所述管道底座的侧壁外侧与所述注浆出口连通；外径筒套，所述外径筒套上对应所述注浆出口设置有通孔；空心模型桩，所述空心模型桩的一端贴合连接在所述管道底座底部端面上，所述空心模型桩与所述外径筒套之间预留有注浆间隙。以及一种基于该试验装置的试验方法。本实用新型能够在缩尺情况下准确、真实地模拟非挤土效应和注浆过程，可为以随钻跟管桩技术为代表的非挤土后注浆预制管桩的模型试验研究提供试验装置。

技术领域

本实用新型属于建筑施工中桩基础技术领域，具体涉及一种非挤土后注浆预制管桩模型试验装置。

背景技术

传统的PHC管桩主要依靠锤击法和静压法进行施工。锤击法依靠重锤将管桩打入地下，在此过程中，重锤和管桩的接触以及应力波在管桩中的传播容易造成桩身的破坏，同时也将产生巨大的噪声污染。而静压法依靠抱压和反力装置将管桩压入地下，施工文明，但对地质条件较为敏感，无法提供足够的反力完成大直径管桩的施工。一种随钻跟管桩机及随钻跟管桩施工方法(ZL201210022133.X)的提出，克服了上述技术问题，扩孔钻头钻孔的直径稍大于管桩外径，使得管桩能够主要依靠自身重力同步钻孔下沉，实现了钻进、沉桩和取土的同步进行，保护了管桩材料，避免了污染，是一种绿色环保非挤土预制管桩。

尽管挤土桩施工技术会对桩周土的性质和周围建筑产生影响，但挤土效应也提高了桩侧摩阻力，这也使得广泛采用挤土沉桩的预制管桩的承载力普遍高于灌注桩。因此，对于非挤土预制管桩，如何提高其桩侧摩阻力是一个重要的工程技术问题。随钻跟管桩技术采用的方案是在沉桩终了向管桩外壁和桩孔内壁之间的缝隙注入水泥浆以粘结桩身和土体，从而提高桩侧阻力。因此，桩、土之间的注浆界面对于基础桩-土相互作用和失效模式的影响是决定此类桩基础承载力和抗震性能的关键因素，传统钻孔灌注桩基础和挤土预制管桩基础的分析模型和方法对非挤土预制管桩基础已不再适用。

模型试验作为工程建设领域所普遍采用的试验方法，采用适当比例在相似材料制成的与原型相似的试验结构(或构件)上施加比例荷载，使模型受力后再现原型结构实际工作的结构试验。模型试验可以控制主要试验参数而不受环境条件的限制与影响，便于改变试验参数进行对比试验，经济性好，是研究管桩基础性能重要的试验方法。但是以随钻跟管桩技术为代表的非挤土后注浆预制管桩，与锤击法和静压法相比，其钻进和注浆等施工过程复杂，真实施工过程中的注浆管道预埋于管桩侧壁，在缩小尺度的模型试验中难以模拟，因此尚未有与之配套的试验模型及模拟方法可以准确模拟其非挤土效应和桩-土注浆界面，以为开展与之相关的模型试验提供技术支撑。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型旨在提供一种非挤土后注浆预制管桩模型试验装置，以解决随钻跟管桩技术中，缩尺后的模型试验难以准确模拟的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型按以下技术方案予以实现：

一种非挤土后注浆预制管桩模型试验装置，包括试验箱，所述试验箱内预埋有管道组件，所述管道组件包括：

用于确定预制管桩注浆位置的管道底座，所述管道底座内设置有供浆液注入的主管道，所述管道底座的侧壁上设置有若干注浆出口，所述主管道穿过所述管道底座的底部设置，所述主管道通过连接分流管道从所述管道底座的侧壁外侧与所述注浆出口连通；

一端套接在所述管道底座侧壁内侧的外径筒套，所述外径筒套上对应所述注浆出口设置有通孔；

空心模型桩，所述空心模型桩的一端贴合连接在所述管道底座的底部端面上，所述空心模型桩与所述外径筒套之间预留有注浆间隙，所述主管道位于所述空心模型桩内。

作为优选，所述管道底座包括一圆柱杯型的主体，所述主体底部对应所述空心模型桩设置有环形凹槽。