本發(fā)明涉及地質(zhì)勘測領(lǐng)域，具體涉及一種碎石樁滲透系數(shù)測量裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在軟黏土地基中采用設(shè)置密實(shí)的碎石樁，既可以利用密實(shí)樁體和擠密作用提高地基承載力，又可以利用振沖碎石樁良好的排水性能，加速地基土排水固結(jié)，改善地基變形能力、減少沉降和不均勻沉降的目的。目前振沖碎石樁技術(shù)在地基處理領(lǐng)域中得到了越來越廣的應(yīng)用，但隨著加固的深度越來越深，復(fù)合地基質(zhì)量檢驗(yàn)和加固效果評價(jià)都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。碎石樁的滲透系數(shù)是評價(jià)復(fù)合地基質(zhì)量和地基加固效果的一項(xiàng)重要指標(biāo)參數(shù)。因此，設(shè)計(jì)一種能夠較為準(zhǔn)確獲取碎石樁滲透系數(shù)的現(xiàn)場試驗(yàn)方法至關(guān)重要。

2、目前土體的滲透系數(shù)試驗(yàn)常用方法有現(xiàn)場鉆孔內(nèi)抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)和室內(nèi)滲透試驗(yàn)，主要針對滲透系數(shù)差異小的天然土體或試驗(yàn)樣本。振沖碎石樁復(fù)合軟黏土地基的土體處于飽和狀態(tài)，碎石樁滲透系數(shù)一般在10-2～10-3數(shù)量級，樁間軟黏土滲透系數(shù)一般在10-5～10-6數(shù)量級，滲透系數(shù)相差在2～4個(gè)數(shù)量級，因此目前常用的現(xiàn)場鉆孔內(nèi)抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)和室內(nèi)滲透試驗(yàn)均不適用于測量碎石樁的滲透系數(shù)，無法準(zhǔn)確獲取碎石樁的滲透系數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請通過提供一種碎石樁滲透系數(shù)測量裝置及方法，以解決目前土體的滲透系數(shù)試驗(yàn)常用方法不適用于測量碎石樁的滲透系數(shù)，無法準(zhǔn)確獲取碎石樁的滲透系數(shù)的技術(shù)問題。

2、為達(dá)到上述目的，本申請采用如下技術(shù)方案。

3、一方面，提供一種碎石樁滲透系數(shù)測量裝置，包括豎向設(shè)于軟黏土層內(nèi)的試驗(yàn)碎石樁，所述軟黏土層上方鋪設(shè)有施工平臺回填土層；還包括第一管道和第二管道；所述第一管道從上至下貫穿施工平臺回填土層并插入試驗(yàn)碎石樁的頂部，第一管道的頂端設(shè)有第一管口，第一管口高于所述施工平臺回填土層頂面，所述第一管道上低于第一管口且高于施工平臺回填土層的頂面的位置開設(shè)有溢流孔；所述第二管道斜向貫穿所述試驗(yàn)碎石樁，第二管道的頂端設(shè)有第二管口，第二管口不低于所述施工平臺回填土層頂面。

4、在一些實(shí)施例中，第二管道的傾角α的取值范圍為60°≤α≤80°。

5、在一些實(shí)施例中，第一管道的下端插入至試驗(yàn)碎石樁內(nèi)0.1～0.2m。

6、在一些實(shí)施例中，軟黏土層內(nèi)豎向設(shè)有多個(gè)碎石樁，所述試驗(yàn)碎石樁為多個(gè)碎石樁中的其中一個(gè)。

7、另一方面，提供一種利用上述的碎石樁滲透系數(shù)測量裝置測量滲透系數(shù)的方法，包括如下步驟：

8、抽干第二管道內(nèi)的水，同時(shí)向第一管道內(nèi)注水，直至第一管道內(nèi)的水位上升至溢流口處且保持不變；

9、獲取第二管道內(nèi)水位在各采樣時(shí)刻的值；

10、根據(jù)如下公式計(jì)算試驗(yàn)碎石樁的測滲透系數(shù)k：

11、

12、式中，k為試驗(yàn)碎石樁的滲透系數(shù)，h1、h2分別為第二管道穿入、穿出試驗(yàn)碎石樁的位置與第二管口之間的距離；t1、t2分別為第一采樣時(shí)刻、第二采樣時(shí)刻；s1為t1時(shí)刻第二管道內(nèi)水位至第二管口的距離，s2為t2時(shí)刻第二管道內(nèi)水位至第二管口的距離；z1為第二管道的長度，z2、z3分別為第一管口、溢流口至施工平臺回填土層頂面的高度；φ為第二管道的直徑；d為試驗(yàn)碎石樁的直徑；d為第二管口與第一管口之間的水平距離；α為第二管道的傾角。

13、在一些實(shí)施例中，抽干第二管道內(nèi)的水，同時(shí)向第一管道內(nèi)注水的步驟包括：

14、用塞子堵在第二管道內(nèi)穿入試驗(yàn)碎石樁的位置；

15、將第二管道內(nèi)的水抽干；

16、向第一管道內(nèi)注水，當(dāng)溢流口開始均勻返水時(shí)拔掉所述塞子。

17、本申請至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：本申請可以有效測量碎石樁滲透系數(shù)，評估振沖碎石樁地基處理效果。其次，本申請還具有方便實(shí)施、測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和經(jīng)濟(jì)性好等技術(shù)優(yōu)勢。

技術(shù)特征：

1.一種碎石樁滲透系數(shù)測量裝置，包括豎向設(shè)于軟黏土層內(nèi)的試驗(yàn)碎石樁，所述軟黏土層上方鋪設(shè)有施工平臺回填土層；其特征在于：還包括第一管道和第二管道；所述第一管道從上至下貫穿施工平臺回填土層并插入試驗(yàn)碎石樁的頂部，第一管道的頂端設(shè)有第一管口，第一管口高于所述施工平臺回填土層頂面，所述第一管道上低于第一管口且高于施工平臺回填土層的頂面的位置開設(shè)有溢流孔；所述第二管道斜向貫穿所述試驗(yàn)碎石樁，第二管道的頂端設(shè)有第二管口，第二管口不低于所述施工平臺回填土層頂面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碎石樁滲透系數(shù)測量方法，其特征在于：所述第二管道的傾角α的取值范圍為60°≤α≤80°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碎石樁滲透系數(shù)測量方法，其特征在于：所述第一管道的下端插入至試驗(yàn)碎石樁內(nèi)0.1～0.2m。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碎石樁滲透系數(shù)測量方法，其特征在于：所述軟黏土層內(nèi)豎向設(shè)有多個(gè)碎石樁，所述試驗(yàn)碎石樁為多個(gè)碎石樁中的其中一個(gè)。

5.一種利用如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碎石樁滲透系數(shù)測量裝置測量滲透系數(shù)的方法，其特征在于，包括如下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碎石樁滲透系數(shù)測量方法，其特征在于，抽干第二管道內(nèi)的水，同時(shí)向第一管道內(nèi)注水的步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種碎石樁滲透系數(shù)測量裝置及方法，包括豎向設(shè)于軟黏土層內(nèi)的試驗(yàn)碎石樁，所述軟黏土層上方鋪設(shè)有施工平臺回填土層；還包括第一管道和第二管道；所述第一管道從上至下貫穿施工平臺回填土層并插入試驗(yàn)碎石樁的頂部，第一管道的頂端設(shè)有第一管口，第一管口高于所述施工平臺回填土層頂面，所述第一管道上低于第一管口且高于施工平臺回填土層的頂面的位置開設(shè)有溢流孔；所述第二管道斜向貫穿所述試驗(yàn)碎石樁，第二管道的頂端設(shè)有第二管口，第二管口不低于所述施工平臺回填土層頂面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以有效測量碎石樁滲透系數(shù)，評估振沖碎石樁地基處理效果。其次，本申請還具有方便實(shí)施、測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和經(jīng)濟(jì)性好等技術(shù)優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：王亮,王亞雄,李江靈,蘇東,魯鶴松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電建集團(tuán)中南勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18