本技術涉及一種土體強度測量裝置，具體涉及一種植入樁的樁周土體強度測量裝置，用以測量軟黏土地基中排水樁或能源樁周圍土體強度變化。

背景技術：

1、植入式樁是一種先鉆孔再植樁的技術，凈鉆根植排水樁和凈鉆根植能源樁是其中的兩種。

2、植入式排水樁在植樁之前將塑料排水帶與預制樁綁扎固定，植樁過程中塑料排水帶伴隨預制樁沉樁而帶入地基，再將塑料排水帶與地表真空泵相連接。使用塑料排水帶結合真空泵抽排水的措施，可加快地基土體的固結，由此提升樁基的承載性能。

3、植入式能源樁是將碳纖維在植樁之前與預制樁綁扎固定，再將插頭連接到電源上，通過加熱來加快地基土體的固結，以此來提升樁基的承載性能。但是對于不同溫度或不同抽水時間的情況下，承載能力的變化規(guī)律，不得而知。

4、考慮到上述情況，研究提出通過孔隙水壓力計和土壓力盒測量承載力的技術。通過將孔隙水壓力計和土壓力盒埋入地下水泥土中，得到相應數(shù)據(jù)，來反推水泥土的性質(zhì)。但是埋設孔隙水壓力計和土壓力盒需要專門的打孔設備，專業(yè)技術人員埋設并且回填膨潤土及細沙，而且不能保證施工過程中，孔隙水壓力計和土壓力盒的位置是否發(fā)生改變。

5、目前的技術中，只能通過將孔隙水壓力計和土壓力盒埋入地下水泥土中，得到相應數(shù)據(jù)，來反推水泥土的性質(zhì)。這就造成了結果的不確定性。到現(xiàn)在為止，還沒有一種專門的裝置，能夠在不同的時間段里，準備測量出樁周水泥土和臨近土體的變化。為了準確測量土體性質(zhì)變化，本實用新型提出一種植入樁的樁周土體強度測量裝置，實現(xiàn)采用貫入儀在固定位置貫入，測得貫入阻力，并查表得到承載力。與現(xiàn)有技術相比，該技術無需鉆孔埋設壓力計，省時省力，施工便捷。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型所要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單、操作方便的植入樁的樁周土體強度測量裝置，能夠保證土體不受外部空氣影響，并且方便準確測量數(shù)據(jù)，測量結果誤差小、準確性高。

2、本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種植入樁的樁周土體強度測量裝置，包括模型箱、模型樁、薄壁鋼板、塑料薄膜、微型貫入儀、排水帶、碳纖維電熱板和抽水泵，所述的模型箱內(nèi)填裝有土體，所述的模型樁為圓柱形且中空的混凝土預制樁，所述的模型樁豎直植樁于所述的土體內(nèi)，所述的模型樁的樁頂與所述的土體的表面齊平，所述的模型樁的樁身外側和樁身內(nèi)側均設置有水泥土，所述的薄壁鋼板上間隔開設有多個小孔，所述的多個小孔以所述的模型樁的中心線為中心對稱設置，所述的薄壁鋼板固定于所述的土體的頂部，所述的薄壁鋼板的中心線與所述的模型樁的中心線重合，所述的薄壁鋼板與所述的模型樁的樁頂之間設有塑料薄膜，所述的排水帶和所述的碳纖維電熱板分別對稱固定在所述的模型樁的樁身外側并緊貼樁身，所述的排水帶的頂部與所述的抽水泵相通，所述的碳纖維電熱板的電線連接外部電源，測量時，所述的微型貫入儀的測頭穿過相應的小孔貫入所述的土體或所述的水泥土內(nèi)。

3、本實用新型測量裝置組裝后，準備兩套同樣的微型貫入儀，選取好每套微型貫入儀的測頭，并將測頭鎖緊固定在微型貫入儀的測桿上。選取四組小孔，每組由以模型樁的中心線為中心對稱設置的兩個小孔組成，不同組中的小孔距離模型樁的中心線的距離不同。測量抽水泵打開前后或碳纖維電熱板通電前后土體的液性指數(shù)il和允許承載力rpt。每次在同一組的兩個小孔中同時進行如下測量操作：擦凈兩個微型貫入儀的測頭，將兩個微型貫入儀的滑標分別移至零位后，在每組的兩個小孔內(nèi)同時豎直插入測頭，使每個測頭穿過相應的小孔勻速地貫入土體或水泥土內(nèi)至測頭上的刻線與土面接觸為止，讀取兩個初始貫入阻力pt值，取其平均值并查閱微型貫入儀附帶的對照表，即可得被測土的液性指數(shù)il和允許承載力rpt，用以評價樁周土體強度。

4、作為優(yōu)選，所述的薄壁鋼板為矩形鋼板，所述的多個小孔間隔開設在所述的薄壁鋼板的四角和四角內(nèi)側，位于所述的薄壁鋼板的四角的小孔內(nèi)穿設有螺栓，所述的螺栓用于將所述的薄壁鋼板固定于所述的土體的頂部，位于所述的薄壁鋼板的四角內(nèi)側的小孔以所述的薄壁鋼板的中心線為中心成圈設置，每圈包括多個所述的小孔。

5、作為優(yōu)選，所述的排水帶的頂部由所述的薄壁鋼板的邊緣處伸出并經(jīng)連接件與pvc水管的一端相連，所述的pvc水管的另一端與所述的抽水泵連接，所述的碳纖維電熱板的電線設置在所述的模型樁的樁身內(nèi)側，所述的電線由正對所述的模型樁的樁身內(nèi)側的小孔引出并通過插頭連接外部電源。

6、作為優(yōu)選，所述的模型樁的底部焊接有加強架，所述的排水帶和所述的碳纖維電熱板的底部分別固定在所述的加強架上，所述的排水帶和所述的碳纖維電熱板的其余部分分別綁扎固定在所述的模型樁的樁身外側。加強架對模型樁的底部起增強作用，方便排水帶和碳纖維電熱板底部的固定，也利于沉樁過程中對排水帶和碳纖維電熱板的保護。

7、進一步地，所述的加強架為由四個角鋼焊接而成的十字形。

8、與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：本實用新型植入樁的樁周土體強度測量裝置結構簡單，操作方便，無需在樁周鉆孔、埋設孔壓力計等裝備，省時省力，能夠保證土體不受外部空氣影響，并且方便準確測量數(shù)據(jù)，測量結果誤差小、準確性高。

技術特征：

1.一種植入樁的樁周土體強度測量裝置，其特征在于，包括模型箱、模型樁、薄壁鋼板、塑料薄膜、微型貫入儀、排水帶、碳纖維電熱板和抽水泵，所述的模型箱內(nèi)填裝有土體，所述的模型樁為圓柱形且中空的混凝土預制樁，所述的模型樁豎直植樁于所述的土體內(nèi)，所述的模型樁的樁頂與所述的土體的表面齊平，所述的模型樁的樁身外側和樁身內(nèi)側均設置有水泥土，所述的薄壁鋼板上間隔開設有多個小孔，所述的多個小孔以所述的模型樁的中心線為中心對稱設置，所述的薄壁鋼板固定于所述的土體的頂部，所述的薄壁鋼板的中心線與所述的模型樁的中心線重合，所述的薄壁鋼板與所述的模型樁的樁頂之間設有塑料薄膜，所述的排水帶和所述的碳纖維電熱板分別對稱固定在所述的模型樁的樁身外側并緊貼樁身，所述的排水帶的頂部與所述的抽水泵相通，所述的碳纖維電熱板的電線連接外部電源，測量時，所述的微型貫入儀的測頭穿過相應的小孔貫入所述的土體或所述的水泥土內(nèi)。

2.根據(jù)權利要求1所述的植入樁的樁周土體強度測量裝置，其特征在于，所述的薄壁鋼板為矩形鋼板，所述的多個小孔間隔開設在所述的薄壁鋼板的四角和四角內(nèi)側，位于所述的薄壁鋼板的四角的小孔內(nèi)穿設有螺栓，所述的螺栓用于將所述的薄壁鋼板固定于所述的土體的頂部，位于所述的薄壁鋼板的四角內(nèi)側的小孔以所述的薄壁鋼板的中心線為中心成圈設置，每圈包括多個所述的小孔。

3.根據(jù)權利要求1所述的植入樁的樁周土體強度測量裝置，其特征在于，所述的排水帶的頂部由所述的薄壁鋼板的邊緣處伸出并經(jīng)連接件與pvc水管的一端相連，所述的pvc水管的另一端與所述的抽水泵連接，所述的碳纖維電熱板的電線設置在所述的模型樁的樁身內(nèi)側，所述的電線由正對所述的模型樁的樁身內(nèi)側的小孔引出并通過插頭連接外部電源。

4.根據(jù)權利要求1所述的植入樁的樁周土體強度測量裝置，其特征在于，所述的模型樁的底部焊接有加強架，所述的排水帶和所述的碳纖維電熱板的底部分別固定在所述的加強架上，所述的排水帶和所述的碳纖維電熱板的其余部分分別綁扎固定在所述的模型樁的樁身外側。

5.根據(jù)權利要求4所述的植入樁的樁周土體強度測量裝置，其特征在于，所述的加強架為由四個角鋼焊接而成的十字形。

技術總結
本技術公開的植入樁的樁周土體強度測量裝置，包括模型箱、模型樁、薄壁鋼板、塑料薄膜、微型貫入儀、排水帶、碳纖維電熱板和抽水泵，模型箱內(nèi)填裝有土體，模型樁豎直植樁于土體內(nèi)且樁頂與土體的表面齊平，樁身外側和樁身內(nèi)側均設置有水泥土，薄壁鋼板上間隔開設有多個小孔，薄壁鋼板固定于土體的頂部，薄壁鋼板與模型樁的樁頂之間設有塑料薄膜，排水帶和碳纖維電熱板分別對稱固定在模型樁的樁身外側并緊貼樁身，排水帶的頂部與抽水泵相通，碳纖維電熱板的電線連接外部電源。該測量裝置結構簡單，操作方便，無需在樁周鉆孔、埋設孔壓力計等裝備，省時省力，能夠保證土體不受外部空氣影響，并且方便準確測量數(shù)據(jù)，測量結果誤差小、準確性高。

技術研發(fā)人員：李欣然,鄧岳保,胡書豪,鄭榮躍,明維,張日紅
受保護的技術使用者：寧波大學
技術研發(fā)日：20240116
技術公布日：2024/9/17