[發明專利]一種模擬深基坑工程管道破裂工況下排樁支護基坑穩定性研究的試驗裝置與試驗方法

在審

• 申請號: 201910192779.4
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN109827883A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 孫振華;曹洋;陳晨;辛全明;安琦;邵凌峰;李靜寬;王明飛
• 申請（專利權）人: 中國建筑東北設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 吳維敬

一種深基坑工程中模擬管道破裂工況下樁支護基坑穩定性及研究此工況下滲流特性的試驗裝置與試驗方法，涉及建筑工程技術領域，所述裝置包括模擬供水系統、模擬基坑系統、數據采集系統，所述模擬供水系統包括潛水泵（1）、儲水箱（2）、供水管（3），所述模擬基坑系統包括試驗箱（4）和樁支護體系，試驗箱（4）的側面板（7）上設有管道開孔（8），試驗箱（4）內設有樁支護體系，試驗箱（4）內的供水管段中部開設有模擬破裂口，所述數據采集系統包括土壓力盒、滲壓計。通過本裝置的模擬與試驗，分析不同的滲流工況下對樁支護基坑工程的影響、研究深基坑滲流條件下的滲流特性，并與實際結合，提高基坑支護工程的安全性。

技術領域

本發明涉及建筑工程技術領域，具體涉及一種深基坑工程中模擬管道破裂工況下樁支護基坑穩定性及研究此工況下滲流特性的試驗裝置與試驗方法。

技術背景

深基坑工程是指開挖深度超過5米（含5米），或深度雖未超過5米，但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜的工程。隨著我國城市人口密度的不斷增加和城市建設的發展，合理地開發與利用地下空間是城市可持續發展的要求。我國各大城市都在興建或準備興建地下工程，深基坑工程的設計與施工除需保證深基坑工程自身的技術合理與安全外，還需控制其施工對環境的影響。由于我國深基坑工程發展的歷史不長，理論研究落后及工程經驗人員技術水平的限制，我國近年來出現了一些基坑工程的事故，也出現了許多深基坑工程施工對環境造成有害影響的工程實例。

現在我國在巖土領域深基坑工程中對給排水管道破裂導致滲流條件下的基坑穩定性方面的研究較少，我國的現行規范，包括地方規范也沒有在這方面給出明確規定或指導意見。在工程設計時也沒考慮強滲流對基坑穩定性的不良影響。為追蹤國際前沿技術、填補我國現行規范在此區域的空白、減少工程中的隱患，本發明開創性地針對工程管道破裂工況下的基坑穩定性研究，通過模型試驗，分析工程管道破裂工況下各參數對基坑穩定性的影響，為以后的科研和工程設計提供依據。

發明內容

本發明的目的是提供一種深基坑工程中模擬地下管道破裂工況下樁支護基坑穩定性的試驗裝置與方法，通過本裝置的模擬與試驗，分析不同的滲流工況下對樁支護基坑工程的影響、研究深基坑滲流條件下的滲流特性，并與實際結合，提高基坑支護工程的安全性。

采用的技術方案是:

一種深基坑工程中模擬管道破裂工況下樁支護基坑穩定性的試驗裝置，包括模擬供水系統、模擬基坑系統、數據采集系統。

模擬供水系統包括潛水泵、儲水箱、供水管路，潛水泵設置在儲水箱內，供水管一端與設置在儲水箱中的潛水泵的出水口連接，另一端回流到儲水箱中。

模擬基坑系統包括模擬基坑樁支護總成和模擬樁基坑開挖工況。

模擬基坑樁支護總成包括試驗箱和樁支護體系。試驗箱為箱體結構，試驗箱的頂面板及正面板為可拆卸活動板，試驗箱側面板設有多個管道開孔，用以貫穿供水管，并用以滿足試驗過程中不同的管路與基坑間距及管線埋深，左右兩側面板上的管道開孔位置對應設置。供水管經管道開孔穿入試驗箱內，試驗箱內的供水管段中部開設有模擬破裂口，所述模擬破裂口為開孔工具鉆孔，模擬破裂口為圓孔或半圓孔，尺寸為1mm-1cm。準備多組設置不同破裂口尺寸、類型的輸水管段。所述供水管分為試驗箱外的循環管路和試驗箱內的模擬給排水管路，循環管路為彈簧骨架結構塑膠管，試驗箱中模擬給排水管路為PPR管。

供水管上設有電磁流量計、壓力變送器、控制球閥。所述供水管上位于試驗箱外的進水端和出水端均分別設置電磁流量計、壓力變送器，所述供水管上位于水泵起始端和水流回流段均設置控制球閥。

試驗箱內設有樁支護體系，包括樁體、樁底座、樁冠梁，所述樁底座、樁冠梁上分別開設有樁體插孔，插孔的數量與樁體的數量相同，孔徑與樁體的外徑相同。樁體與樁底座、樁冠梁經插孔插接相連，樁冠梁與樁底座分別與試驗箱的頂部及底板固定連接。多個樁體豎直設置，樁體的下端分別插入樁底座的插孔中。