[發明專利]一種模擬注漿擴底樁抗抜承載力的試驗方法

有效

• 申請號: 201610807514.7
• 申請日: 2016-09-07
• 公開（公告）號: CN106284443B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 錢建固;周敏明;李詩遠;黃茂松
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D5/44
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬基礎工程特別是沿海軟土地區基礎工程建設領域，具體設計一種模擬注漿擴底樁抗抜承載力的試驗方法，該發明簡單易行，經濟可靠。

背景技術

隨著社會經濟的發展和城市化進程的加快，地下空間的利用成為新的發展方向。但在我國沿海軟土地區，由于地下水位較高，大規模地下建筑的抗浮問題成為地下工程界的焦點問題。設置抗拔樁是解決地下工程抗浮問題的常用方法，長期以來得到廣泛的應用。新型注漿成型擴底樁借鑒了傳統擴底樁的抗拔機理和注漿技術，將注漿成型裝置優化為圓柱形，安裝在鋼筋籠底部，鉆孔灌注樁混凝土澆搗完成以后注漿就能夠在樁底形成擴大頭，完成了注漿成型擴底鉆孔灌注樁

抗拔樁的承載能力主要取決于樁端阻力，新型注漿成型擴底樁的抗拔承載力的提高主要源于擴底過程中的擠土效應和注漿滲透時對擴大頭周圍土體的二次硬化，從而極大地提高了抗拔承載力。因此，對新型注漿成型擴底樁的力學特性的研究具有巨大的工程價值。

目前，新型注漿成型擴底樁的應用尚處于起步階段，國內外對其承載能力的研究并不充分。為彌補擴底樁現有研究的不足，針對擴底樁抗拔承載力研究亟待解決的問題，本發明提出一種測試新型注漿成型擴底樁力學性質的試驗方法，從而更好的指導注漿成型螺紋抗拔樁的工程實踐。

發明內容

本發明的目的就是針對新型注漿成型擴底抗拔樁承載力研究亟待解決的問題，提出一種試驗方法。

本發明提出的一種模擬注漿擴底樁抗抜承載力的試驗方法，把復雜的注漿過程等價轉換為較簡單的擴大頭等直徑擴大的方案模擬真實情況，采用室內樁土模型試驗儀，進行模型樁擴底的抗抜試驗，獲得拉力和位移之間的關系，從而了解注漿成型擴底樁的力學特性；

所述室內樁土模型試驗儀由樁土模型箱、加壓裝置、側向拉拔裝置和數據采集裝置組成，樁土模型箱為立方體結構，樁土模型箱頂部設有加壓裝置，加壓裝置與杠桿一端連接，杠桿另一端懸掛砝碼進行加載；樁土模型箱前部開有圓孔，模型樁端部穿過該圓孔與側向拉拔裝置連接，加壓裝置下端與模型箱之間設有力傳感器和位移傳感器；

模型樁包括擴大頭頂板、擴大頭底板、擴大頭側板、螺栓和樁身，擴大頭頂板和擴大頭底板兩端設有卡槽，擴大頭頂板和擴大頭底板水平布置，兩塊擴大頭側板垂直布置，擴大頭頂板、擴大頭底板和兩塊擴大頭側板組成框架結構，模型樁內設有滑塊，所述滑塊與擴大頭底板之間固定有三塊通過鉸鏈合頁連接的弧形板以及彈簧，擴大頭頂板上方通過螺栓連接樁身，樁身內設有兩塊可滑動橡膠塊，由兩塊可滑動橡膠塊和樁身內壁組成的空間構成一個密封區，所述密封區通過管道連接充氣泵，傳動桿一端依次穿過樁身和擴大頭頂板，通過螺栓與滑塊連接；傳動桿上端設有刻度線；

具體步驟如下：

（1）模型樁制備和標定土壓力盒

在使用前對土壓力盒進行標定，以便于后續實驗過程中將土壓力盒量測得的數據轉化為真實的土壓力值；具體為：將土壓力盒平放在桌面上，通上電源，然后在其上面壓上已知重量的砝碼，用萬用表記錄下此時土壓力盒的電信號值，得到第一組數據，采用相同的方法，更換另一種已知重量的砝碼，得到第二組數據；這樣得到壓力和電信號值之間的關系；在模型試驗的操作時，通過電信號值就可以根據標定曲線得到對應的土壓力值；

（2）埋置模型樁和土壓力盒

需要將待加載的模型樁埋置在樁土模型箱內，所用土樣為粉細砂，采用落雨-夯實的方式進行土樣的裝填，為保證每組試驗土樣初始狀態的一致性，裝填中應定量落雨，逐層夯實，以此控制填砂密實程度一致；

具體為：使用同種規格不銹鋼盆向樁土模型箱內采用落雨傾倒方式加粉細砂，并使其在模型箱內平鋪，每向樁土模型箱中使用不銹鋼盆傾倒 10 盆粉細砂，當填砂平面上升 3.5cm時，進行一次夯實，依照 s 形逐排夯實，待夯實完成后，填砂平面下降 1cm，而后繼續落雨填砂，如此往復循環，直至裝填到預定高度；待填砂平面到達位于模型箱前部所開圓孔底部時，進行模型樁的安放；首先用抹泥板將填砂表面嚴格整平，而后將模型樁順直放置在填砂平面上，模型樁的樁身需與圓孔所在的樁土模型箱側壁保持嚴格的垂直，以確保試驗過程中對樁體的拉拔保持軸向，不引起偏心；模型樁頂部從圓孔伸出 3cm，以便與側向拉拔裝置連接，模型樁與側向拉拔裝置之間安裝有位移傳感器及力傳感器，通過側向拉拔裝置上的精密螺桿輸出向上或者向下的位移；將模型樁安放妥當后，在模型樁四周覆蓋一層薄砂，并在其上安放用于測量土壓力的土壓力盒，繼續填砂；

（3）連接加載設備