[发明专利]一种模拟桩端后注浆浆液上返的室内试验方法

说明书

本发明涉及一种模拟桩端后注浆浆液上返的室内试验装置和试验方法，所述装置包括试验组件和注浆组件，其中注浆组件包括空气压缩机、可维压储浆罐等，试验组件包括界面剪切仪和由上剪切盒与下剪切盒组成的可注浆的剪切盒体，在储浆罐的顶部设置调压阀、压力表和进浆口，储浆罐的底部侧面通过注浆阀和进浆管连接上剪切盒的注浆管路，通过上剪切盒注浆管路将水泥浆液注入土与结构物接触面。与现有技术相比，本发明可用于模拟研究现场桩基础桩端后注浆浆液上返对基桩承载机制的影响，并能通过控制注浆压力和注浆量综合研究二者对注浆效果的影响，有利于揭示桩端后注浆浆液上返机制，为实际桩基工程后注浆的设计、施工等提供参考依据等。

技术领域

本发明涉及桩端后注浆工程技术领域，尤其是涉及一种模拟桩端后注浆浆液上返的室内试验装置和试验方法。

背景技术

随着我国工程建设的不断发展，桩基础被广泛应用于房屋建筑、桥梁、道路等工程中。然而由于在施工过程中影响桩承载特性的因素多且复杂，国内外学者虽对其进行了大量的试验和理论等方面的研究，但对其承载机理尚未有统一的认识，现行的桩基设计规范对于桩基承载力计算的参数取值也仍然以经验为主，缺少理论支撑。桩基础尤其是灌注桩基础在施工过程中由于成孔对孔壁土体的扰动、泥浆护壁的影响以及成孔产生的径向卸荷导致灌注桩侧阻力降低；此外施工过程中产生的桩底沉渣对灌注桩桩端承载力的发挥也会产生不利影响。

为了消除桩底沉渣，以及成孔扰动和泥浆护壁对桩侧摩阻力的影响，加固桩端土体同时也为了提高桩的竖向承载性能，目前工程实际中，经常采用桩端后注浆技术。桩端后注浆不仅可以消除桩底沉渣对桩端阻力发挥的不利影响，同时由于浆液上返能够加固桩端以上一定范围内的土体，有利于桩侧阻力的发挥。然而对于浆液上返高度的取值，《建筑桩基技术规范》和《公路桥涵地基与基础设计规范》给定的上返高度取值却有所不同，并且笼统的给定一个特定上返高度而不考虑注浆压力、注浆量、土层参数、桩的尺寸效应等因素是不合理的，并且对于浆液上返段桩土接触面力学性质发挥特性研究也不够深入，从而影响桩端后注浆技术的推广和应用。因此，如何确定注浆量和注浆压力与桩端后注浆浆液上返扩散范围的关系，如何在室内试验中模拟桩端后注浆浆液上返工艺以及上返段桩土接触面力学特性的研究成为诸多学者关注的重点，也是在工程实际中推广桩端后注浆技术应用所需着重关注的点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模拟桩端后注浆浆液上返的室内试验装置和试验方法。本发明可用于模拟研究现场桩基础桩端后注浆浆液上返对基桩承载机制的影响，并能通过控制注浆压力和注浆量综合研究二者对注浆效果的影响。采用本发明的试验结果，能够较好地反映不同注浆工况下桩端后注浆浆液上返对基桩侧摩阻力发挥特性影响机理，并且能够对桩端后注浆浆液上返扩散分布规律进行试验验证，有利于揭示桩端后注浆浆液上返机制，为实际桩基工程后注浆的设计、施工等提供参考依据。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案之一在于提出了一种模拟桩端后注浆浆液上返的室内试验装置，主要包括：

试验组件：包括上下叠放并可相对水平移动的下剪切盒和上剪切盒，所述下剪切盒内依次安置有垫块和混凝土板，所述上剪切盒内布置有固结于所述混凝土板表面上的试验土体，在试验土体上还安装有加压钢板和界面剪切仪，所述的上剪切盒底部还预留有用于实现模拟桩端后注浆浆液上返的注浆口；

注浆组件：包括空气压缩机和储浆罐，所述储浆罐内装有试验用水泥浆液，其顶部通过进气管连接所述空气压缩机，底端通过进浆管连接所述注浆口。

优选的，所述的储浆罐顶端采用法兰顶盖封住，在法兰顶盖上设置有泄压阀、加压孔、入浆口和第二调压阀，所述进气管穿过加压孔并连通储浆罐内部，在进气管上还布置有压力表和第一调压阀，在进浆管上还设置有注浆阀。

优选的，所述的下剪切盒与上剪切盒的接触位置还设有减摩擦垫块。