[發(fā)明專利]靜鉆根植樁荷載傳遞機(jī)理模型試驗(yàn)的裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810386475.7
• 申請(qǐng)日: 2018-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN108612134B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王忠瑾;方鵬飛;王文軍;謝新宇;李金柱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院
• 主分類號(hào): E02D33/00
• 分類號(hào): E02D33/00
• 代理公司: 33281 寧波市海曙鈞泰專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 代宇琛

1.一種靜鉆根植樁荷載傳遞機(jī)理模型試驗(yàn)的裝置，其特征在于：它包括反力架(1)、安裝在反力架(1)頂梁(1.1)上用于對(duì)樁頂端施加軸向壓力的主千斤頂(2)、擱置在反力架(1)底梁(1.2)的墊塊(3)、擱置在墊塊(3)上且內(nèi)部填充土體以用于包裹樁身主體的樁身套筒(4)、用于埋在土體中以形成樁孔的樁孔套管(5)、安裝在反力架(1)立柱(1.3)的水平連接梁(6)、安裝在水平連接梁(6)上用于臨時(shí)固定樁孔套管(5)的卡箍(7)；樁身套筒(4)下部的橫隔板(4.1)設(shè)有供樁孔套管(5)穿過的中心孔(4.2)，該裝置還包括一個(gè)與樁身套筒(4)橫隔板(4.1)連接的用于澆注樁底端的底兜(8)或一個(gè)擱置在反力架(1)底梁(1.2)上且內(nèi)部填充土體以用于包裹樁底端的樁底套筒(9)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜鉆根植樁荷載傳遞機(jī)理模型試驗(yàn)的裝置，其特征在于：樁身套筒(4)包括筒側(cè)壁和下部的橫隔板(4.1)，筒側(cè)壁包括多層側(cè)壁單體(4.3)，每層側(cè)壁單體(4.3)設(shè)有上下兩個(gè)法蘭盤，每層側(cè)壁單體(4.3)的上法蘭盤(4.4)與上一層側(cè)壁單體(4.3)的下法蘭盤(4.5)螺接，橫隔板(4.1)的邊緣設(shè)有一圈豎向螺孔(4.6)，底層側(cè)壁單體(4.3)的下法蘭盤(4.5)與橫隔板(4.1)邊緣的一圈螺孔(4.6)螺接；每層側(cè)壁單體(4.3)由多塊弧形側(cè)板(4.7)首尾螺接而成，每塊弧形側(cè)板(4.7)兩側(cè)均設(shè)有用于與相鄰弧形側(cè)板(4.7)螺接的帶孔的側(cè)翻邊(10)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜鉆根植樁荷載傳遞機(jī)理模型試驗(yàn)的裝置，其特征在于：橫隔板(4.1)由兩塊左右對(duì)稱的帶半圓缺口的半月形板拼合而成，兩半圓缺口拼合成中心孔(4.2)，每個(gè)半月形板的拼縫處也設(shè)有螺接用的帶孔的側(cè)翻邊(10)；橫隔板(4.1)下表面下凸有弧形卡條(4.8)，而墊塊(3)的頂面設(shè)有與弧形卡條(4.8)配合的弧形卡槽(3.1)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜鉆根植樁荷載傳遞機(jī)理模型試驗(yàn)的裝置，其特征在于：水平連接梁(6)的兩端分別與反力架(1)的兩立柱(1.3)螺接，卡箍(7)固定在水平連接梁(6)中間，卡箍(7)內(nèi)徑大于樁孔套管(5)，卡箍(7)側(cè)壁設(shè)有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)旋合有用于抵緊樁孔套管(5)的調(diào)節(jié)螺栓(11)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜鉆根植樁荷載傳遞機(jī)理模型試驗(yàn)的裝置，其特征在于：底兜(8)為上部開口下部封閉的圓筒形，底兜(8)內(nèi)徑等于橫隔板(4.1)中心孔(4.2)的孔徑，底兜(8)上開口處設(shè)有一圈用于與樁身套筒(4)橫隔板(4.1)螺接的連接法蘭(8.1)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜鉆根植樁荷載傳遞機(jī)理模型試驗(yàn)的裝置，其特征在于：樁底套筒(9)由左右兩瓣對(duì)稱的半底套筒(9.1)螺接拼合而成，每個(gè)半底套筒(9.1)包括底板和側(cè)弧形板，其拼縫處也設(shè)有螺接用的帶孔的側(cè)翻邊(10)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜鉆根植樁荷載傳遞機(jī)理模型試驗(yàn)的裝置，其特征在于：反力架(1)的主梁上還設(shè)有附加千斤頂(12)，附加千斤頂(12)連接有用于對(duì)樁身套筒(4)內(nèi)的土體的頂面施加地面堆載的壓板(13)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜鉆根植樁荷載傳遞機(jī)理模型試驗(yàn)的裝置，其特征在于：樁孔套管(5)內(nèi)設(shè)有U型的導(dǎo)液管(14)。

9.基于權(quán)利要求1～8中任何一項(xiàng)所述的裝置的靜鉆根植樁荷載傳遞機(jī)理模型試驗(yàn)方法，其特征在于：

其步驟包括：

a、在反力架(1)立柱(1.3)上固定兩根不同高度且相互垂直的水平連接梁(6)，將樁孔套管(5)穿過兩水平連接梁(6)的兩個(gè)卡箍(7)，并旋緊調(diào)節(jié)螺栓(11)，以實(shí)現(xiàn)樁孔套管(5)的臨時(shí)懸吊固定；

b、將左右兩個(gè)半底套筒(9.1)螺接拼合成整體，并將其固定在反力架(1)底梁(1.2)上，樁孔套管(5)的底端插入樁底套筒(9)內(nèi)，然后向樁底套筒(9)內(nèi)填土，且填土?xí)r在樁孔套管(5)底端放入樁端壓力傳感器(15)；

c、將墊塊(3)固定在反力架(1)底梁(1.2)，再將兩半月形板拼合成橫隔板(4.1)，且兩半圓形缺口將樁孔套管(5)扣合，并將橫隔板(4.1)下表面的弧形卡條(4.8)卡入各墊塊(3)頂面的弧形卡槽(3.1)內(nèi)；

d、用多塊弧形側(cè)板(4.7)首尾螺接成閉環(huán)狀的最下層側(cè)壁單體(4.3)，并將最下層側(cè)壁單體(4.3)的下法蘭盤(4.5)與橫隔板(4.1)邊緣的一圈豎向螺孔(4.6)螺接，然后向最下層側(cè)壁單體(4.3)內(nèi)填土，且填土過程中，可以根據(jù)需要在不同高度的土體內(nèi)埋設(shè)樁側(cè)摩阻力傳感器(16)；

e、用多塊弧形側(cè)板(4.7)首尾螺接成閉環(huán)狀的上一層側(cè)壁單體(4.3)，并將該層側(cè)壁單體(4.3)的下法蘭盤(4.5)與下一層側(cè)壁單體(4.3)的上法蘭盤(4.4)螺接，然后向該層側(cè)壁單體(4.3)內(nèi)填土，且填土過程中，可以根據(jù)需要在不同高度的土體內(nèi)埋設(shè)樁側(cè)摩阻力傳感器(16)；重復(fù)該步驟，以施工更上一層的側(cè)壁單體(4.3)及填土，直至樁孔套管(5)的主體部分均埋設(shè)在土體內(nèi)；

f、旋松調(diào)節(jié)螺栓(11)，將失去卡箍(7)束縛的樁孔套管(5)從土體抽出，這樣，土體內(nèi)形成了完整的樁孔；該樁孔包括樁身套筒(4)內(nèi)的上樁孔、橫隔板(4.1)的中心孔(4.2)和樁底套筒(9)內(nèi)的下樁孔；

g、向樁孔內(nèi)灌注水泥漿，然后用鐵絲將U型的導(dǎo)液管(14)與預(yù)制管樁(17)綁扎固定，再將預(yù)制管樁(17)及導(dǎo)液管(14)沉入水泥漿中，待干硬后就形成了靜鉆根植樁；

h、在樁身套筒(4)土體上表面放置壓板(13)，在反力架(1)頂梁(1.1)上安裝主千斤頂(2)和附加千斤頂(12)；

或，其步驟包括：

a、在反力架(1)立柱(1.3)上固定兩根不同高度且相互垂直的水平連接梁(6)，再將樁孔套管(5)穿過兩水平連接梁(6)的兩個(gè)卡箍(7)，并旋緊調(diào)節(jié)螺栓(11)，以實(shí)現(xiàn)樁孔套管(5)的臨時(shí)懸吊固定；

b、將墊塊(3)固定在反力架(1)底梁(1.2)，再將兩半月形板拼合成橫隔板(4.1)，且兩半圓形缺口將樁孔套管(5)扣合，并將橫隔板(4.1)下表面的弧形卡條(4.8)卡入各墊塊(3)頂面的弧形卡槽(3.1)內(nèi)；

c、將樁孔套管(5)伸出橫隔板(4.1)中心孔(4.2)的部分插入底兜(8)上部開口，并將底兜(8)的連接法蘭(8.1)與橫隔板(4.1)螺接固定；

d、用多塊弧形側(cè)板(4.7)首尾螺接成閉環(huán)狀的最下層側(cè)壁單體(4.3)，并將最下層側(cè)壁單體(4.3)的下法蘭盤(4.5)與橫隔板(4.1)邊緣的一圈豎向螺孔(4.6)螺接，然后向最下層側(cè)壁單體(4.3)內(nèi)填土，且填土過程中，可以根據(jù)需要在不同高度的土體內(nèi)埋設(shè)樁側(cè)摩阻力傳感器(16)；

e、用多塊弧形側(cè)板(4.7)首尾螺接成閉環(huán)狀的上一層側(cè)壁單體(4.3)，并將該層側(cè)壁單體(4.3)的下法蘭盤(4.5)與下一層側(cè)壁單體(4.3)的上法蘭盤(4.4)螺接，然后向該層側(cè)壁單體(4.3)內(nèi)填土，且填土過程中，可以根據(jù)需要在不同高度的土體內(nèi)埋設(shè)樁側(cè)摩阻力傳感器(16)；重復(fù)該步驟，以施工更上一層的側(cè)壁單體(4.3)及填土，直至樁孔套管(5)的主體部分均埋設(shè)在土體內(nèi)；

f、旋松調(diào)節(jié)螺栓(11)，將失去卡箍(7)束縛的樁孔套管(5)從土體抽出，這樣，土體內(nèi)形成了完整的樁孔；該樁孔包括樁身套筒(4)內(nèi)的上樁孔、橫隔板(4.1)的中心孔(4.2)和底兜(8)的內(nèi)管腔；

g、向樁孔內(nèi)灌注水泥漿，然后用鐵絲將U型的導(dǎo)液管(14)與預(yù)制管樁(17)綁扎固定，再將預(yù)制管樁(17)及導(dǎo)液管(14)沉入水泥漿中，待干硬后就形成了靜鉆根植樁；

h、在樁身套筒(4)土體上表面放置壓板(13)，在反力架(1)頂梁(1.1)上安裝主千斤頂(2)和附加千斤頂(12)；并拆掉底兜(8)，使得靜鉆根植樁底端完全懸空。