本实用新型专利技术属于岩土工程桩基模型试验技术领域，具体公开一种用于模拟随钻跟管桩桩侧注浆的实验装置，包括模型箱系统、加载系统、供水系统、注浆系统；模型箱系统包括模型箱、止浆板、底端密封的模型桩、直径大于模型桩的成孔桶；加载系统包括用于围压分装置、轴压分装置、若干应变片；供水系统的出水口与箱进水口连通；注浆系统的出浆口与注浆孔连通。本实用新型专利技术通过设置加载系统模拟覆土压力，通过供水系统模拟地下流水，调节注浆系统的注浆参数，即可获得不同注浆工艺参数下的注浆体，获取加载系统施加在模型桩上的压力与应变片的位移关系曲线，即可计算出随钻跟管桩的承载力和侧摩擦力，从而评判注浆效果。
【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟随钻跟管桩桩侧注浆的实验装置
本技术属于岩土工程桩基模型试验
，具体涉及一种用于模拟随钻跟管桩桩侧注浆的实验装置。
技术介绍
桩基础作为高层建设的基础在城市化进程的飞速前进中发挥着不可替代的作用，经济环保的高强度混凝土管桩(PHC管桩)克服了传统的钢桩存在成本较高、耐腐蚀性差，钻(冲)孔灌注桩存在成桩质量不易控制、容易塌孔、施工中会产生大量的泥浆容易造成环境污染等问题，但是目前PHC管桩的沉桩方法主要采用静压法和锤击法，沉桩阻力较大且容易造成桩身损伤和噪音污染，这使得高强度PHC管桩的应用范围受限(一般适用直径为300mm到600mm，一般适用于沉桩阻力较小的软弱土层)。一种随钻跟管桩机及随钻跟管桩施工方法(ZL201210022133.X)解决了上述问题，随钻跟管桩(DrillingwithPHCPipeCasedPile，简称DPC桩)是一种边钻孔-边沉桩-边排土的非挤土大直径PHC管桩基础(直径800mm-1400mm)，钻孔半径较管桩半径大10mm左右，管壁与桩周土不会直接接触，而是通过后续灌注水泥浆或水泥砂浆的方式进行填充以提高桩侧摩阻力，从而提高承载力，因此注浆效果是此类桩基础承载力和抗震性能的关键因素。注浆工艺的优化对注浆效果起到了决定性作用，最终影响DPC桩侧摩阻力的发挥，但现场开展大规模注浆试验优化注浆工艺是不现实的，所以开展DPC桩桩侧注浆工艺优化的物理模拟试验显得尤为重要。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种用于模拟随钻跟管桩桩侧注浆的实验装置，该实验装置可模拟真实地层环境，以测试不同注浆工艺参数对注浆效果的影响。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种用于模拟随钻跟管桩桩侧注浆的实验装置，包括模型箱系统、加载系统、供水系统、注浆系统；所述模型箱系统包括模型箱、止浆板、底端密封的模型桩；所述模型箱的侧壁上设置有若干箱进水口和箱出水口，所述供水系统的出水口与所述箱进水口连通；所述模型箱内填充有土体，所述土体内设置有模拟钻孔，所述模拟钻孔的直径大于所述模型桩的直径；所述模型桩同轴设置在所述模拟钻孔内，所述模型桩上设置有若干用于向所述间隙灌浆的注浆孔，所述注浆系统的出浆口与所述注浆孔连通；所述止浆板上设置有与所述模型桩相适应的通孔，所述止浆板通过所述通孔套设在所述模型桩的上端以密封所述模型桩和所述土体之间的间隙；所述加载系统包括用于向所述土体施加压力的围压分装置、用于向所述模型桩施加压力的轴压分装置、若干应变片；所述围压分装置设置在所述模型箱的顶端且位于所述模型桩两侧，所述轴压分装置设置在所述模型桩的顶端，所述应变片贴设在所述模型桩的外侧壁上。与现有技术相比。本技术通过设置模型箱系统，以搭设随钻跟管桩桩侧注浆现场，通过设置加载系统模拟覆土压力，通过供水系统模拟地下流水，加载系统施于的不同压力和供水系统的提供的供水压可以较真实的模拟地层环境，调节注浆系统的注浆参数，即可获得不同注浆工艺参数下的注浆体，获取加载系统施加在模型桩上的压力与应变片采集的模型桩桩身应变关系曲线，即可计算出随钻跟管桩的承载力和摩阻力，从而评判注浆效果。作为优选，所述注浆系统包括储浆池、用于将所述储浆池内的浆液注入到所述间隙内注浆机；还包括控制阀门，所述控制阀门设置在所述储浆池的出口与所述注浆孔连通的注浆管上。作为优选，所述注浆系统还包括调压阀门和压力表，所述调压阀门设置在所述储浆池与所述控制阀门之间的所述注浆管上，所述压力表设置在所述调压阀门与所述控制阀门之间的所述注浆管上。作为优选，所述加载系统还包括用于检测所述土体内压力值的第一压力检测器和用于检测加载在所述模型桩上的压力值的第二压力检测器，所述第一压力检测器设置在所述土体的上端和下端且正对所述围压分装置，所述第二压力检测器设置所述模型桩的顶端和底端正对所述轴压分装置。作为优选，所述模型箱的底板上设置有传感孔，所述模型箱的底板下设置有感应垫，所述第二压力检测器设置在所述感应垫上且位于所述传感孔内。作为优选，所述加载系统还包括反力架，所述围压分装置包括第一千斤顶，所述轴压分装置包括第二千斤顶，所述反力架设置在所述模型箱的顶端，所述第一千斤顶的两端分别抵接所述反力架和所述模型箱，所述第二千斤顶的两端分别抵接所述反力架和所述模型箱。作为优选，所述模型桩包括若干个，每个所述模型桩上的所述注浆孔的数量不同或孔径不同或与所述模型桩顶端的距离不同。作为优选，所述成孔桶包括若干个，每个所述成孔桶的直径不同。作为优选，所述止浆板包括第一分板和第二分板，所述第一分板设置有第一半圆弧，所述第一分板上且位于所述第一半圆弧的两侧设置有第一螺纹孔，所述第二分板上对应所述第一半圆弧和所述第一螺纹孔分别设置有第二半圆弧和第二螺纹孔，所述第一分板和所述第二分板通过螺栓固定在所述模型桩上。作为优选，所述模型箱的侧壁与所述土体之间均匀的铺设透水石层。附图说明现结合附图与具体实施例对本技术作进一步说明：图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的模型箱的底板的结构示意图；图3是本技术的模型箱的侧板的结构示意图；图4是本技术的模型桩及注浆管的结构示意图；图5是本技术的成孔桶的结构示意图；图6是本技术的止浆板的结构示意图。图中：1、注浆机，2、储浆池，3、调压阀门，4、压力表，5、控制阀门，6、注浆管，7、第一千斤顶，8、上部压力传感器，9、反力架，10、第二千斤顶，11、上部土压力盒，12、止浆板，13、箱出水口，14、模型桩，15、间隙，16、浆液扩散轨迹，17、下部注浆孔，18、下部土压力盒，19、底板，20、泡沫垫，21、下部压力传感器，22、侧板，23、混凝土封层，24、中部注浆孔，25、注浆体，26、土体，27、鹅卵石层，28、应变片，29、箱进水口，30、传感孔，31、成孔桶，32、长螺丝，33、螺丝孔，34、半圆孔。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。如图1～6所示，本实施例公开一种用于模拟随钻跟管桩桩侧注浆的实验装置，包括模型箱系统、加载系统、供水系统、注浆系统；所述模型箱系统包括模型箱、止浆板12、底端密封的模型桩14；所述模型箱的侧壁上设置有若干箱进水口29和箱出水口13，所述供水系统的出水口与所述箱进水口29连通；所述模型箱内填充有土体22，所述土体22内设置有模拟钻孔，所述模拟钻孔的直径大于所述模型桩14的直径；所述模型桩14同轴设置在所述模拟钻孔内，所述模型桩14上设置有若干用于向所述间隙15注浆的注浆孔；所述注浆系统的出浆口与所述注浆孔连通；所述止浆板12上设置有与所述模型桩14相适应的通孔，所述止浆板12通过所述通孔套设在所述模型桩14的上端以密封所述模型桩14和所述土体26之间的间隙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于模拟随钻跟管桩桩侧注浆的实验装置，其特征在于，包括模型箱系统、加载系统、供水系统、注浆系统；/n所述模型箱系统包括模型箱、止浆板、底端密封的模型桩；所述模型箱的侧壁上设置有若干箱进水口和箱出水口，所述供水系统的出水口与所述箱进水口连通；所述模型箱内填充有土体，所述土体内设置有模拟钻孔，所述模拟钻孔的直径大于所述模型桩的直径；所述模型桩同轴设置在所述模拟钻孔内，所述模型桩上设置有若干注浆孔,所述注浆系统的出浆口与所述注浆孔连通；所述止浆板上设置有与所述模型桩相适应的通孔，所述止浆板通过所述通孔套设在所述模型桩的上端以密封所述模型桩和所述土体之间的间隙；/n所述注浆系统通过所述注浆孔向所述间隙注浆；/n所述加载系统包括用于向所述土体施加压力的围压分装置、用于向所述模型桩施加压力的轴压分装置、若干应变片；所述围压分装置设置在所述模型箱的顶端且位于所述模型桩两侧，所述轴压分装置设置在所述模型桩的顶端，所述应变片贴设在所述模型桩的外侧壁上。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于模拟随钻跟管桩桩侧注浆的实验装置，其特征在于，包括模型箱系统、加载系统、供水系统、注浆系统；
所述模型箱系统包括模型箱、止浆板、底端密封的模型桩；所述模型箱的侧壁上设置有若干箱进水口和箱出水口，所述供水系统的出水口与所述箱进水口连通；所述模型箱内填充有土体，所述土体内设置有模拟钻孔，所述模拟钻孔的直径大于所述模型桩的直径；所述模型桩同轴设置在所述模拟钻孔内，所述模型桩上设置有若干注浆孔,所述注浆系统的出浆口与所述注浆孔连通；所述止浆板上设置有与所述模型桩相适应的通孔，所述止浆板通过所述通孔套设在所述模型桩的上端以密封所述模型桩和所述土体之间的间隙；
所述注浆系统通过所述注浆孔向所述间隙注浆；
所述加载系统包括用于向所述土体施加压力的围压分装置、用于向所述模型桩施加压力的轴压分装置、若干应变片；所述围压分装置设置在所述模型箱的顶端且位于所述模型桩两侧，所述轴压分装置设置在所述模型桩的顶端，所述应变片贴设在所述模型桩的外侧壁上。
2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述注浆系统包括储浆池、用于将所述储浆池内的浆液注入到所述间隙内注浆机；还包括控制阀门，所述控制阀门设置在所述储浆池的出口与所述注浆孔连通的注浆管上。
3.根据权利要求2所述的实验装置，其特征在于，所述注浆系统还包括调压阀门和压力表，所述调压阀门设置在所述储浆池与所述控制阀门之间的所述注浆管上，所述压力表设置在所述调压阀门与所述控制阀门之间的所述注浆管上。
4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述加载系统还包括用于检测所述土体内压力值的第一压力检测器和用于检测加载在所述模型桩上的压力值...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯振坤，唐孟雄，胡贺松，陈航，刘春林，季璇，杨卓，胡函，乔升访，张硕，苏定立，
申请(专利权)人：广州市建筑科学研究院有限公司，广州建设工程质量安全检测中心有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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