[发明专利]一种桩侧注浆间隙时间作用于浆液体形态的模拟方法

说明书

本发明公开一种桩侧注浆间隙时间作用于浆液体形态的模拟方法，包括：步骤1：组装包括腔体、模型桩等相关部件；步骤2：将获得的第n+1层的试验土样装满腔体，腔体内装满试验土样后，在开口处盖上顶板；步骤3：计算出各层土样的有效土体重度；步骤4：计算荷载Q，按计算出来的荷载Q向顶板施加作用力，并以从上方垂直于顶板的方向施加所述作用力，作用力通过顶板而作用到试验土样上；步骤5：按预设注浆压力P向模型桩内注入浆液，浆液再通过注入口注入至所述试验土样内，经过预设的间隔时间后，关闭所述注浆泵，得到试验数据。本发明能够有效模拟出间隔时间作用于浆液凝固形态，从而得到表征间隔时间与浆液凝固形态之间的关系的试验数据。

技术领域

本发明涉及浆液体形态模拟技术领域，具体是一种桩侧注浆间隙时间作用于浆液体形态的模拟方法。

背景技术

灌注桩桩侧后注浆施工的隐蔽性和地质条件复杂性，使得注浆人员无法实施掌握浆液在桩侧周围的形态情况，从而导致现场注浆的最终结果往往无法达到预期效果。其中，水泥浆以类似树枝分叉的方式进入桩周土，包括冒浆或四周串浆的方式进入桩周土，从而无法在桩周土附近形成注浆加固体，进而导致后注浆工艺未能充分发挥改善桩侧泥皮及桩周土体应力松弛现象，提升桩基承载力及减小沉降，无法达到预期效果。这主要是因为在持续注浆过程中，浆液未能有效凝固，使得浆液持续不断往外扩散，若能设定有效的间歇时间，等待先注浆部分凝固，可以大大提升注浆浆液体的形成效果。但针对这一缺陷，现有技术往往是根据注浆人员仅凭工作经验来把握间隙时间，也即是经验值，例如一些规范给出了间隙时间宜为30min-60min(分钟)，并且是针对所有地区给出的时间建议。因此，希望可以模拟出间隙时间对浆液凝固的具体作用，得到不同间隙时间与浆液凝固之间的关系，从而无法准确做出针对不同的深度、不同土层进行不同间隙时间的注浆，以便于能够待上一次注浆有效凝固后再进行注浆。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种桩侧注浆间隙时间作用于浆液体形态的模拟方法，其能够解决背景技术描述的技术问题。

实现本发明的目的的技术方案为：一种桩侧注浆间隙时间作用于浆液体形态的模拟方法，包括如下步骤：

步骤1：组装顶部带有开口的腔体，腔体内固定安装有圆柱体的模型桩，模型桩用于模拟实际桩体，模型桩的侧壁上设置有注入口，模型桩与注浆泵连通连接；

步骤2：获得目标工程场地的按深度方向的第n+1层的试验土样，n≥1，将获得的试验土样装满所述腔体，使得试验土样的上表面与腔体的开口齐平，腔体内装满试验土样后，在开口处盖上顶板，顶板贴合在试验土样的上表面；

步骤3：计算出所述试验土样以上n层土样的各层土样的天然密度，基于天然密度得到各层土样的土体重度，其中，对于位于地下水位以下的各层土样，根据当前层土样的土体重度减去水的重度得到当前层土样的有效土体重度，从而能够得到位于地下水位以下的各层土样的有效土体重度；

步骤4：按公式①计算荷载Q，按计算出来的荷载Q向顶板施加作用力，并以从上方垂直于顶板的方向施加所述作用力，作用力通过顶板而作用到试验土样上，公式①如下：

式中，A_s为所述腔体开口面积，γ_i′表示第i层土样的有效土体重度，γ_i′＝γ_i-γ_ω，γ_ω表示水的重度，γ_i表示第i层土样的重度，γ_i＝ρ_ig，ρ_i表示第i层土样的天然密度，g表示重力加速度，h_i表示第i层土样的厚度，γ_n+1′表示试验土样的有效土体重度，h_n+1表示试验土样的厚度；

步骤5：注浆泵按预设注浆压力P向模型桩内注入浆液，浆液再通过注入口注入至所述试验土样内，经过预设的间隔时间后，关闭所述注浆泵，停止向模型桩注入浆液，