[实用新型]模拟桩周注浆加固对桩基水平承载特性影响研究的装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟桩周注浆加固对桩基水平承载特性影响研究的装置和试验方法。所述试验装置包括模型箱、加载电机、圆形模具、空气压缩机和储浆罐。模型箱由钢板焊接而成，模型箱内部填筑有砂土，砂土内部埋设土压力传感器；圆形模具由铝合金板制成，将圆形模具放在设计位置；储浆罐内装有搅拌均匀的液态水泥土，注浆管伸入到模型箱内圆形模具与模型桩之间的空间内，储浆罐通过注浆管将液态水泥土注入到该空间；水泥土养护到设计龄期后通过加载电机对模型箱中的模型桩进行加载。本实用新型结构合理，操作简单，可用于研究不同应力水平下静钻根植桩桩端扩大头的承载性能，为静钻根植桩桩端扩大头承载性能的研究提供了一种有效手段。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域中桩基础水平承载性能研究的试验装置，特别是涉及一种模拟桩周注浆加固对桩基水平承载性能影响研究的试验装置和试验方法，可用于研究水泥土浆液强度不同、注浆压力不同、桩周水泥土直径及高度不同时的桩基水平承载特性。

背景技术

桩基础被广泛应用于高层建筑、高速铁路、高速公路和大跨度桥梁等工程中。在高速公路、铁路和桥梁工程中，桩基础除了受竖向荷载作用外，还需承担水平荷载。我国东南沿海地区分布有深厚软粘土层，土体工程性质较差，限制了桩基水平承载性能的发挥。近年来，一些学者和工程技术人员提出可以通过提高桩基周围浅层土体的强度来提高桩基的水平承载特性。目前关于桩周注浆加固对桩基水平承载特性的研究还较少，未见系统的关于桩周注浆加固对桩基水平承载特性影响的试验模型和试验研究。一些现场试验结果表明，通过在桩基周围施工水泥土搅拌桩可以提高桩基的水平承载特性，然而没有关于桩周注浆体强度以及桩周注浆范围和深度等因素对桩基水平承载特性影响的系统研究。因此，通过模型试验对桩周注浆体的强度、注浆加固范围以及注浆加固深度等因素对桩基水平承载的影响具有十分重要的意义，研究成果可以为实际工程中水平受荷桩基础的桩周注浆加固提供理论依据。

实用新型内容

本实用新型提供了一种模拟桩周注浆加固对桩基水平承载性能影响研究的装置和试验方法，该装置可用于模拟不同水泥土浆液强度、不同注浆压力、不同桩周水泥土直径以及不同桩周水泥土高度的桩基水平承载特性影响，该装置可以较好的模拟桩周注浆过程。本实用新型的试验结果可以为实际工程中水平受荷桩基础的桩周注浆加固的设计、施工提供理论依据。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种模拟桩周注浆加固对桩基水平承载特性影响研究的装置，包括模型箱、加载电机、圆形模具、空气压缩机和储浆罐；

所述方形模型箱由钢板焊接而成，模型箱底部焊接钢支座，侧面焊接工字钢以增加模型箱刚度；所述模型箱内部填筑有砂土层；所述模型箱中心处设有模型桩；所述圆形模具为顶部封闭的中空的圆柱体，且其顶部开有两个圆孔，其中一个圆孔位于顶部中心，且其直径与模型桩直径相同，所述的模型桩穿过该圆孔，且模型桩的顶部高于圆形模具的顶部，对模型桩与圆孔之间的缝隙进行密封处理；所述砂土层内预埋有测斜管，距离砂土层顶部小于1.0m的砂土浅层中预埋有若干竖直的刚性管，所述的刚性管上固定有若干土压力传感器以测量水平土压力；

所述加载电机底部垂直固定在模型箱侧壁上，所述的加载电机的最低点高于圆形模具的顶部；

所述储浆罐上设有泄压阀、调压开关和注浆管；所述的注浆管穿过圆形模具顶部的另一个圆孔，所述的注浆管的直径与该圆孔直径相同，对注浆管与圆孔之间的缝隙进行密封处理；储浆罐内装有搅拌均匀的液态水泥土，所述注浆管上设有注浆阀门；注浆管的端部位于圆形模具与模型桩之间的空间内，用于将液态水泥土注入到该空间内，形成桩周水泥土；

所述空气压缩机上设有输气管，所述的输气管与储浆罐连接，用于使储浆罐内达到设计注浆压力值，所述的输气管上设有压力表和调压开关。

上述技术方案中，进一步地，所述的模型箱的底面边长与圆形模具的直径之比不小于10。