[實(shí)用新型]穩(wěn)定承壓水條件下單樁豎向靜載試驗(yàn)的測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720463577.5
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN206902773U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅戰(zhàn)友;莫林飛;鄒寶平;陶燕麗;李棋;祝行;鄭耀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類號(hào): E02D33/00
• 分類號(hào): E02D33/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及穩(wěn)定承壓水條件下單樁豎向靜載試驗(yàn)的測(cè)試裝置，主要適用于室內(nèi)豎向靜載試驗(yàn)中承壓水條件下的單樁豎向承載特性方面的研究，屬于樁基測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著全國(guó)城市的加速發(fā)展，建筑規(guī)模逐漸增大，高層建筑越來(lái)越多。高層建筑的屹立，樁基起著不可或缺的作用，它可以將上部荷載傳遞給地基。為了達(dá)到理想的持力層，樁基的長(zhǎng)度不斷增加，樁基礎(chǔ)往往會(huì)深入到甚至穿過(guò)承壓層。由于動(dòng)水壓力的存在，承壓水條件下的樁基豎向承載力與潛水條件下的樁基豎向承載力特性有較大差異，工程問(wèn)題也更加復(fù)雜。樁基豎向承載力通常由現(xiàn)場(chǎng)豎向靜載試驗(yàn)來(lái)獲得，但是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)存在操作復(fù)雜、成本高、時(shí)間長(zhǎng)等不足，且難以獲得大量靜載測(cè)試數(shù)據(jù)，因此可采用室內(nèi)豎向靜載試驗(yàn)代替現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)。目前，室內(nèi)試驗(yàn)中很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高承壓水環(huán)境，主要原因有：1)無(wú)法形成封閉的承壓水層。承壓層中水會(huì)在壓力作用下沿著樁-土界面、土與模型箱的界面向上發(fā)生滲流，導(dǎo)致高承壓水條件下的靜載試驗(yàn)難以進(jìn)行，尤其是當(dāng)承壓水的壓力水頭較大時(shí)，這一點(diǎn)尤為突出。2)土體隆起甚至破壞。根據(jù)壓力平衡法，當(dāng)承壓水的滲透壓力超過(guò)上部土體的自重，就會(huì)發(fā)生土體隆起甚至破壞，導(dǎo)致承壓水條件下的單樁豎向靜載試驗(yàn)失敗。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有單樁豎向靜載試驗(yàn)方式的效果較差、操作復(fù)雜、費(fèi)用較高、周期較長(zhǎng)的不足，本實(shí)用新型提供一種效果好、操作方便、費(fèi)用低、時(shí)間短的穩(wěn)定承壓水條件下單樁豎向靜載試驗(yàn)的測(cè)試裝置。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種穩(wěn)定承壓水條件下單樁豎向靜載試驗(yàn)的測(cè)試裝置，包括模型箱、豎向加載系統(tǒng)、水壓加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述模型箱內(nèi)鋪設(shè)模擬場(chǎng)地的箱內(nèi)土體，所述箱內(nèi)土體埋設(shè)試驗(yàn)樁，所述豎向加載系統(tǒng)包括反力架、杠桿、壓樁器和砝碼，所述壓樁器與杠桿中部連接，所述壓樁器位于所述試驗(yàn)樁的頂部，所述杠桿的一端鉸接在所述反力架上，所述反力架安裝在所述模型箱上，所述杠桿的另一端掛接砝碼；所述水壓加載系統(tǒng)包括水泵、進(jìn)口反濾芯筒、出口反濾芯筒、傳力水袋和反壓板，所述水泵的出水口與反濾芯筒連接，所述進(jìn)口反濾芯筒安裝在模型箱壁面的進(jìn)水口上，所述出口反濾芯筒安裝模型箱的壁面的出水口上，所述箱內(nèi)土體的頂面鋪設(shè)所述傳力水袋，所述傳力水袋上設(shè)置反壓板，所述反壓板分為左右兩部分且均與轉(zhuǎn)軸連接，左右兩塊反壓板之間采用旋蓋連接，所述旋蓋穿過(guò)所述試驗(yàn)樁；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括位移計(jì)，所述位移計(jì)位于壓樁器的頂部，所述位移計(jì)與數(shù)據(jù)采集儀連接。

進(jìn)一步，所述模型箱的一圈設(shè)有滾輪軌道，所述反力架上安裝滾輪，所述滾輪安裝在所述滾輪軌道上。

再進(jìn)一步，所述試驗(yàn)樁上安裝環(huán)形止水條，所述環(huán)形止水條包括螺桿、滑槽和橡膠止水條，所述橡膠止水條可滑動(dòng)地位于所述滑槽內(nèi)，所述螺桿伸入所述滑槽內(nèi)，所述橡膠止水條位于所述試驗(yàn)樁的外表面。

所述傳力水袋有4個(gè)，所述傳力水袋之間通過(guò)連通管連通，所述連通管與水壓力計(jì)連接。

所述水壓加載系統(tǒng)還包括用于固定所述反壓板的擋板，所述擋板可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在擋板轉(zhuǎn)軸上，所述擋板轉(zhuǎn)軸固定在所述模型箱內(nèi)。

所述杠桿的一端通過(guò)刀口鉸與所述反力架連接。

所述模型箱內(nèi)開有供反濾芯筒放置的安裝槽，反濾芯筒與模型箱的壁面之間通過(guò)橡膠墊圈密封連接，所述水泵與所述進(jìn)口反濾芯筒之間的管路上安裝閥門和水壓力計(jì)。

所述出口反濾芯筒的出口安裝閥門，所述閥門的下方設(shè)有集水池。

本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在：(1)承壓水穩(wěn)定可控。承壓層采用壓力泵加載，保證試驗(yàn)的壓力需求。壓力大小通過(guò)水壓力進(jìn)行控制和調(diào)整。當(dāng)達(dá)到目標(biāo)壓力后，關(guān)閉閥門，維持土體中水壓力的穩(wěn)定。(2)實(shí)現(xiàn)土與模型箱壁面和樁土界面的止水。在樁土界面的設(shè)置環(huán)形止水片，能夠阻擋自下向上的滲流。模型箱四周采用凹凸相間的壁面，增加承壓水的滲流路徑，阻止?jié)B流。(3)防止土體隆起破壞。傳力水袋能夠有效地在反壓板和土體之間傳遞壓力，同時(shí)反壓板被擋板和旋蓋固定。所以對(duì)于上部不透水層而言，由于土體上表面受反力板約束，避免了土體在承壓水作用下的滲流隆起破壞。(4)操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。相對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的高昂花費(fèi)而言，室內(nèi)試驗(yàn)的裝置可以根據(jù)需要進(jìn)行組裝，而且可以重復(fù)使用。(5)加載力穩(wěn)定。根據(jù)杠桿原理采用砝碼加載克服了液壓加載的不穩(wěn)定性，可同時(shí)對(duì)樁施加幾十倍于砝碼重量的荷載，增加加載裝置的測(cè)試范圍。

附圖說(shuō)明

圖1是穩(wěn)定承壓水條件下單樁豎向靜載試驗(yàn)的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是傳力水袋圖。

圖3是壓水板俯視圖。

圖4是止水條樣圖。