[发明专利]一种沉管灌注桩缩颈与加固效果的模拟演示方法

说明书

本申请提供一种沉管灌注桩缩颈与加固效果的模拟演示方法，属于水利工程等基础或基础结构的试验技术领域。所述演示在演示台机构上进行，以成形桩模型机构为参考，包括缩颈效果演示和加固演示。将本申请应用于沉管灌注桩缩颈与加固效果的演示，可直观显示沉管灌注的缩颈与加固效果，具有安全美观、绿色环保、可实现静动态结合演示、还原度与一体化程度高等优点。

技术领域

本申请涉及一种沉管灌注桩缩颈与加固效果的模拟演示方法，属于水利工程等基础或基础结构的试验技术领域。

背景技术

沉管灌注桩在桩基工程中应用广泛，是因为沉管灌注桩具有以下特点：不排土成孔，对桩周土有挤密作用，机械化程度较高，施工场地干净，无废浆污染；同时较好地适应地质条件变化，施工速度快，造价低等优点。

沉管灌注桩的施工整个过程都发生在地基中，隐蔽性极高，往往会因为不规范操作而存在吊脚、断桩、缩径等事故的发生。振动沉管灌注桩发生缩颈的原因主要有以下两点：

（1）孔隙水压和土体回弹过大；

（2）拔管过快，混凝土质量差，充盈系数低。

沉管灌注桩缩径事故的存在对整个工程的安全具有极大的风险，因此对施工人员在施工工艺上正确的技术指导，以及事故桩正确的处理等施工技术交底，不能仅停留在纸面文件上，还需通过模型来进行更深入的演示和讲解，以确保桩基工程的安全施工。但国内针对沉管灌注桩的施工教学实体模型存在空缺。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种可实现沉管灌注桩缩颈与加固效果的模拟演示方法，该演示方法可结合静态演示和动态演示的演示方法对沉管灌注施工工艺、缩径事故发生原理及加固处理进行演示，具有安全美观、绿色环保、可实现静动态结合演示、还原度与一体化程度高等优点。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种沉管灌注桩缩颈与加固效果的模拟演示方法，所述演示在演示台机构上进行，以成形桩模型机构为参考，包括缩颈效果演示和加固演示，

所述演示台机构包括底座、围板、透明玻璃板、下层隔板、上层隔板、盖板、可拆板、灌注定位孔、灌注桩定位模型、成形桩定位孔、纳米双面胶，底座位于底部，周侧为围板，围板长边与短边用圆角过渡，盖板位于顶部，下层隔板、上层隔板与盖板之间构建地基土层分布模拟机构，地基土层分布模拟机构包括自下而上依次设置的风化岩、砂土、黏土，灌注定位孔位于可拆板上，灌注桩定位模型在灌注定位孔下方，并固定于透明玻璃板上，成形桩定位孔与灌注定位孔对称布置，用于成形桩的定位安装，纳米双面胶相对围板呈上下对称布置，用于灌注器具机构的附着安置；

所述成形桩模型机构包括成形桩桩尖、灌注混凝土桩段、拔管桩段、下钢筋笼桩段，成形桩桩尖、灌注混凝土桩段、拔管桩段、下钢筋笼桩段自下而上依次设置，并以不同颜色区分各桩段；

（1）缩颈效果演示：灌注模型结构中灌注形成的沉管灌注桩内置加热机构，所述加热机构包括加热器、电源线、电源插头，加热器内含加热元件，置于黏土中；上层隔板上，电源线与加热器连接；灌注模型机构包括热缩管段、塑料管段、塑料桩尖段，热缩管段受热收缩，完成沉管灌注桩缩径事故缩径效果的演示；

（2）加固演示：拆卸可拆板，挖出部分土层，灌注加固灌注浆，以扩大缩径事故桩的上部直径；检测并对比桩缩径事故发生前后承载力，确定承载力是否达标。

本申请演示方法的工作原理如下：