一种新型室内试验布桩装置的制作方法

本发明涉及一种新型室内试验布桩装置，属于建筑工程土建施工中桩基础技术领域。

背景技术：

随着国内土木工程的大力发展，与各种实际工程相结合的实验课题层出不穷，要布置各种各样的结构模型，才能判断结构的各种力学性能，完成工程实际的需要。桩基是建筑工程中的一项重要的基础性结构，桩基础施工技术是建筑工程质量和安全保障的重要部分，桩基础的施工技术的对建筑工程的整体质量有着最直接的影响。由此可见，深入研究建筑工程土建施工中桩基础在地基承载力的改善，结构稳定性的改善中具有非常重大的意义。室内模型试验具有可操作性强，可重复性高，试验成本低，场地土体可控等优点被广泛应用，旨在得出一些定性和定量的规律用于指导实际施工。

模型桩作为建筑物支撑结构或者土体加固形式包括承台和桩身两部分，在模型试验中往往需要预先埋置在模型箱内，然后进行地基土生成以进行后续试验。目前，实现室内模型试验中带桩的复杂结构体系时，如何在室内模型箱结构内实现桩体的有效和准确定位成为试验的重点和难点问题。在目前的实际实验中布置并固定桩身是带桩的室内试验中相对较困难的步骤，在进行地基土填筑时，合理的固定桩体位置，保证桩体初始位置平衡十分困难，同时也会占用较多的操作时间，因还没有相关的装置，主要是人工进行室内模型试验布桩，其存在如下弊端：1)、实验中桩的位置布置存在较大的误差，布桩位置不准确又容易被碰撞导致影响实验步骤的进行；2)、实验中由于布桩有先后顺序，所以存在之前的桩，已经布置好又被后来布置桩的过程影响到；3)、手工布置桩体不能同时布置多根桩，同时严重影响了实验的效率与实验的准确率；4)、实验中可能会用到砂土，而1g模型试验中砂土的自稳性能较低，如果对桩体不进行固定容易导致桩体下沉。因此，植桩过程作为室内模型实验中较为难操作的步骤，发明一种可操作性强，结构形式简单的室内试验布桩装置尤为重要。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种新型室内试验布桩装置，通过使用此装置可以加快实验进程，提高桩体定位的准确性，使操作更为方便快捷，提高了工作效率且使实验更加精确，在布桩的同时不影响初始地应力，实现桩体与地基土体同时生成。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种新型室内试验布桩装置，其包括桩箱体和布桩装置，所述布桩装置水平固定在桩箱体的上端，其中，布桩装置包括框架杆件和多个可移动杆件，框架杆件可伸缩地固定在桩箱体的内壁上，所述可移动杆件交错固定在框架杆件上，多个可移动杆件形成一个网格结构。

在一个优选的实施方案中，所述框架杆件包括两根可伸缩杆件和两根短杆件，两个所述短杆件固定在两根可伸缩杆件之间，所述可伸缩杆件由主杆和可分别伸缩进主杆两端的伸缩杆构成，主杆内部设有弹簧，将伸缩杆弹出两端，使可伸缩杆件伸长。

在一个优选的实施方案中，所述伸缩杆伸出主杆的另一端设有吸盘或垫片，所述吸盘或垫片固定吸附在所述桩箱体内壁上将布桩装置固定在桩箱体内。

在一个优选的实施方案中，所述伸缩杆上设有标尺。

在一个优选的实施方案中，所述框架杆件和可移动杆件的局部设有标尺。

在一个优选的实施方案中，所述可移动杆件表面设置有毡垫。

在一个优选的实施方案中，所述框架杆件设有轨道槽，可移动杆件的端部有凸起插入到轨道槽进行固定。

在一个优选的实施方案中，所述框架杆件与可移动杆件的连接处采用螺丝固定。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供的新型室内试验布桩装置，能准确布置桩体，又能对桩体进行固定的同时，还能同时进行多根桩体布置，装置的部分组件相对比较灵活，除去布置桩体的功能外，还能对其它在桩箱内需要进行固定的工具进行固定，同时还能测量相关的尺寸数据，在一定程度上对实验起到了很大的优化作用，也提高了实验的效率和准确率。

本发明装置可以根据不同尺寸的桩箱，进行伸缩变换，适用不同尺寸的桩箱，同时也能适应不同尺寸或桩体截面形状的模型桩或者其它工具与结构体，是一种实验中较方便的固定装置。

本发明可实现室内模型实验中固定模型桩的位置，辅助模型桩植入，能够准确地将桩体布置到规定的准确位置，同时能将多根桩体同时布置，适用于不同桩身直径和桩体截面形状的模型桩植桩试验。

本发明在一定程度上保证了布桩位置的准确性，同时保证能够同时进行多根桩的操作，又起到了临时固定桩身的作用，节省了实验时间，提高了实验精度。

附图说明

图1为室内试验布桩装置结构示意图；

图2为布桩装置的结构示意图；

图3为框架杆件的结构示意图；

图4为吸盘的结构示意图，其中，图4-1为主视图，图4-2为纵剖面图；

图5为短杆件的局部示意图；

图6为垫片的结构示意图，其中，图6-1为主视图，图6-2为纵剖面图；

图7为伸缩杆的局部结构示意图；

图8为桩体放置的结构示意图，其中，图8-1为俯视图，图8-2为侧面图；

图9为杆件折叠的结构示意图。

【附图标记说明】

1：桩箱体；

2：布桩装置；

3：桩体；

4：框架杆件；

5：可移动杆件；

6：短杆件；

7：主杆；

8：伸缩杆；

9：吸盘；

10：垫片。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

实验中如果没有对布置的桩体进行固定，容易导致位置存在较大的误差，桩体在实验中容易受到碰撞发生位置偏移，而且不能同时布置多根桩体，针对这种情况急需要提供一种能够把桩体进行固定又能准确布置桩的位置，还可以同时布置多根桩体的装置；发明了一种新型室内试验布桩装置，如图1所示，其包括桩箱体1和布桩装置2，布桩装置2水平固定在桩箱体1的上端，桩体3可竖直固定布桩装置2中间，其中，布桩装置2由框架杆件4和多个可移动杆件5组成，如图2所示，多个可移动杆件5交错固定在框架杆件4上，多个可移动杆件形成一个网格结构。框架杆件由两根可伸缩杆件4中间固定两根短杆件6构成，如图3所示，可伸缩杆件4由主杆7和两根伸缩杆8构成，主杆7的两端为中空的，两个伸缩杆8分别套接在主杆7的两端，可实现设有可伸长或缩短，在主杆7内设有弹簧，可将伸缩杆8支撑在主杆的两端，两个伸缩杆8向主杆外侧的一端设有吸盘9。吸盘9如图4-1和4-2所示，吸盘9可吸附在桩箱体1内壁上，将框架杆件固定。多个可移动杆件的表面附有毡垫，能将桩体本身夹持住，起到固定桩体本身的作用。由于框架杆件4是由带轨道槽的金属合金制作，可移动杆件5的端部设有凸起，直接插到轨道槽内部进行固定，进一步地，每个可移动杆件4与可移动杆件5的连接处可由螺丝固定。如图5所示，为了能够明确可移动杆件之间的距离，在框架杆件4和可移动杆件5的局部设有标尺。

本装置的使用方法如下：

1、主体可伸缩的布桩装置用于固定在桩箱体内部，通过可伸缩杆件的伸缩可调节装置在箱体内的固定位置。

2、可伸缩杆件的端头吸盘或垫片用于连接装置与桩箱体内壁，可制作成吸附式或者通过施加力产生摩擦力与桩箱体内壁进行接触。

3、布桩装置的可移动杆件两两组合(桩数量少时，可用多根杆进行加固)用于夹持桩身，通过移动可移动杆件的位置调节桩身在箱内的埋置深度，通过调节夹持桩身的位置调节桩体在箱内土体的埋入深度，调节可移动杆件处于轨道槽位置内可通过螺栓调节松紧进行固定。

实施例2

本实施例与实施例1结构基本相同，不同之处在于，伸缩杆8一端的吸盘可替换为垫片10，其结构如图6-1和6-2所示。如图7所示，伸缩杆8的局部带标尺，以方便更精确地确定桩体植入试验箱的位置以及距离桩箱侧壁的距离。

使用时是将桩体放置在布桩装置2的内部，如图8所示，其中，图8-1为俯视图和图8-2侧面图。装置在不方便支撑试验箱侧壁的时候，可以将可伸缩杆件进行折叠，如图9所示，直接放置到试验箱土体表面充当装置支脚。

本发明的装置的框架杆件和可移动杆件带有标尺，使得布桩位置确定更加准确；由可移动杆件进行对已布置桩体进行固定防止受其它影响；本装置含有多根可移动杆件可对多根桩体进行布置，提高了实验的效率与实验的准确率，可移动杆件表面设置有毡垫可对桩体进行加持防止桩体下沉。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。