[发明专利]一种模拟水泥土搅拌桩现场成桩施工的试验装置

说明书

一种模拟水泥土搅拌桩现场成桩施工的试验装置，包括：成桩模型箱；搅拌系统，包括动力头、钻杆和多个钻头，动力头与钻杆的顶端连接，用于驱动钻杆旋转，钻杆为中空结构，多个钻头可选择的被可拆卸连接于钻杆底端，各钻头上可拆卸安装有若干倾角可调的搅拌叶片；行走系统，与动力头连接，用于带动动力头在空间上移动；注浆系统，通过第一输浆管与钻杆连接；数据采集系统，用于对搅拌系统、注浆系统和行走系统的试验数据进行采集；控制系统，分别与搅拌系统、行走系统、注浆系统和数据采集系统连接。本发明实现对水泥土搅拌桩现场成桩施工过程的模拟，解决了室内水泥土配合比试验与实际施工工艺存在严重偏离、室内试验结果指导性不强的难题。

技术领域

本发明属于试验设备技术领域，尤其涉及一种模拟水泥土搅拌桩现场成桩施工的试验装置。

背景技术

水泥土搅拌桩是地基处理的一种方式，它利用水泥作为固化剂，通过特殊的搅拌机械，在地基深处通过喷浆的方式把固化剂与周围土体相掺和，然后产生物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优良质地基。水泥土搅拌桩在正式施工之前需要进行室内配合比试验及现场工艺试验，以确定搅拌桩满足设计强度要求的施工配合比。由于现有室内配合比试验是在水泥浆液与土体充分搅拌情况下进行的强度配合比试验，其搅拌均匀性往往与现场实际搅拌状况存在较大差异，导致水泥土室内配合比与现场施工不符，还需大量的现场工艺试验来进一步确定搅拌桩现场施工配合比及施工工艺参数，从而使得水泥土室内试验结论对现场施工的指导意义不大，同时也会造成大量人力、物力的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟水泥土搅拌桩现场成桩施工的试验装置，实现对水泥土搅拌桩现场成桩施工过程的模拟，解决了室内水泥土配合比试验与实际施工工艺存在严重偏离、室内试验结果指导性不强的难题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种模拟水泥土搅拌桩现场成桩施工的试验装置，包括：

成桩模型箱；

搅拌系统，包括动力头、钻杆和多个钻头，动力头与钻杆的顶端连接，用于驱动钻杆旋转，钻杆为中空结构，多个钻头可选择的被可拆卸连接于钻杆底端，各钻头上可拆卸安装有若干倾角可调的搅拌叶片；

行走系统，与动力头连接，用于带动动力头在空间上移动；

注浆系统，通过第一输浆管与钻杆连接；

数据采集系统，用于对搅拌系统、注浆系统和行走系统的试验数据进行采集；

控制系统，分别与搅拌系统、行走系统、注浆系统和数据采集系统连接。

进一步地，钻头上开设有与搅拌叶片数量相同的安装槽，安装槽内设有一对螺纹孔，搅拌叶片上设有基座，基座上对称分布在搅拌叶片两侧的弧形长条孔，弧形长条孔与螺纹孔相对应，基座通过螺栓穿过弧形长条孔后与相应的螺纹孔螺接而安装于安装槽内。

进一步地，基座在弧形长条孔外侧的位置上沿弧形长条孔周向开设有一圈弧形槽，弧形槽的开口朝向搅拌叶片。

进一步地，基座朝向搅拌叶片的一面为圆弧曲面。

进一步地，注浆系统包括储水容器、储浆容器和水泵，水泵的进水口分别通过第二输浆管与储水容器和储浆容器连接，其出水口与第一输浆管连接，第二输浆管上设有阀门，控制系统与水泵和阀门连接。

进一步地，行走系统包括两条间隔设置的纵向导轨、两条分别滑动设置在两条纵向导轨上的竖向导轨、两端分别滑动设置在两条竖向导轨上的横向导轨和用于驱动横向导轨沿竖向导轨上下移动的驱动机构，驱动机构与控制系统连接，动力头滑动设置在横向导轨上。

进一步地，数据采集系统包括流量计、电流表和激光测距仪，流量计设置在水泵上，用于测量喷浆量，电流表与动力头连接，用于测量动力头的电流值，激光测距仪设置在任一竖向导轨的顶端，用于测量其与横向导轨之间的距离。