本發(fā)明涉及工程樁基靜載試驗設備領域，具體涉及一種土工箱模型樁垂直度控制與樁身土密實裝置。

背景技術：

模擬靜力壓樁試驗是在綜合土工箱的巖土箱內(nèi)裝滿泥土，通過加載裝置將模型樁壓入泥土中，通過采集分析壓樁過程的載荷及試樁樁身的應變等數(shù)據(jù)，分析樁體的受力狀態(tài)。模型樁埋置是否垂直，填土是否密實對測試數(shù)據(jù)準確性采集十分重要，有一種異形模型樁是在圓柱樁體的圓柱面上設有多排豎向根鍵，根鍵垂直于圓柱面，由于根鍵的阻擋，更難控制模型樁的垂直度，多次試驗加載后均有2-3度的傾斜，垂直度影響試驗位移量偏差約10mm左右；同時根鍵的存在影響了填土的效率，樁基周圍根鍵位置的土需手工一點點的壓實，60cm高的巖土箱3人需耗費8小時左右的時間填實，而且由于手工壓實無法量化，密實程度不一致，導致檢測數(shù)據(jù)也存在誤差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種土工箱模型樁垂直度控制和樁身土密實裝置，既保證了模型樁的垂直度，又可快捷填壓樁身土，密實程度一致，提高壓樁試驗數(shù)據(jù)的準確性，提高填土工作效率。

本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種土工箱模型樁垂直度控制與樁身土密實裝置，包括置于巖土箱內(nèi)的模型樁和巖土箱上方垂直下行的連接加載頭的伸縮桿，模型樁是在圓柱樁基的圓柱面上設有多排豎向根鍵，根鍵垂直于圓柱面，所述伸縮桿連接下方定位桿頂座，定位桿頂座底部設有垂直向下的至少三根定位桿，每根定位桿穿插在兩排根鍵間隙間，且定位桿貼在樁基的圓柱面上；定位桿底端連接扇形壓片，多片壓片合拼成圍樁基圓柱面的環(huán)形，壓片貼在根鍵下表面。

本發(fā)明進一步改進方案是，所述定位桿頂座是圓盤件底壁以中心向四周開設滑道，兩兩滑道之間夾角以水平面360度平分，滑道內(nèi)設有滑行鎖固塊，定位桿頂端固定連接在鎖固塊上。均分設立的定位桿下壓時力度均勻，更保證模型樁的垂直度，與壓土密實程度一致，且可根據(jù)不同圓柱樁基的直徑進行調(diào)整定位，實現(xiàn)一臺裝置的普適性。

本發(fā)明又進一步改進方案是，所述定位桿頂座是以中心塊向四周延伸頂座桿，兩兩頂座桿之間夾角以水平面360度平分，每根頂座桿下表面設有滑道，滑道內(nèi)設有滑行鎖固塊，定位桿頂端固定連接在鎖固塊上。

本發(fā)明更進一步改進方案是，所述滑道兩壁設有凸凹的波浪槽，滑行鎖固塊由滑塊和鎖固片組成，滑塊兩側卡在波浪槽上，鎖固片呈u型，兩凸邊伸在滑塊兩側，鎖固片上表面設有鎖塊，滑塊尾端延伸兩根卡鎖條，鎖塊卡在兩根卡鎖條之間滑行，兩根卡鎖條之間的間隙由滑塊端向另一端逐漸變窄，卡鎖條尾部外側邊設有凸塊，凸塊與波浪槽凹部卡合。調(diào)整滑行中由于卡鎖條尾端寬度小于滑道寬度，因此滑塊帶動定位桿自由移動，當調(diào)整到位時，將鎖固片向遠離滑塊端拉動，鎖固片底部的鎖塊逐漸撐開卡鎖條，直至卡鎖條尾部的凸塊卡在波浪槽凹部，即鎖緊滑塊不再移動。

本發(fā)明更進一步改進方案是，所述卡鎖條末端內(nèi)側設有限位塊，限位塊間隙寬度小于鎖塊寬度。限位塊防止了鎖塊滑出兩卡鎖條之外。

本發(fā)明更進一步改進方案是，定位桿底部設有卡槽，壓片卡插固定在卡槽內(nèi)。因為根鍵是一層一層的，壓實下層根鍵底部的土后，需拆下壓片提升定位桿，卡接連接結構更加方便操作。

本發(fā)明更進一步改進方案是，所述壓片半徑大于等于根鍵長度。每次壓片下壓一次填好根鍵下方的土。

本發(fā)明更進一步改進方案是，所述定位桿頂座中心上的凸柱設有內(nèi)螺紋，伸縮桿末端設有外螺紋，定位桿頂座與伸縮桿螺紋連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下明顯優(yōu)點：

一、以往模型樁多是人用手扶持，目測其垂直度，在填土中不斷調(diào)整，因此加載試驗后一般均有2-3度的傾斜，垂直度影響試驗位移量偏差約10mm左右，直接影響了測試數(shù)據(jù)的準確性，而本發(fā)明定位桿夾持定位樁基，使其始終處于垂直狀態(tài)，多次加載試驗后均無傾斜發(fā)生，保證了模型樁的垂直度。

二、本發(fā)明模型樁由于根鍵的阻擋，手工壓實填土，無法量化，密實程度不一致，導致檢測數(shù)據(jù)也存在誤差。而且根鍵的存在影響了填土的效率，以60cm高的巖土箱為例，3人需耗費8小時左右填實。而本發(fā)明壓實土層可控制伸縮桿進程實現(xiàn)量化，密實程度一致，保證試驗的準確性，且1人1.5小時左右即可填實，大幅提升工作效率。

附圖說明

圖1為實施例1正視圖。

圖2為實施例1未安裝壓片的仰視圖。

圖3為圖1的a點放大剖視圖。

圖4為實施例2的俯視圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1至圖3所示，本發(fā)明包括置于巖土箱1內(nèi)的模型樁2和巖土箱上方垂直下行的連接加載頭的伸縮桿3，模型樁2是在圓柱樁基21的圓柱面上設有多排豎向根鍵22，根鍵垂直于圓柱面，所述伸縮桿3連接下方定位桿頂座4，所述定位桿頂座4是圓盤件41底壁以中心向四周開設滑道42，兩兩滑道42之間夾角以水平面360度平分，滑道42內(nèi)設有滑行鎖固塊43，鎖固塊43底壁設有垂直向下的四根定位桿5，每根定位桿5穿插在兩排根鍵22間隙間，且定位桿5貼在樁基21的圓柱面上；定位桿5底端連接扇形壓片6，多片壓片6合拼成圍樁基圓柱面的環(huán)形，壓片6貼在根鍵22下表面。

所述滑道42兩壁設有凸凹的波浪槽421，鎖固塊43由滑塊431和鎖固片432組成，滑塊431兩側卡在波浪槽421上，鎖固片432呈u型，兩凸邊伸在滑塊431兩側，鎖固片432上表面設有鎖塊433，滑塊431尾端延伸兩根卡鎖條434，鎖塊433卡在兩根卡鎖條434之間滑行，兩根卡鎖條434之間的間隙由滑塊端向另一端逐漸變窄，卡鎖條434尾部外側邊設有凸塊435，凸塊435與波浪槽421凹部卡合；卡鎖條末端內(nèi)側設有限位塊，限位塊間隙寬度小于鎖塊寬度。

定位桿5底部設有卡槽，壓片6卡插固定在卡槽內(nèi)。所述壓片6半徑大于等于根鍵22長度。

為了便于換裝加載頭與定位桿頂座，實現(xiàn)原有設備部件的充分利用率，所述定位桿頂座4中心上的凸柱45設有內(nèi)螺紋，伸縮桿3末端設有外螺紋，定位桿頂座4與伸縮桿3螺紋連接。

工作過程，定位桿頂座固定在伸縮桿上，四根定位桿從四個方位穿插在兩兩排根鍵之間并貼合在樁基上，起到垂直夾持定位模型樁的作用。定位桿底端伸到最底層根鍵下方，在定位桿底端安裝上壓片，組成圍樁基的環(huán)形，在最底層根鍵下方填土，伸縮桿帶動定位桿、壓片下壓，密實土層，完成后，拆下壓片將定位桿向上提起，使其底端至上一層根鍵下方，再裝上壓力，重復填土，如此重復直至模型樁填土全部完成。

多次試驗加載后模型樁均無傾斜發(fā)生，保證了模型樁的垂直度；同時填土工作效率大幅提升。

實施例2

如圖4所示，所述定位桿頂座4是以中心塊向四周延伸三根頂座桿44，兩兩頂座桿44之間夾角以水平面360度平分（即兩頂座桿之間是120度），每根頂座桿44下表面設有滑道42，滑道42內(nèi)設有滑行鎖固塊43，定位桿5頂端固定連接在鎖固塊43上。其余結構如實施例1。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種土工箱模型樁垂直度控制與樁身土密實裝置，包括置于巖土箱內(nèi)的模型樁和巖土箱上方垂直下行的連接加載頭的伸縮桿，模型樁是在圓柱樁基的圓柱面上設有多排豎向根鍵，根鍵垂直于圓柱面，所述伸縮桿連接下方定位桿頂座，定位桿頂座底部設有垂直向下的至少三根定位桿，每根定位桿穿插在兩排根鍵間隙間，且定位桿貼在樁基的圓柱面上；定位桿底端連接扇形壓片，多片壓片合拼成圍樁基圓柱面的環(huán)形，壓片貼在根鍵下表面。本發(fā)明既保證了模型樁的垂直度，又可快捷填壓樁身土，密實程度一致，提高壓樁試驗數(shù)據(jù)的準確性，提高填土工作效率。

技術研發(fā)人員：龔成中;崔金鵬;何春林;韓忠俠;朱凱;朱博文
受保護的技術使用者：淮陰工學院
技術研發(fā)日：2017.03.16
技術公布日：2017.07.14