本發(fā)明涉及深基坑與地下工程施工對樁基的影響評估與樁基優(yōu)化設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著城市建設(shè)與水利交通等行業(yè)的逐漸建設(shè)發(fā)展，產(chǎn)生了大量的深基坑工程，并常鄰近河流與湖泊建設(shè)地下工程項目，臨河開挖施工的基坑工程不可避免地受到地下水條件改變引起滲流及非對稱荷載的影響，其設(shè)計施工難度更大，對周圍環(huán)境的控制將更加嚴(yán)格。軟土臨河場地的深大基坑工程施工，特別是多面臨河條件下地下水直接參與坑底隆起回彈作用，稍有不慎將產(chǎn)生地下水滲透破壞、土體滑移失穩(wěn)、坑底隆起回彈、工程樁變位及卸載受拉斷裂等問題，造成坑底樁基大面積傾斜或樁頂斷裂破壞，影響工程的質(zhì)量，造成巨大的經(jīng)濟損失。

深大基坑隆起回彈與坑底樁基承載性狀之間存在重要的相互作用，然而目前國內(nèi)外還缺乏直觀實用的分析方法，理論的分析與工程計算還是將基坑穩(wěn)定性與支護結(jié)構(gòu)變形及坑底樁基承載性狀的影響分開評估，單獨計算基坑隆起回彈和樁基承載力，分析理論不符合基坑與樁基的實際受力條件，具有很大的盲目性。此外，工程建設(shè)現(xiàn)場試驗成本高，耗時久遠(yuǎn)且試驗受力狀態(tài)與實際差距甚遠(yuǎn)，或限于軟土及地下水條件，工程現(xiàn)場無法進行基坑回彈隆起及其對坑底樁回彈影響的檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置，可模擬形成深基坑與臨近河流水力與地質(zhì)條件，預(yù)測多面臨河深大基坑施工坑底隆起回彈與樁基承載影響，其結(jié)構(gòu)簡單、功能易行，測試效果直觀、準(zhǔn)確，具有較高的經(jīng)濟性與可重復(fù)性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置，其包括模型箱體、測量支架與多個傳感器，模型箱體內(nèi)設(shè)置有土體，土體設(shè)有多塊模型板，多塊模型板之間形成基坑，基坑內(nèi)設(shè)有伸入土體的樁基，樁基的遠(yuǎn)離土體的一端連接有測量支架，測量支架可拆卸連接于模型箱體的外壁，基坑內(nèi)還設(shè)置有至少一根支撐件，支撐件的兩端分別抵住兩塊模型板，模型箱體內(nèi)設(shè)置有相互連通的第一河流模型槽和第二河流模型槽，第一河流模型槽和第二河流模型槽分別設(shè)置于基坑的兩側(cè)并與基坑連通，基坑與第二河流模型槽之間具有間隙，多個傳感器分布于土體、多塊模型板、樁基和測量支架。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，模型箱體內(nèi)設(shè)置有第一隔板，第一隔板與模型箱體的內(nèi)壁圍成第一河流模型槽；多塊模型板包括第一模型板和第二模型板，第一模型板的一端以及第二模型板的一端均與第一隔板的遠(yuǎn)離第一河流模型槽的一側(cè)連接，第一模型板的另一端以及第二模型板的另一端均與模型箱體的內(nèi)壁連接并在第一模型板和第二模型板之間形成基坑；模型箱體內(nèi)設(shè)置有第二隔板，第二隔板的兩端分別與第一隔板以及模型箱體的內(nèi)壁連接并在第一隔板以及模型箱體的內(nèi)壁間形成第二河流模型槽，第二隔板與第二模型板間形成間隙。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，多個傳感器包括設(shè)置于樁基及測量支架的用于測量樁基參數(shù)的樁基傳感器，以及設(shè)置于模型板及土體的用于測量基坑參數(shù)的基坑傳感器。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，測量支架包括水平支架和與水平支架活動連接的多個豎直支架，豎直支架包括活動連接的第一管件與第二管件，第一管件與水平支架活動連接，樁基傳感器設(shè)置于第二管件與樁基。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，水平支架朝向豎直支架的一側(cè)設(shè)有凹槽，第一管件滑動嵌設(shè)于凹槽中，第一管件與第二管件螺紋連接。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，第二隔板與第一隔板以及模型箱體的內(nèi)壁均可拆卸連接。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，第一河流模型槽在遠(yuǎn)離第二河流模型槽的一端設(shè)有第三隔板，第三隔板、第一隔板與模型箱體的內(nèi)壁之間形成積水箱，積水箱連通有進水管，進水管設(shè)置有水流控制閥，第一隔板、第二隔板和第三隔板均設(shè)置有通水孔。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，通水孔設(shè)置有過濾裝置。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，過濾裝置為紗布。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，第一模型板的遠(yuǎn)離第二模型板的一側(cè)的土體的土方量大于間隙內(nèi)的土體的土方量。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，第一河流模型槽設(shè)有第一泄水孔并配設(shè)有與第一泄水孔配合的第一孔塞，第二河流模型槽設(shè)有第二泄水孔并配設(shè)有與第二泄水孔配合的第二孔塞。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，測試裝置還包括用于記錄模型箱體狀態(tài)的拍照設(shè)備。

本發(fā)明實施例的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置的有益效果是：

該臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置，在模型箱體內(nèi)分別設(shè)有相互連通的第一河流模型槽和第二河流模型槽，試驗過程中，通過調(diào)節(jié)第一河流模型槽、第二河流模型槽中的流水使其達到試驗要求的水位以模擬真實河流。本測試裝置用模型板模擬實際基坑支護墻，支撐件模擬實際基坑支撐，基坑內(nèi)設(shè)有樁基，基坑與模型箱體內(nèi)鋪設(shè)土體并安置有不同作用的傳感器，以對不同條件下基坑與樁基所產(chǎn)生的各種變化進行測試，得到具體直觀的物理力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)。該測試裝置可模擬形成深基坑與臨近河流水力與地質(zhì)條件，預(yù)測多面臨河深大基坑施工坑底隆起回彈與樁基承載影響，其結(jié)構(gòu)簡單、功能易行，測試效果直觀、準(zhǔn)確，具有較高的經(jīng)濟性與可重復(fù)性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置的俯視圖；

圖2為圖1中的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置沿A-A線的剖面圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置的正視圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置的第一泄水孔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置的第二泄水孔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置中第一橡膠孔塞和第二橡膠孔塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置中積水箱的正視圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置中凹槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例提供的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置中通水孔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置；200-模型箱體；300-傳感器；400-基坑；500-第一河流模型槽；600-第二河流模型槽；700-積水箱；800-拍照設(shè)備；210-第一側(cè)板；220-第二側(cè)板；230-第三側(cè)板；232-螺栓孔；235-螺栓；240-第四側(cè)板；250-底板；211-第一泄水孔；213-第一橡膠孔塞；221-第二泄水孔；223-第二橡膠孔塞；260-土體；310-土壓力計；320-孔隙水壓力計；330-第一應(yīng)變片；340-位移計；350-百分表；360-量力環(huán)；370-第二應(yīng)變片；510-第一隔板；520-第二隔板；530-第三隔板；540-通水孔；410-第一模型板；420-第二模型板；430-支撐件；440-樁基；450-測量支架；451-水平支架；453-豎直支架；455-第一管件；457-第二管件；459-凹槽；710-進水管；720-水流控制閥。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術(shù)語“水平”、“垂直”等術(shù)語并不表示要求部件絕對水平或垂直，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的一種臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置100進行具體說明。

請一并參照圖1、圖2和圖3，本實施例提供一種臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置100，其包括模型箱體200、傳感器300及模型箱體200外部的拍照設(shè)備800。

模型箱體200是由首尾閉合相連的第一側(cè)板210、第二側(cè)板220、第三側(cè)板230、第四側(cè)板240形成四個壁，再與底板250圍成頂部敞口的空腔結(jié)構(gòu)。各側(cè)板與底板250之間的連接方式優(yōu)選為焊接。

其中，較佳的，第一側(cè)板210與第三側(cè)板230的上端為鋁合金板，下端為雙層鋼化玻璃板。其中鋁合金板尺寸優(yōu)選為厚50mm、高400mm，鋼化玻璃板尺寸優(yōu)選為厚10mm、高2800mm，從而以最少的成本滿足最大的抗壓需求。鋁合金板與鋼化玻璃板之間通過無色玻璃膠粘結(jié)。

第二側(cè)板220、第四側(cè)板240與底板250也均優(yōu)選由鋁合金制成，此外，還可由其他硬質(zhì)材質(zhì)，如玻璃鋼等。第二側(cè)板220、第四側(cè)板240與底板250的厚度均為50mm，但也可根據(jù)該臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置100的具體尺寸及需求進行調(diào)整，例如可以為30mm-60mm。底板250下端焊接有厚度為90mm的鋼板進行加固。

模型箱體200內(nèi)填鋪有土體260。優(yōu)選的，在模型箱體200底部的底板250上鋪設(shè)有厚度為100mm的粗砂，粗砂的粒徑例如可以為1mm。粗砂以上的空間由工程場地土體260填充。

土體260含有多個土層。為模擬真實的多面臨河地區(qū)土層分布的普遍情況，本實施例中土層由下至上包括了黏土層、細(xì)砂層、淤泥質(zhì)土層、淤泥層和淤泥層，模型箱體200內(nèi)不同區(qū)域的土體260所包含的土層有所差別。

本實施例中，模型箱體200內(nèi)設(shè)有基坑400、第一河流模型槽500、第二河流模型槽600與積水箱700。

其中，第一河流模型槽500沿第一側(cè)板210設(shè)置并由模型箱體200內(nèi)設(shè)置的第一隔板510與模型箱體200的內(nèi)壁圍成，即第一河流模型槽500分別以第一側(cè)板210、第二側(cè)板220、第四側(cè)板240及第一隔板510為四個側(cè)面。優(yōu)選的，本實施例中第一河流模型槽500的寬度大致為500mm。

請一并參照圖4及圖6，第一河流模型槽500的第一側(cè)板210設(shè)有第一泄水孔211以及與第一泄水孔211配合的第一橡膠孔塞213。但除橡膠孔塞外，還可以選擇其他任意可以封閉泄水孔的部件。實際操作中，當(dāng)?shù)谝幌鹉z孔塞213將第一泄水孔211堵住后，可向第一河流模型槽500內(nèi)滲水，根據(jù)具體的水位需求，還可拔去第一橡膠孔塞213泄出部分水體，以形成不同的河流模型槽水位，進而形成各種水位下的臨河基坑開挖施工工況。請參照圖3，較佳的，第一泄水孔211位于第一側(cè)板210同時靠近底板250與第二側(cè)板220的區(qū)域。第一泄水孔211的直徑優(yōu)選為60mm，第一泄水孔211的圓心到第一側(cè)板210與第二側(cè)板220的公共棱的距離例如可以為250mm，圓心到第一側(cè)板210與底板250的公共棱的距離可以為300mm。第一泄水孔211的設(shè)計位置因較靠近底板250，故可滿足當(dāng)?shù)谝缓恿髂Ｐ筒?00中水位較低時也能進行泄水。

進一步的，第一河流模型槽500在靠近第四側(cè)板240的一端設(shè)有第三隔板530，第三隔板530、第一隔板510與模型箱體200的內(nèi)壁即第四側(cè)板240之間形成積水箱700。

請參照圖7，積水箱700的側(cè)壁與模型箱體200的外部連通有進水管710，同時還設(shè)置有控制進水量的水流控制閥720，本實施例中，進水管710設(shè)置于積水箱700的左側(cè)面也即第四側(cè)板240，水流控制閥720安置在進水管710上，從而便于及時對進水管710流入積水箱700的水流量進行控制和調(diào)節(jié)。通過進水管710與水流控制閥720在積水箱700中添加不同水位的水，從而配合第一泄水孔211使第一河流模型槽500內(nèi)形成不同高水位的河流水力地質(zhì)條件與臨河基坑場地。作為優(yōu)選的，水流控制閥720為單向閥，進水管710連接于儲水裝置中(圖未示)，通過潛水泵抽取積水并經(jīng)單向閥流進積水箱700中，以達到單向進水并防止積水箱700中的水倒流入儲水裝置的目的。此外，積水箱700中至少有一側(cè)面為透明面，該透明面貼設(shè)有刻度尺，優(yōu)選為鋼尺，從而可使試驗者及時測試并讀出積水箱700中的水位。

本發(fā)明實施例中的土體260設(shè)有多塊模型板，基坑400由設(shè)置于土體260內(nèi)的多塊模型板形成。具體的，圍成基坑400的模型板包括第一模型板410與第二模型板420，其中第一模型板410的一端以及第二模型板420的一端與第一河流模型槽500的第一隔板510連接，第一模型板410的遠(yuǎn)離第一河流模型槽500的一端以及第二模型板420的遠(yuǎn)離第一河流模型槽500的一端均與模型箱體200的第三側(cè)板230連接，并在第一模型板410與第二模型板420之間形成基坑400，該兩塊模型板分別作為基坑400的左右兩個側(cè)面?；?00的尺寸大致為4500mm×2000mm×2900mm(長×寬×高)，以便于試驗操作。第一模型板410與第二模型板420優(yōu)選為鋁合金板，其厚度根據(jù)實際基坑支護墻換算而得。

基坑400內(nèi)含有支撐件430，支撐件430設(shè)置于第一模型板410與第二模型板420之間，支撐件430的兩端分別抵住兩塊模型板并對第一模型板410與第二模型板420形成支撐。支撐件430的數(shù)量不唯一，但多個較單個而言，其支撐作用可以更加牢固。優(yōu)選的，本實施例中，根據(jù)基坑400的尺寸，其所含的支撐件430的數(shù)量為4根。優(yōu)選的，支撐件430選為鋁合金圓棒，直徑按實際基坑支撐換算而得。

基坑400內(nèi)還設(shè)有樁基440，樁基440的一端伸入土體260中，遠(yuǎn)離土體260的一端與測量支架450連接。樁基440為柱型構(gòu)件，其數(shù)量不唯一，以模擬真實樁基的數(shù)量，其可以通過地層或水將其上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到深部較堅硬的、壓縮性小的土層或巖層。優(yōu)選的，樁基440為例如可以是目前市面上最普遍的直徑為50mm或63mm的鋁合金襯塑PPR復(fù)合管。試驗中，為測試樁基440的回彈應(yīng)變與彎矩，將PPR復(fù)合管沿垂直于底板250的方向切割成半管，在管壁兩側(cè)對應(yīng)的位置設(shè)置傳感器300后再將其拼接成一體并將該復(fù)合管的兩端進行封口，其中，拼接方式例如可以為焊接或玻璃膠粘結(jié)。

請參照圖2，測量支架450可拆卸地連接于模型箱體200的外側(cè)，其包括與模型箱體200的底板250平行的多根水平支架451以及與水平支架451垂直并活動連接的多根豎直支架453。設(shè)置該測量支架450以較方便地對基坑400內(nèi)不同位置的樁基440回彈與上拔的情況進行測量。

最靠近第一側(cè)板210與第三側(cè)板230的兩根豎直支架453與第一側(cè)板210及第三側(cè)板230活動連接。具體的，請一并參照圖2和圖4，第一側(cè)板210與第三側(cè)板230的鋁合金板的遠(yuǎn)離土體260的一端均開設(shè)有螺栓孔232，作為優(yōu)選的，該兩根豎直支架453通過貫穿于螺栓孔232的螺栓235分別與第一側(cè)板210與第三側(cè)板230連接。

請參照圖2，豎直支架453由活動連接的第一管件455和第二管件457構(gòu)成，第一管件455和第二管件457優(yōu)選為鋼管。其中，第一管件455位于上部并與水平支架451活動連接。具體的，請參照圖8，水平支架451朝向豎直支架453的一側(cè)設(shè)有凹槽459，第一管件455嵌設(shè)于凹槽459中，從而使豎直支架453在水平支架451的位置可以沿凹槽459移動，以測試基坑400內(nèi)不同位置的樁基440回彈與上拔的情況。

作為優(yōu)選的，第二管件457為半封口鋼管，也即是第二管件457與第一管件455連接的一端是開口的，而遠(yuǎn)離第一管件455的一端是封閉的。第二管件457與第一管件455螺紋連接，從而起到控制豎直支架453在垂直于底板250的方向上伸縮的作用，以使豎直支架453和樁基440的接觸距離滿足傳感器300的安放要求。具體的，第二管件457與樁基440之間具有一定的空隙，該空隙用以安放傳感器300。

基坑400以及其外部的模型箱體200內(nèi)所有土體260由下至上均分別為黏土層、細(xì)砂層、淤泥質(zhì)土層。

模型箱體200內(nèi)還設(shè)置有與第一河流模型槽500連通的第二河流模型槽600。且第一河流模型槽500和第二河流模型槽600分別設(shè)置于基坑400的兩側(cè)并與基坑400連通。

具體的，第二河流模型槽600沿第二側(cè)板220設(shè)置，即位于基坑400靠近第二側(cè)板220的一側(cè)。第二河流模型槽600與第一河流模型槽500之間由第一隔板510隔開。模型箱體200內(nèi)設(shè)置有第二隔板520，第二隔板520的兩端分別與第一隔板510以及模型箱體200的內(nèi)壁連接，第一隔板510以及模型箱體200的內(nèi)壁間形成第二河流模型槽600。也即是，第二河流模型槽600分別以第二側(cè)板220、第三側(cè)板230、第一隔板510及第二隔板520為四個側(cè)面。其中，第二隔板520與第一隔板510以及模型箱體200的內(nèi)壁，也即第三側(cè)板230均可拆卸連接。優(yōu)選的，本實施例中第二河流模型槽600的寬度與第一河流模型槽500相同，也為500mm。

進一步的，第二隔板520與第一隔板510以及第三側(cè)板230的連接處具有縫隙，該縫隙例如可以用橡膠墊進行填充，從而使第二隔板520可以左右移動而不能前后移動。

請一并參照圖5與圖6，第二河流模型槽600的第二側(cè)板220設(shè)有第二泄水孔221以及與第二泄水孔221配合的第二橡膠孔塞223。但除橡膠孔塞外，還可以選擇其他任意可以封閉泄水孔的部件。實際操作中，當(dāng)?shù)诙鹉z孔塞223將第二泄水孔221堵住后，可通過第一河流模型槽500向第二河流模型槽600內(nèi)注水，根據(jù)具體的水位需求，還可拔去第二橡膠孔塞223泄出部分水體，從而與第一河流模型槽500配合形成不同的河流模型槽水位。較佳的，請參照圖4，第二泄水孔221的直徑優(yōu)選為60mm，第二泄水孔221位于第二側(cè)板220同時靠近底板250與第一側(cè)板210的區(qū)域。第二泄水孔221的圓心到第一側(cè)板210與第二側(cè)板220的公共棱的距離例如可以為250mm，圓心到第二側(cè)板220與底板250的公共棱的距離可以為300mm。第二泄水孔221的設(shè)計位置與第一泄水孔211類似，因較靠近底板250，故當(dāng)?shù)诙恿髂Ｐ筒?00中水位較低時也能進行泄水。

第二河流模型槽600與基坑400之間具有間隙，具體的，該間隙在第二隔板520與第二模型板420之間形成。

請參照圖1，基坑400到第四側(cè)板240之間的距離不等于其到第二河流模型槽600之間的距離。作為優(yōu)選的，前者的距離大于后者的距離，也即是第一模型板410的遠(yuǎn)離第二模型板420的一側(cè)的土體260的土方量大于間隙內(nèi)的土體260的土方量，以使得基坑400右側(cè)第二模型板420上的土壓力明顯小于左側(cè)第一模型板410上的土壓力，從而形成基坑400上的土壓力為非對稱荷載，模擬出基坑400緊鄰河流的情況。

請參照圖9，為了使積水箱700、第一河流模型槽500與第二河流模型槽600之間形成互相連通的水路，同時使水流滲透至模型箱體200內(nèi)的土體260中，分別在第一隔板510、第二隔板520與第三隔板530上開設(shè)有多個通水孔540。較佳的，通水孔540為雙向間隔開設(shè)，也即是在相互垂直的兩個方向上，例如豎直與水平方向間隔開設(shè)，間隔距離優(yōu)選為100mm，通水孔540直徑例如可選擇為5mm。此外，為了防止基坑400、第一河流模型槽500與第二河流模型槽600內(nèi)的土體260借助水流的作用從通水孔540沖出，因此分別在第一隔板510、第二隔板520與第三隔板530的通水孔540表面設(shè)置過濾裝置，例如可以為紗布。

第一隔板510、第二隔板520與第三隔板530均為鋼板，其中第一隔板510與第二側(cè)板220及第四側(cè)板240之間的連接方式、第二隔板520與第一隔板510及第三側(cè)板230之間的連接方式、第三隔板530與第一側(cè)板210及第一隔板510之間的連接方式均優(yōu)選為焊接。

第一河流模型槽500與所述第二河流模型槽600內(nèi)的土體260由下至上均分別為黏土層、細(xì)砂層、淤泥質(zhì)土層與淤泥層。

為了獲得不同水位下的臨河基坑開挖施工工況對基坑400以及樁基440影響的直觀數(shù)據(jù)，在基坑400的模型板表面、土體260的內(nèi)部及上表面和樁基440的上表面與側(cè)壁分別設(shè)置有不同作用的傳感器300。傳感器300例如可以包括用于檢測基坑400的位移、形變和所受壓力等參數(shù)的基坑傳感器，還可以包括例如用于檢測樁基440所受到的回彈應(yīng)變、上拔力和側(cè)摩阻力等參數(shù)的樁基傳感器。

具體的，請參照圖2，本實施例中樁基傳感器包括例如百分表350、量力環(huán)360和第二應(yīng)變片370。其中，百分表350分別沿平行和垂直于土體260表面的方向安裝于樁基440遠(yuǎn)離土體260的一端，用于測量樁基440遠(yuǎn)離土體260的一端的豎直回彈位移和水平傾斜位移；量力環(huán)360沿垂直于土體260表面的方向安裝于樁基440遠(yuǎn)離土體260的一端，用于測量基坑400施工對樁基440的回彈和上拔力；第二應(yīng)變片370間隔安裝于樁基440的管壁，也即是分別間隔安裝于PPR復(fù)合管的內(nèi)外管壁的對應(yīng)位置，用于測量基坑400開挖條件下的樁基440的回彈應(yīng)變，進而可計算出樁基440所受的側(cè)摩阻力以及彎矩分布情況。

請參照圖3，基坑傳感器包括例如土壓力計310、孔隙水壓力計320、第一應(yīng)變片330及位移計340。其中，土壓力計310埋設(shè)于第一模型板410與第二模型板420的遠(yuǎn)離基坑400的兩側(cè)的土體260內(nèi)部，并且土壓力計310的底面與第一模型板410或第二模型板420接觸，用于測試基坑400的兩個模型板上所受的主動土壓力和被動土壓力，并且可以對該兩模型板所受的土壓力進行對比，從而分析總結(jié)臨河基坑或臨近地下構(gòu)筑物基坑圍護墻上的土壓力分布問題；孔隙水壓力計320埋設(shè)于基坑400、第一河流模型槽500與第二河流模型槽600的土體260內(nèi)，用于測試基坑400開挖施工與臨河水位變化條件下的孔隙水壓力分布；第一應(yīng)變片330分別沿垂直于底板250的方向均勻貼在第一模型板410兩側(cè)的對應(yīng)表面處以及第二模型板420兩側(cè)的對應(yīng)表面處，用于計算兩塊模型板的位移和彎矩變化情況；位移計340埋設(shè)于基坑400外的模型箱體200的土體260表面，用于檢測基坑400施工過程中墻體變形和坑外土體260的沉降情況，預(yù)測工程施工對周圍建筑物、道路等的環(huán)境影響。

較佳的，為了減少土體260填筑和開挖過程對百分表350和量力環(huán)360的影響，可以在百分表350和量力環(huán)360的外部套設(shè)隔離盒，以防止百分表350和量力環(huán)360與土體260直接接觸。

為便于動態(tài)采集并記錄模型箱體200的狀態(tài)，直觀準(zhǔn)確地獲得該基坑400開挖施工的變形及其對坑底樁基440的回彈影響情況，本發(fā)明實施例在模型箱體200外部還設(shè)有拍照設(shè)備800，以動態(tài)采集基坑400的模型板位移、坑底隆起回彈、樁基440的回彈和傾斜、基坑400的滑移破壞和臨近河流的穩(wěn)定性等情況。優(yōu)選的，拍照設(shè)備800選用高清拍攝相機，并位于第三側(cè)板230的正前方1.5m處，距離底板250的垂直距離也為1.5m。

上述的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置100，其測試過程如下：

制作基坑400并鋪設(shè)模型箱體200、第一河流模型槽500與第二河流模型槽600內(nèi)的土體260。當(dāng)土體260填至基坑400的模型板的標(biāo)高時，安裝第一模型板410與第二模型板420并分別布置土壓力計310、孔隙水壓力計320、第一應(yīng)變片330及位移計340。安裝樁基440與測量支架450并分別布置百分表350、量力環(huán)360和第二應(yīng)變片370，將所有傳感器300外接于相應(yīng)的測試端口。向積水箱700中添加不同水位，使積水箱700與第一河流模型槽500及第二河流模型槽600形成水流通路；分層固結(jié)每層土體260并測定土體260的相應(yīng)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。當(dāng)土體260固結(jié)完成后，進行基坑400的開挖施工模擬，其工序為：開挖第一層土體260、加設(shè)第一根支撐件430、開挖第二層土體260、加設(shè)第二根支撐件430，依次往下直至挖至坑底。按河流不同水位升降及歷時特性，測定基坑400在開挖施工過程中的位移、土壓力、孔壓變化以及土體260沉降、坑內(nèi)隆起、樁基440回彈、樁基440傾斜與應(yīng)變以及河流邊坡穩(wěn)定性破壞等情況。試驗過程中保持高清攝像機處于連續(xù)工作狀態(tài)，動態(tài)采集模型變形圖片。

上述的一種臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置100，能較方便的形成臨河深基坑地質(zhì)與水力條件，直觀模擬臨河深大基坑開挖施工變形與穩(wěn)定破壞性狀以及基坑施工對樁基回彈上拔的影響，并可以設(shè)置不同土層、周圍建筑物環(huán)境與水位反復(fù)升降條件，進行相關(guān)的設(shè)計、施工方案評估與穩(wěn)定性破壞條件的預(yù)測分析，測試效果直觀、準(zhǔn)確。

綜上所述，上述的臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置100，其在模型箱體200內(nèi)分別用三塊隔板隔設(shè)出了第一河流模型槽500、第二河流模型槽600與積水箱700，積水箱700設(shè)置有進水管710與水流控制閥720，能夠隨時控制積水箱700中的積水。為使積水箱700中的水能流入河流模型槽與模型箱體200中，三塊隔板表面均開設(shè)有通水孔540；為配合河流模型槽中的水體可形成不同水位，兩個河流模型槽均設(shè)有泄水孔及孔塞。試驗過程中，若需高水位，則可用孔塞堵住泄水孔，使積水箱700中的水流入河流模型槽中，達到相應(yīng)水位后關(guān)閉水流控制閥720；若需低水位，則可打開孔塞，使河流模型槽中的水通過泄水孔流出，低至所需水位時將孔塞堵住泄水孔即可?；?00由兩個模型板代替實際的基坑支護墻，模型板之間設(shè)有代替實際基坑支撐的支撐件430，從而實現(xiàn)對實際基坑的模擬。基坑400內(nèi)設(shè)有多根樁基440，樁基440連接有可豎直伸縮的測量支架450，基坑400與模型箱體200內(nèi)由土體260進行鋪設(shè)并在基坑400、樁基440和土體260安置有不同的傳感器300，以對不同條件下基坑400和樁基440所產(chǎn)生的各種變化進行測試，得到具體直觀的物理力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)?；?00到第四側(cè)板240與第二河流模型槽600的距離不等，第一模型板410的遠(yuǎn)離第二模型板420的一側(cè)的土體260的土方量大于間隙內(nèi)的土體260的土方量，由于第二隔板520可左右移動，從而形成基坑400左右兩邊的土壓力為非對稱荷載，模擬出基坑400緊鄰河流的情況。積水箱700貼設(shè)有刻度尺以及時了解并調(diào)節(jié)其水位情況，模型箱體200外部于第三側(cè)板230的正前方安置有拍照設(shè)備800，動態(tài)采集模型變形的圖片。因此，本發(fā)明實施例的一種臨河基坑施工對樁基影響的測試裝置100可模擬形成深基坑與臨近河流水力與地質(zhì)條件，預(yù)測多面臨河深大基坑施工坑底隆起回彈與樁基承載影響，且其結(jié)構(gòu)簡單、功能易行，測試效果直觀、準(zhǔn)確，具有較高的經(jīng)濟性與可重復(fù)性。

以上所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。