一种植入桩的桩周土体强度测量装置

本技术涉及一种土体强度测量装置，具体涉及一种植入桩的桩周土体强度测量装置，用以测量软黏土地基中排水桩或能源桩周围土体强度变化。

背景技术：

1、植入式桩是一种先钻孔再植桩的技术，净钻根植排水桩和净钻根植能源桩是其中的两种。

2、植入式排水桩在植桩之前将塑料排水带与预制桩绑扎固定，植桩过程中塑料排水带伴随预制桩沉桩而带入地基，再将塑料排水带与地表真空泵相连接。使用塑料排水带结合真空泵抽排水的措施，可加快地基土体的固结，由此提升桩基的承载性能。

3、植入式能源桩是将碳纤维在植桩之前与预制桩绑扎固定，再将插头连接到电源上，通过加热来加快地基土体的固结，以此来提升桩基的承载性能。但是对于不同温度或不同抽水时间的情况下，承载能力的变化规律，不得而知。

4、考虑到上述情况，研究提出通过孔隙水压力计和土压力盒测量承载力的技术。通过将孔隙水压力计和土压力盒埋入地下水泥土中，得到相应数据，来反推水泥土的性质。但是埋设孔隙水压力计和土压力盒需要专门的打孔设备，专业技术人员埋设并且回填膨润土及细沙，而且不能保证施工过程中，孔隙水压力计和土压力盒的位置是否发生改变。

5、目前的技术中，只能通过将孔隙水压力计和土压力盒埋入地下水泥土中，得到相应数据，来反推水泥土的性质。这就造成了结果的不确定性。到现在为止，还没有一种专门的装置，能够在不同的时间段里，准备测量出桩周水泥土和临近土体的变化。为了准确测量土体性质变化，本实用新型提出一种植入桩的桩周土体强度测量装置，实现采用贯入仪在固定位置贯入，测得贯入阻力，并查表得到承载力。与现有技术相比，该技术无需钻孔埋设压力计，省时省力，施工便捷。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便的植入桩的桩周土体强度测量装置，能够保证土体不受外部空气影响，并且方便准确测量数据，测量结果误差小、准确性高。

2、本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种植入桩的桩周土体强度测量装置，包括模型箱、模型桩、薄壁钢板、塑料薄膜、微型贯入仪、排水带、碳纤维电热板和抽水泵，所述的模型箱内填装有土体，所述的模型桩为圆柱形且中空的混凝土预制桩，所述的模型桩竖直植桩于所述的土体内，所述的模型桩的桩顶与所述的土体的表面齐平，所述的模型桩的桩身外侧和桩身内侧均设置有水泥土，所述的薄壁钢板上间隔开设有多个小孔，所述的多个小孔以所述的模型桩的中心线为中心对称设置，所述的薄壁钢板固定于所述的土体的顶部，所述的薄壁钢板的中心线与所述的模型桩的中心线重合，所述的薄壁钢板与所述的模型桩的桩顶之间设有塑料薄膜，所述的排水带和所述的碳纤维电热板分别对称固定在所述的模型桩的桩身外侧并紧贴桩身，所述的排水带的顶部与所述的抽水泵相通，所述的碳纤维电热板的电线连接外部电源，测量时，所述的微型贯入仪的测头穿过相应的小孔贯入所述的土体或所述的水泥土内。

3、本实用新型测量装置组装后，准备两套同样的微型贯入仪，选取好每套微型贯入仪的测头，并将测头锁紧固定在微型贯入仪的测杆上。选取四组小孔，每组由以模型桩的中心线为中心对称设置的两个小孔组成，不同组中的小孔距离模型桩的中心线的距离不同。测量抽水泵打开前后或碳纤维电热板通电前后土体的液性指数il和允许承载力rpt。每次在同一组的两个小孔中同时进行如下测量操作：擦净两个微型贯入仪的测头，将两个微型贯入仪的滑标分别移至零位后，在每组的两个小孔内同时竖直插入测头，使每个测头穿过相应的小孔匀速地贯入土体或水泥土内至测头上的刻线与土面接触为止，读取两个初始贯入阻力pt值，取其平均值并查阅微型贯入仪附带的对照表，即可得被测土的液性指数il和允许承载力rpt，用以评价桩周土体强度。

4、作为优选，所述的薄壁钢板为矩形钢板，所述的多个小孔间隔开设在所述的薄壁钢板的四角和四角内侧，位于所述的薄壁钢板的四角的小孔内穿设有螺栓，所述的螺栓用于将所述的薄壁钢板固定于所述的土体的顶部，位于所述的薄壁钢板的四角内侧的小孔以所述的薄壁钢板的中心线为中心成圈设置，每圈包括多个所述的小孔。

5、作为优选，所述的排水带的顶部由所述的薄壁钢板的边缘处伸出并经连接件与pvc水管的一端相连，所述的pvc水管的另一端与所述的抽水泵连接，所述的碳纤维电热板的电线设置在所述的模型桩的桩身内侧，所述的电线由正对所述的模型桩的桩身内侧的小孔引出并通过插头连接外部电源。

6、作为优选，所述的模型桩的底部焊接有加强架，所述的排水带和所述的碳纤维电热板的底部分别固定在所述的加强架上，所述的排水带和所述的碳纤维电热板的其余部分分别绑扎固定在所述的模型桩的桩身外侧。加强架对模型桩的底部起增强作用，方便排水带和碳纤维电热板底部的固定，也利于沉桩过程中对排水带和碳纤维电热板的保护。

7、进一步地，所述的加强架为由四个角钢焊接而成的十字形。

8、与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：本实用新型植入桩的桩周土体强度测量装置结构简单，操作方便，无需在桩周钻孔、埋设孔压力计等装备，省时省力，能够保证土体不受外部空气影响，并且方便准确测量数据，测量结果误差小、准确性高。

技术特征：

1.一种植入桩的桩周土体强度测量装置，其特征在于，包括模型箱、模型桩、薄壁钢板、塑料薄膜、微型贯入仪、排水带、碳纤维电热板和抽水泵，所述的模型箱内填装有土体，所述的模型桩为圆柱形且中空的混凝土预制桩，所述的模型桩竖直植桩于所述的土体内，所述的模型桩的桩顶与所述的土体的表面齐平，所述的模型桩的桩身外侧和桩身内侧均设置有水泥土，所述的薄壁钢板上间隔开设有多个小孔，所述的多个小孔以所述的模型桩的中心线为中心对称设置，所述的薄壁钢板固定于所述的土体的顶部，所述的薄壁钢板的中心线与所述的模型桩的中心线重合，所述的薄壁钢板与所述的模型桩的桩顶之间设有塑料薄膜，所述的排水带和所述的碳纤维电热板分别对称固定在所述的模型桩的桩身外侧并紧贴桩身，所述的排水带的顶部与所述的抽水泵相通，所述的碳纤维电热板的电线连接外部电源，测量时，所述的微型贯入仪的测头穿过相应的小孔贯入所述的土体或所述的水泥土内。

2.根据权利要求1所述的植入桩的桩周土体强度测量装置，其特征在于，所述的薄壁钢板为矩形钢板，所述的多个小孔间隔开设在所述的薄壁钢板的四角和四角内侧，位于所述的薄壁钢板的四角的小孔内穿设有螺栓，所述的螺栓用于将所述的薄壁钢板固定于所述的土体的顶部，位于所述的薄壁钢板的四角内侧的小孔以所述的薄壁钢板的中心线为中心成圈设置，每圈包括多个所述的小孔。

3.根据权利要求1所述的植入桩的桩周土体强度测量装置，其特征在于，所述的排水带的顶部由所述的薄壁钢板的边缘处伸出并经连接件与pvc水管的一端相连，所述的pvc水管的另一端与所述的抽水泵连接，所述的碳纤维电热板的电线设置在所述的模型桩的桩身内侧，所述的电线由正对所述的模型桩的桩身内侧的小孔引出并通过插头连接外部电源。

4.根据权利要求1所述的植入桩的桩周土体强度测量装置，其特征在于，所述的模型桩的底部焊接有加强架，所述的排水带和所述的碳纤维电热板的底部分别固定在所述的加强架上，所述的排水带和所述的碳纤维电热板的其余部分分别绑扎固定在所述的模型桩的桩身外侧。

5.根据权利要求4所述的植入桩的桩周土体强度测量装置，其特征在于，所述的加强架为由四个角钢焊接而成的十字形。

技术总结本技术公开的植入桩的桩周土体强度测量装置，包括模型箱、模型桩、薄壁钢板、塑料薄膜、微型贯入仪、排水带、碳纤维电热板和抽水泵，模型箱内填装有土体，模型桩竖直植桩于土体内且桩顶与土体的表面齐平，桩身外侧和桩身内侧均设置有水泥土，薄壁钢板上间隔开设有多个小孔，薄壁钢板固定于土体的顶部，薄壁钢板与模型桩的桩顶之间设有塑料薄膜，排水带和碳纤维电热板分别对称固定在模型桩的桩身外侧并紧贴桩身，排水带的顶部与抽水泵相通，碳纤维电热板的电线连接外部电源。该测量装置结构简单，操作方便，无需在桩周钻孔、埋设孔压力计等装备，省时省力，能够保证土体不受外部空气影响，并且方便准确测量数据，测量结果误差小、准确性高。技术研发人员：李欣然,邓岳保,胡书豪,郑荣跃,明维,张日红受保护的技术使用者：宁波大学技术研发日：20240116技术公布日：2024/9/17