[实用新型]一种适用于模型试验的简易式挤密砂桩成桩装置

说明书

本实用新型涉及水下挤密砂桩复合地基研究领域，特别涉及一种适用于模型试验的简易式挤密砂桩成桩装置。该装置包括安装于模型箱上的导轨模组、管夹组件、套管、锁梢、锥形锤、落锤组件，确定成桩位置后所述管夹组件固定在导轨模组的对应位置上，套管固定在管夹组件上，打桩时锥形锤通过锁销与套管固定，锥形锤的锥头露出套管底部；压桩时锥形锤拔出，落锤组件套入套管内部并在竖直方向上下移动。本装置简单，操作简易方便，且能模拟成桩过程中对桩间土的扰动及其隆起效应，形成从低到高不同置换率的挤密砂桩，特别地可以制成高置换率的挤密砂桩，同时能保证砂桩的垂直度和密实度等成桩质量。

技术领域

本实用新型涉及水下挤密砂桩复合地基研究领域，特别涉及一种适用于模型试验的简易式挤密砂桩成桩装置。

背景技术

随着日益增长的土地供求矛盾，海洋资源优势日益凸显，填海成为沿海城市获取建设用地的重要途径，人工岛、码头等建设也向深水区推进。由于海洋软土具有压缩性高，承载力低，抗剪强度低等特性，作为地基土时需要对其进行地基处理，为了处理海下软弱地基，必须使用特殊的地基处理技术。水下挤密砂桩复合地基已成为外海筑港交通建设中必不可少的技术，该技术对不良地质适应性强，能够大幅提高地基承载力和减小沉降，可以大大缩短工期, 适应海上施工窗口期较短的工程，为软土地基上建造重力式结构创造了条件，因此水下挤密砂桩工法在外海筑港和人工岛建设等工程中有着非常明显的优势和应用前景。目前该项技术已经在国内多项深水港项目中得到应用，如上海洋山深水港项目、港珠澳大桥项目以及在建的深中通道等。虽然国内外有许多学者对挤密砂桩进行了相关研究，但国内对其的认识仍处于起步阶段，因此亟需对其进行研究。而由于原位试验的测试难度大、耗时长，有很多学者利用室内模型试验研究了挤密砂桩的相关特性。而在现有的模型试验中大部分采用预埋桩的方式进行成桩，若试验为群桩则需要多根套管同时预埋，由于桩间距过小，很难实现高置换率的砂桩，且该方法也无法模拟成桩过程中对桩间土的扰动及其隆起效应。

实用新型内容

本实用新型提供一种适用于模型试验的简易式挤密砂桩成桩装置，旨在模型试验中模拟真实的挤密砂桩。

本实用新型提供一种适用于模型试验的简易式挤密砂桩成桩装置，包括安装于模型箱上的导轨模组、管夹组件、套管、锁梢、锥形锤、落锤组件，确定成桩位置后所述管夹组件固定在导轨模组的对应位置上，所述套管固定在管夹组件上，打桩时所述锥形锤通过锁销与套管固定，所述锥形锤的锥头露出套管底部；压桩时所述锥形锤拔出，所述落锤组件套入套管内部并在竖直方向上下移动。

作为本实用新型的进一步改进，所述导轨模组包括第一导轨、第二导轨、第三导轨，所述第一导轨和第二导轨相互平行并与模型箱的边长齐平，所述第三导轨横跨在第一导轨和第二导轨上的任一位置并通过紧固件固定，所述管夹组件固定在第三导轨上的任一位置。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一导轨和第二导轨通过螺栓固定在模型箱两侧的地脚支撑上，所述第三导轨通过螺栓和角码固定在第一导轨和第二导轨上。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一导轨、第二导轨、第三导轨上均设置有刻度尺。

作为本实用新型的进一步改进，所述管夹组件包括管夹底座、管夹支撑杆、套索、套索紧固件，所述管夹底座连接在导轨模组上，所述套索通过管夹支撑杆连接到管夹底座上，套索紧固件设置在套索上，所述套管穿过套索后通过套索紧固件将套管固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述套管上设有第一锁孔，所述锥形锤上设置有第二锁孔和第三锁孔，所述第一锁孔和第二锁孔对齐后插入锁销固定套管和锥形锤，拔出锥形锤时所述锁销插入第三锁孔。

作为本实用新型的进一步改进，该装置包括垂直校准仪，所述垂直校准仪设置在锥形锤的顶部。