专利名称：螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑现场施工领域，尤其涉及一种螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置。
背景技术：
针对目前上海软土地区桩与土结合力小，桩身强度富余很大、材料利用效率比较低的现状，不少学者提出了各种提高钻孔灌注桩承载力的方法，如变截面桩和后注浆技术，2010年7月21日公开的公开号为101781890A的中国专利提出了一种新桩型-注浆成型螺纹钻孔灌注桩，这种螺纹灌注桩能够有效提高钻孔灌注桩的承载力，但是这种注浆成型螺 纹桩桩侧对浆体填充袋注浆时的注浆压力大小选取是参考传统注浆压力大小所得出的，是经验性的，并没有一套较严密的理论或者试验方法。如果注浆压力取值不当，直接导致两方面的后果，一方面压力太大，浆体填充袋的接头处容易破裂，导致漏浆，承载效率无法提高；另一方面如果压力太小，浆体填充袋胀不开，承载效率同样无法提高。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，以测得不同深度处螺纹灌注桩桩侧对浆体填充袋注浆时的注浆压力大小。为实现上述目的，本实用新型提供一种螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，其包括空心钢圆筒、钢板、土工管袋、进浆管、出浆管和溢流阀，所述空心钢圆筒竖直设置于所述钢板上，所述空心钢圆筒中竖直设有一土工管袋，所述空心钢圆筒的筒侧设有进浆管与出浆管，所述进浆管与出浆管均与筒外空间相通，所述进浆管与所述土工管袋的一端连接，所述出浆管与所述土工管袋的另一端连接，所述溢流阀设置于所述空心钢圆筒的筒侧靠近钢板的位置上。进一步的，所述螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置还包括花管，所述花管竖直设置于所述土工管袋中，所述花管的两端与所述土工管袋的两端连接。进一步的，螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置还包括进水管，所述进水管设置于所述空心钢圆筒的筒侧靠近钢板的位置上，所述进水管与所述空心钢圆筒的筒外空间相通。进一步的，螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置还包括法兰盘，所述法兰盘设置于所述空心钢圆筒远离钢板的一端。进一步的，螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置还包括出水管，所述出水管设置于所述法兰盘上，所述出水管与所述空心钢圆筒的筒外空间相通。进一步的，螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置还包括过滤器，所述过滤器设置于所述法兰盘与所述出水管的连接处。本实用新型还提供一种上述螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置的测试方法，包括[0011]步骤一设置所述溢流阀的阈值，再往空心钢圆筒中装砂，砂土高度盖过所述土工管袋的高度；步骤二 从进浆管处泵入水泥净浆，当浆液从出浆管处流出时关闭出浆管；步骤 三继续从进浆管泵入水泥净浆，使所述土工管袋膨胀，所述空心钢圆筒筒侧压力上升，溢流阀在筒侧压力超过其设定的阈值时自动打开阀门，此时溢流阀的压力阈值为该空心钢圆筒筒侧压力值，此时记录进浆管处的注浆压力；步骤四反复改变溢流阀阈值的大小，并重复步骤一至步骤三，得到一组空心钢圆筒筒侧压力值与其筒侧注浆压力大小之间关系数据。步骤五将溢流阀阈值大小看做螺纹灌注桩桩侧压力，并通过螺纹灌注桩桩侧压力与其深度成正比的关系得出不同深度下螺纹灌注桩的桩侧压力，从而得出溢流阀阈值大小与螺纹灌注桩深度的对应关系，因此便能够得出在指定的溢流阀阈值大小对应的螺纹灌注桩深度下该螺纹灌注桩所需的注浆压力大小。进一步的，砂土的位置与所述空心钢圆筒远离所述钢板的那一端相隔一段距离。进一步的，在步骤一中，在往空心钢圆筒中装好砂后封上法兰盘。进一步的，在步骤一中，在装砂时关闭进水管，在完成装砂后，打开进水管，从进水管处将水泵入到空心钢圆筒中，待筒中砂土饱和后，关闭进水管。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果本实用新型提供的螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置采用模型法搭建了一个螺纹灌注桩的模型，使用空心钢圆筒与钢板焊接的方式搭建测试模型，内部填充砂土，将溢流阀阈值大小看做螺纹灌注桩桩侧压力，并根据螺纹灌注桩桩侧压力与其深度成正比的关系公式得出不同深度下螺纹灌注桩的桩侧压力，从而得出溢流阀阈值大小与螺纹灌注桩深度的对应关系，根据所需测试的灌注桩深度设定溢流阀阈值大小，并从进浆管向筒内注浆，因为在注浆压力不够时不能够使土工管袋胀开，因此不断提高注浆压力向筒内注浆，通过土工管袋的膨胀使筒壁受力，测得筒侧压力值与注浆压力值之间的关系，进而得出在指定的溢流阀阈值大小对应的螺纹灌注桩深度下该螺纹灌注桩所需的注浆压力大小，以使螺纹灌注桩中的浆体填充袋能够在不被胀破的基础上达到足够的强度，充分胀开并嵌入到周围土体中，形成咬合作用。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明图I为本实用新型实施例提供的螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置注浆压力与筒侧压力的关系曲线；在图I中，I :空心钢圆筒；2 :钢板；3 :土工管袋；4 :进浆管；5 :出浆管；6 :溢流阀；7 :花管；8 :进水管；9 :法兰盘；10 :出水管；11 :过滤器。
具体实施方式
[0026]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。本实用新型的核心思想在于，提供一种螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，该测试装置采用模型法搭建了一个螺纹灌注桩的模型，使用空心钢圆筒与钢板焊接的方式搭建测试模型，内部填充砂土，将溢流阀阈值大小看做螺纹灌注桩桩侧压力，并根据螺纹灌注桩桩侧压力与其深度成正比的关系公式得出不同深度下螺纹灌注桩的桩侧压力，从而得出溢流阀阈值大小与螺纹灌注桩深度的对应关系，根据所需测试的灌注桩深度设定溢流阀阈值大小，并从进浆管向筒内注浆，因为在注浆压力不够时不能够使土工管袋胀开，因此不断提高注浆压力向筒内注浆，通过土工管袋的膨胀使筒壁受力，测得筒侧压力值与注浆压力值之间的关系，进而得出在指定的溢流阀阈值大小对应的螺纹灌注桩深度下该螺纹灌注桩所需的注浆压力大小，以使螺纹灌注桩中的浆体填充袋能够在不被胀破的基础上达到足够的强度，充分胀开并嵌入到周围土体中，形成咬合作用。请参考图I和图2，图I为本实用新型实施例提供的螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置注浆压力与土体侧压力的关系曲线。请重点参考
图1，本实用新型实施例提供的一种螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，其包括空心钢圆筒I、钢板2、土工管袋3、进浆管4、出浆管5和溢流阀6，所述空心钢圆筒I竖直设置于所述钢板2上，所述空心钢圆筒I中竖直设有一土工管袋3，所述空心钢圆筒I的筒侧设有进浆管4与出浆管5，所述进浆管4与所述土工管袋3的一端连接，所述出浆管5与所述土工管袋3的另一端连接，所述溢流阀6设置于所述空心钢圆筒I的筒侧靠近钢板2的位置上。进一步的，所述螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置还包括花管7，所述花管7竖直设置于所述土工管袋3中，所述花管7的两端与所述土工管袋3的两端连接，所述花管7的管壁上开有许多小孔，因钻孔灌注桩的注浆方式以花管注浆为主，在此模拟实验中也使用这样方式以保证该测试装置的精确性，花管注浆为建筑施工领域的现有技术，在此便不再赘述。进一步的，螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置还包括进水管8、法兰盘9、出水管10和过滤器11，所述进水管8设置于所述空心钢圆筒I的筒侧靠近钢板2的位置上，所述法兰盘9设置于所述空心钢圆筒I远离钢板2的一端，所述出水管10设置于所述法兰盘9上，所述过滤器11设置于所述法兰盘9与所述出水管10的连接处，在装砂工作完成后，将水从进水管8泵入空心钢圆筒I内，看见出水管10出水时表明筒内砂土已饱和，此时即可关闭进水管8，所述过滤器11用于防止砂土从筒内经出水管10流出，以免筒内砂土的松动。本实用新型实施例还提供了一种上述螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置的测试方法，包括步骤一设置所述溢流阀6的阈值，再往空心钢圆筒I中装砂，砂土高度盖过所述土工管袋3的高度；[0034]步骤二 从进浆管4处泵入水泥净浆，当浆液从出浆管5处流出时关闭出浆管5 ；步骤三继续从进浆管4泵入水泥净浆，使所述土工管袋3膨胀，所述空心钢圆筒I筒侧压力上升，溢流阀6在筒侧压力超过其设定的阈值时自动打开阀门，此时记录进浆管4处的注浆压力；步骤四反复改变溢流阀6阈值的大小，并重复步骤一至步骤三，得到一组空心钢圆筒I筒侧压力值与其筒侧注浆压力大小之间关系数据。步骤五将溢流阀6的阈值大小看做螺纹灌注桩桩侧压力，并通过螺纹灌注桩桩侧压力与其深度成正比的关系得出不同深度下螺纹灌注桩的桩侧压力，从而得出溢流阀6的阈值大小与螺纹灌注桩深度的对应关系，因此便能够得出在指定的溢流阀6的阈值大小对应的螺纹灌注桩深度下该螺纹灌注桩所需的注浆压力大小。进一步的，砂土的位置与所述空心钢圆筒I远离所述钢板2的那一端相隔一段距离，以保证砂土不至于涌出所述空心钢圆筒I。进一步的，在步骤一中，在往空心钢圆筒I中装好砂后封上法兰盘9，以防止砂土涌出筒内。进一步的，在步骤一中，在装砂时关闭进水管8，在完成装砂后，打开进水管8，从进水管8处将水泵入到空心钢圆筒I中，待筒中砂土饱和后，关闭进水管8。下面结合图I和图2详细阐述本实用新型实施例提供的螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置的测试方法选用一根直径I. 2m、高4. 5m、厚8_的薄壁空心钢圆筒1，将其一端焊接在一块钢板2上，该钢板2 —方面能够封住空心钢圆筒I的下端开口，一方面也能够防止该空心钢圆筒I在测试时产生震动和摇晃，筒内竖直放置一4m长土工管袋3，并将其与与筒侧上下端焊接的进浆管4与出浆管5相连接，土工管袋3内布置注浆花管7，筒侧靠近钢板2处布置进水管8并安装溢流阀6。将溢流阀6的阈值大小看做螺纹灌注桩桩侧压力，并根据螺纹灌注桩桩侧压力与其深度成正比的关系公式得出不同深度下螺纹灌注桩的桩侧压力，从而得出溢流阀6的阈值大小与螺纹灌注桩深度的对应关系，接着根据所需测试的灌注桩深度设定溢流阀阈值大小。完成准备工作后，往筒中装砂，砂土深度以盖过土工管袋3高度为宜，筒的上端与砂土间留50cm深的空间，封上法兰盘9，法兰盘9与出水管10间安装过滤器11，防止砂土从出水管10流出，然后从进水管8将水压入到空心钢圆筒I中，对筒中砂土进行饱和，待出水管10流出水后，说明砂土已饱和，关闭进水管8，从进浆管4注浆，当浆液从出浆管5出来时，关闭出浆口 5，继续注浆，因为在注浆压力不够时不能够使土工管袋胀开，因此不断提高注浆压力向筒内注浆，此时筒内的土工管袋3开始径向膨胀，由于筒中水是封闭的、不可压缩的，因此，当土工管袋3膨胀时，筒中压力也在不断升高，当筒中压力升高到溢流阀6设置的压力时，压力再往上升，溢流阀6的阀门会自动打开，卸掉一部分压力，保持筒中压力恒定，与溢流阀6中的压力设置值一致，这时可以读出注浆压力和筒侧压力的一对数据。通过一系列这样的试验，测得筒侧压力值与注浆压力值之间的关系，进而得出在指定的溢流阀6的阈值大小对应的螺纹灌注桩深度下该螺纹灌注桩所需的注浆压力大小，如图2中所示，注浆压力值与筒侧压力值之间有较好的线性关系，注浆压力近似为筒侧压力的2. 2倍，又由于筒侧压力与螺纹灌注桩深度的正比关系，因此即可得出螺纹灌注桩在不同深度下其桩侧对浆体填充袋注浆时的注浆压力。[0043]在每次模拟试验完成后，均倒出筒中砂土，检查土工管袋中水泥净浆硬化体的形状，会发现从注浆效果来看，水泥净浆柱体的断面呈椭圆形，说明土工管袋已胀开。靠近空心钢圆筒I的上部，由于压力相对小一些，水泥净浆柱的断面接近圆形，椭圆长轴为16cm，短轴为13 14cm左右；空心钢圆筒I的下部加上砂土的自重，侧压力相对大一些，水泥净浆柱的断面更扁一些，椭圆长轴为20cm，短轴为疒8cm左右。在选择螺纹灌注桩的桩侧注浆压力时其注浆压力应在测试时能够让土工管袋能够胀开且不让其破损的压力范围内进行选择。显然，本领域的技术 人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，其特征在于，包括空心钢圆筒、钢板、土工管袋、进浆管、出浆管和溢流阀，所述空心钢圆筒竖直设置于所述钢板上，所述空心钢圆筒中竖直设有一土工管袋，所述空心钢圆筒的筒侧设有进浆管与出浆管，所述进浆管与所述土工管袋的一端连接，所述出浆管与所述土工管袋的另一端连接，所述溢流阀设置于所述空心钢圆筒的筒侧靠近钢板的位置上。
2.根据权利要求I所述螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，其特征在于，还包括花管，所述花管竖直设置于所述土工管袋中，所述花管的两端与所述土工管袋的两端连接。
3.根据权利要求I所述螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，其特征在于，还包括进水管，所述进水管设置于所述空心钢圆筒的筒侧靠近钢板的位置上。
4.根据权利要求I至3任一项所述螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，其特征在于，还包括法兰盘，所述法兰盘设置于所述空心钢圆筒远离钢板的一端。
5.根据权利要求4所述螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，其特征在于，还包括出水管，所述出水管的一端设置于所述法兰盘上。
6.根据权利要求5所述螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器设置于所述法兰盘与所述出水管的连接处。
专利摘要本实用新型提供一种螺纹灌注桩桩侧注浆压力大小的测试装置，其特征在于，包括空心钢圆筒、钢板、土工管袋、进浆管、出浆管和溢流阀，所述空心钢圆筒竖直设置于所述钢板上，所述空心钢圆筒中竖直设有一土工管袋，所述空心钢圆筒的筒侧设有进浆管与出浆管，所述进浆管与所述土工管袋的一端连接，所述出浆管与所述土工管袋的另一端连接，所述溢流阀设置于所述空心钢圆筒的筒侧靠近钢板的位置上。通过土工管袋的膨胀使筒壁受力，测得筒侧压力值与注浆压力值之间的关系。
文档编号E02D33/00GK202672197SQ20122036609
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者孔德志, 胡玉银, 朱小军, 陈建兰 申请人:上海建工四建集团有限公司, 上海市建工设计研究院有限公司