CN106193139B - 一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置，属深基坑与地下工程施工对桩基的影响评估与桩基优化设计领域。该装置包括模型箱体与多个传感器，模型箱体内设置有土体及多块模型板，多块模型板之间形成基坑，基坑内设有伸入土体的桩基和至少一根支撑件，桩基远离土体的一端连接有测量支架，支撑件的两端分别抵住两块模型板，模型箱体内设置有相互连通并分别位于基坑两侧的第一河流模型槽和第二河流模型槽，多个传感器设置于土体、多块模型板、桩基和测量支架。本装置可直观模拟深基坑与临近河流水力与地质条件，预测多面临河深大基坑施工坑底隆起回弹与桩基承载影响，结构简单、功能易行，具有较高的经济性与可重复性。

Description

一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置

技术领域

本发明涉及深基坑与地下工程施工对桩基的影响评估与桩基优化设计领域，具体涉及一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置。

背景技术

近年来，随着城市建设与水利交通等行业的逐渐建设发展，产生了大量的深基坑工程，并常邻近河流与湖泊建设地下工程项目，临河开挖施工的基坑工程不可避免地受到地下水条件改变引起渗流及非对称荷载的影响，其设计施工难度更大，对周围环境的控制将更加严格。软土临河场地的深大基坑工程施工，特别是多面临河条件下地下水直接参与坑底隆起回弹作用，稍有不慎将产生地下水渗透破坏、土体滑移失稳、坑底隆起回弹、工程桩变位及卸载受拉断裂等问题，造成坑底桩基大面积倾斜或桩顶断裂破坏，影响工程的质量，造成巨大的经济损失。

深大基坑隆起回弹与坑底桩基承载性状之间存在重要的相互作用，然而目前国内外还缺乏直观实用的分析方法，理论的分析与工程计算还是将基坑稳定性与支护结构变形及坑底桩基承载性状的影响分开评估，单独计算基坑隆起回弹和桩基承载力，分析理论不符合基坑与桩基的实际受力条件，具有很大的盲目性。此外，工程建设现场试验成本高，耗时久远且试验受力状态与实际差距甚远，或限于软土及地下水条件，工程现场无法进行基坑回弹隆起及其对坑底桩回弹影响的检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置，可模拟形成深基坑与临近河流水力与地质条件，预测多面临河深大基坑施工坑底隆起回弹与桩基承载影响，其结构简单、功能易行，测试效果直观、准确，具有较高的经济性与可重复性。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置，其包括模型箱体、测量支架与多个传感器，模型箱体内设置有土体，土体设有多块模型板，多块模型板之间形成基坑，基坑内设有伸入土体的桩基，桩基的远离土体的一端连接有测量支架，测量支架可拆卸连接于模型箱体的外壁，基坑内还设置有至少一根支撑件，支撑件的两端分别抵住两块模型板，模型箱体内设置有相互连通的第一河流模型槽和第二河流模型槽，第一河流模型槽和第二河流模型槽分别设置于基坑的两侧并与基坑连通，基坑与第二河流模型槽之间具有间隙，多个传感器分布于土体、多块模型板、桩基和测量支架。

进一步地，在本发明较佳实施例中，模型箱体内设置有第一隔板，第一隔板与模型箱体的内壁围成第一河流模型槽；多块模型板包括第一模型板和第二模型板，第一模型板的一端以及第二模型板的一端均与第一隔板的远离第一河流模型槽的一侧连接，第一模型板的另一端以及第二模型板的另一端均与模型箱体的内壁连接并在第一模型板和第二模型板之间形成基坑；模型箱体内设置有第二隔板，第二隔板的两端分别与第一隔板以及模型箱体的内壁连接并在第一隔板以及模型箱体的内壁间形成第二河流模型槽，第二隔板与第二模型板间形成间隙。

进一步地，在本发明较佳实施例中，多个传感器包括设置于桩基及测量支架的用于测量桩基参数的桩基传感器，以及设置于模型板及土体的用于测量基坑参数的基坑传感器。

进一步地，在本发明较佳实施例中，测量支架包括水平支架和与水平支架活动连接的多个竖直支架，竖直支架包括活动连接的第一管件与第二管件，第一管件与水平支架活动连接，桩基传感器设置于第二管件与桩基。

进一步地，在本发明较佳实施例中，水平支架朝向竖直支架的一侧设有凹槽，第一管件滑动嵌设于凹槽中，第一管件与第二管件螺纹连接。

进一步地，在本发明较佳实施例中，第二隔板与第一隔板以及模型箱体的内壁均可拆卸连接。

进一步地，在本发明较佳实施例中，第一河流模型槽在远离第二河流模型槽的一端设有第三隔板，第三隔板、第一隔板与模型箱体的内壁之间形成积水箱，积水箱连通有进水管，进水管设置有水流控制阀，第一隔板、第二隔板和第三隔板均设置有通水孔。

进一步地，在本发明较佳实施例中，通水孔设置有过滤装置。

进一步地，在本发明较佳实施例中，过滤装置为纱布。

进一步地，在本发明较佳实施例中，第一模型板的远离第二模型板的一侧的土体的土方量大于间隙内的土体的土方量。

进一步地，在本发明较佳实施例中，第一河流模型槽设有第一泄水孔并配设有与第一泄水孔配合的第一孔塞，第二河流模型槽设有第二泄水孔并配设有与第二泄水孔配合的第二孔塞。

进一步地，在本发明较佳实施例中，测试装置还包括用于记录模型箱体状态的拍照设备。

本发明实施例的临河基坑施工对桩基影响的测试装置的有益效果是：

该临河基坑施工对桩基影响的测试装置，在模型箱体内分别设有相互连通的第一河流模型槽和第二河流模型槽，试验过程中，通过调节第一河流模型槽、第二河流模型槽中的流水使其达到试验要求的水位以模拟真实河流。本测试装置用模型板模拟实际基坑支护墙，支撑件模拟实际基坑支撑，基坑内设有桩基，基坑与模型箱体内铺设土体并安置有不同作用的传感器，以对不同条件下基坑与桩基所产生的各种变化进行测试，得到具体直观的物理力学性质数据。该测试装置可模拟形成深基坑与临近河流水力与地质条件，预测多面临河深大基坑施工坑底隆起回弹与桩基承载影响，其结构简单、功能易行，测试效果直观、准确，具有较高的经济性与可重复性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的临河基坑施工对桩基影响的测试装置的俯视图；

图2为图1中的临河基坑施工对桩基影响的测试装置沿A-A线的剖面图；

图3为本发明实施例提供的临河基坑施工对桩基影响的测试装置的正视图；

图4为本发明实施例提供的临河基坑施工对桩基影响的测试装置的第一泄水孔的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的临河基坑施工对桩基影响的测试装置的第二泄水孔的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的临河基坑施工对桩基影响的测试装置中第一橡胶孔塞和第二橡胶孔塞的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的临河基坑施工对桩基影响的测试装置中积水箱的正视图；

图8为本发明实施例提供的临河基坑施工对桩基影响的测试装置中凹槽的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的临河基坑施工对桩基影响的测试装置中通水孔的结构示意图。

图标：100-临河基坑施工对桩基影响的测试装置；200-模型箱体；300-传感器；400-基坑；500-第一河流模型槽；600-第二河流模型槽；700-积水箱；800-拍照设备；210-第一侧板；220-第二侧板；230-第三侧板；232-螺栓孔；235-螺栓；240-第四侧板；250-底板；211-第一泄水孔；213-第一橡胶孔塞；221-第二泄水孔；223-第二橡胶孔塞；260-土体；310-土压力计；320-孔隙水压力计；330-第一应变片；340-位移计；350-百分表；360-量力环；370-第二应变片；510-第一隔板；520-第二隔板；530-第三隔板；540-通水孔；410-第一模型板；420-第二模型板；430-支撑件；440-桩基；450-测量支架；451-水平支架；453-竖直支架；455-第一管件；457-第二管件；459-凹槽；710-进水管；720-水流控制阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“垂直”等术语并不表示要求部件绝对水平或垂直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明的一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置100进行具体说明。

请一并参照图1、图2和图3，本实施例提供一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置100，其包括模型箱体200、传感器300及模型箱体200外部的拍照设备800。

模型箱体200是由首尾闭合相连的第一侧板210、第二侧板220、第三侧板230、第四侧板240形成四个壁，再与底板250围成顶部敞口的空腔结构。各侧板与底板250之间的连接方式优选为焊接。

其中，较佳的，第一侧板210与第三侧板230的上端为铝合金板，下端为双层钢化玻璃板。其中铝合金板尺寸优选为厚50mm、高400mm，钢化玻璃板尺寸优选为厚10mm、高2800mm，从而以最少的成本满足最大的抗压需求。铝合金板与钢化玻璃板之间通过无色玻璃胶粘结。

第二侧板220、第四侧板240与底板250也均优选由铝合金制成，此外，还可由其他硬质材质，如玻璃钢等。第二侧板220、第四侧板240与底板250的厚度均为50mm，但也可根据该临河基坑施工对桩基影响的测试装置100的具体尺寸及需求进行调整，例如可以为30mm-60mm。底板250下端焊接有厚度为90mm的钢板进行加固。

模型箱体200内填铺有土体260。优选的，在模型箱体200底部的底板250上铺设有厚度为100mm的粗砂，粗砂的粒径例如可以为1mm。粗砂以上的空间由工程场地土体260填充。

土体260含有多个土层。为模拟真实的多面临河地区土层分布的普遍情况，本实施例中土层由下至上包括了黏土层、细砂层、淤泥质土层、淤泥层和淤泥层，模型箱体200内不同区域的土体260所包含的土层有所差别。

本实施例中，模型箱体200内设有基坑400、第一河流模型槽500、第二河流模型槽600与积水箱700。

其中，第一河流模型槽500沿第一侧板210设置并由模型箱体200内设置的第一隔板510与模型箱体200的内壁围成，即第一河流模型槽500分别以第一侧板210、第二侧板220、第四侧板240及第一隔板510为四个侧面。优选的，本实施例中第一河流模型槽500的宽度大致为500mm。

请一并参照图4及图6，第一河流模型槽500的第一侧板210设有第一泄水孔211以及与第一泄水孔211配合的第一橡胶孔塞213。但除橡胶孔塞外，还可以选择其他任意可以封闭泄水孔的部件。实际操作中，当第一橡胶孔塞213将第一泄水孔211堵住后，可向第一河流模型槽500内渗水，根据具体的水位需求，还可拔去第一橡胶孔塞213泄出部分水体，以形成不同的河流模型槽水位，进而形成各种水位下的临河基坑开挖施工工况。请参照图3，较佳的，第一泄水孔211位于第一侧板210同时靠近底板250与第二侧板220的区域。第一泄水孔211的直径优选为60mm，第一泄水孔211的圆心到第一侧板210与第二侧板220的公共棱的距离例如可以为250mm，圆心到第一侧板210与底板250的公共棱的距离可以为300mm。第一泄水孔211的设计位置因较靠近底板250，故可满足当第一河流模型槽500中水位较低时也能进行泄水。

进一步的，第一河流模型槽500在靠近第四侧板240的一端设有第三隔板530，第三隔板530、第一隔板510与模型箱体200的内壁即第四侧板240之间形成积水箱700。

请参照图7，积水箱700的侧壁与模型箱体200的外部连通有进水管710，同时还设置有控制进水量的水流控制阀720，本实施例中，进水管710设置于积水箱700的左侧面也即第四侧板240，水流控制阀720安置在进水管710上，从而便于及时对进水管710流入积水箱700的水流量进行控制和调节。通过进水管710与水流控制阀720在积水箱700中添加不同水位的水，从而配合第一泄水孔211使第一河流模型槽500内形成不同高水位的河流水力地质条件与临河基坑场地。作为优选的，水流控制阀720为单向阀，进水管710连接于储水装置中(图未示)，通过潜水泵抽取积水并经单向阀流进积水箱700中，以达到单向进水并防止积水箱700中的水倒流入储水装置的目的。此外，积水箱700中至少有一侧面为透明面，该透明面贴设有刻度尺，优选为钢尺，从而可使试验者及时测试并读出积水箱700中的水位。

本发明实施例中的土体260设有多块模型板，基坑400由设置于土体260内的多块模型板形成。具体的，围成基坑400的模型板包括第一模型板410与第二模型板420，其中第一模型板410的一端以及第二模型板420的一端与第一河流模型槽500的第一隔板510连接，第一模型板410的远离第一河流模型槽500的一端以及第二模型板420的远离第一河流模型槽500的一端均与模型箱体200的第三侧板230连接，并在第一模型板410与第二模型板420之间形成基坑400，该两块模型板分别作为基坑400的左右两个侧面。基坑400的尺寸大致为4500mm×2000mm×2900mm(长×宽×高)，以便于试验操作。第一模型板410与第二模型板420优选为铝合金板，其厚度根据实际基坑支护墙换算而得。

基坑400内含有支撑件430，支撑件430设置于第一模型板410与第二模型板420之间，支撑件430的两端分别抵住两块模型板并对第一模型板410与第二模型板420形成支撑。支撑件430的数量不唯一，但多个较单个而言，其支撑作用可以更加牢固。优选的，本实施例中，根据基坑400的尺寸，其所含的支撑件430的数量为4根。优选的，支撑件430选为铝合金圆棒，直径按实际基坑支撑换算而得。

基坑400内还设有桩基440，桩基440的一端伸入土体260中，远离土体260的一端与测量支架450连接。桩基440为柱型构件，其数量不唯一，以模拟真实桩基的数量，其可以通过地层或水将其上部结构的荷载传递到深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层。优选的，桩基440为例如可以是目前市面上最普遍的直径为50mm或63mm的铝合金衬塑PPR复合管。试验中，为测试桩基440的回弹应变与弯矩，将PPR复合管沿垂直于底板250的方向切割成半管，在管壁两侧对应的位置设置传感器300后再将其拼接成一体并将该复合管的两端进行封口，其中，拼接方式例如可以为焊接或玻璃胶粘结。

请参照图2，测量支架450可拆卸地连接于模型箱体200的外侧，其包括与模型箱体200的底板250平行的多根水平支架451以及与水平支架451垂直并活动连接的多根竖直支架453。设置该测量支架450以较方便地对基坑400内不同位置的桩基440回弹与上拔的情况进行测量。

最靠近第一侧板210与第三侧板230的两根竖直支架453与第一侧板210及第三侧板230活动连接。具体的，请一并参照图2和图4，第一侧板210与第三侧板230的铝合金板的远离土体260的一端均开设有螺栓孔232，作为优选的，该两根竖直支架453通过贯穿于螺栓孔232的螺栓235分别与第一侧板210与第三侧板230连接。

请参照图2，竖直支架453由活动连接的第一管件455和第二管件457构成，第一管件455和第二管件457优选为钢管。其中，第一管件455位于上部并与水平支架451活动连接。具体的，请参照图8，水平支架451朝向竖直支架453的一侧设有凹槽459，第一管件455嵌设于凹槽459中，从而使竖直支架453在水平支架451的位置可以沿凹槽459移动，以测试基坑400内不同位置的桩基440回弹与上拔的情况。

作为优选的，第二管件457为半封口钢管，也即是第二管件457与第一管件455连接的一端是开口的，而远离第一管件455的一端是封闭的。第二管件457与第一管件455螺纹连接，从而起到控制竖直支架453在垂直于底板250的方向上伸缩的作用，以使竖直支架453和桩基440的接触距离满足传感器300的安放要求。具体的，第二管件457与桩基440之间具有一定的空隙，该空隙用以安放传感器300。

基坑400以及其外部的模型箱体200内所有土体260由下至上均分别为黏土层、细砂层、淤泥质土层。

模型箱体200内还设置有与第一河流模型槽500连通的第二河流模型槽600。且第一河流模型槽500和第二河流模型槽600分别设置于基坑400的两侧并与基坑400连通。

具体的，第二河流模型槽600沿第二侧板220设置，即位于基坑400靠近第二侧板220的一侧。第二河流模型槽600与第一河流模型槽500之间由第一隔板510隔开。模型箱体200内设置有第二隔板520，第二隔板520的两端分别与第一隔板510以及模型箱体200的内壁连接，第一隔板510以及模型箱体200的内壁间形成第二河流模型槽600。也即是，第二河流模型槽600分别以第二侧板220、第三侧板230、第一隔板510及第二隔板520为四个侧面。其中，第二隔板520与第一隔板510以及模型箱体200的内壁，也即第三侧板230均可拆卸连接。优选的，本实施例中第二河流模型槽600的宽度与第一河流模型槽500相同，也为500mm。

进一步的，第二隔板520与第一隔板510以及第三侧板230的连接处具有缝隙，该缝隙例如可以用橡胶垫进行填充，从而使第二隔板520可以左右移动而不能前后移动。

请一并参照图5与图6，第二河流模型槽600的第二侧板220设有第二泄水孔221以及与第二泄水孔221配合的第二橡胶孔塞223。但除橡胶孔塞外，还可以选择其他任意可以封闭泄水孔的部件。实际操作中，当第二橡胶孔塞223将第二泄水孔221堵住后，可通过第一河流模型槽500向第二河流模型槽600内注水，根据具体的水位需求，还可拔去第二橡胶孔塞223泄出部分水体，从而与第一河流模型槽500配合形成不同的河流模型槽水位。较佳的，请参照图4，第二泄水孔221的直径优选为60mm，第二泄水孔221位于第二侧板220同时靠近底板250与第一侧板210的区域。第二泄水孔221的圆心到第一侧板210与第二侧板220的公共棱的距离例如可以为250mm，圆心到第二侧板220与底板250的公共棱的距离可以为300mm。第二泄水孔221的设计位置与第一泄水孔211类似，因较靠近底板250，故当第二河流模型槽600中水位较低时也能进行泄水。

第二河流模型槽600与基坑400之间具有间隙，具体的，该间隙在第二隔板520与第二模型板420之间形成。

请参照图1，基坑400到第四侧板240之间的距离不等于其到第二河流模型槽600之间的距离。作为优选的，前者的距离大于后者的距离，也即是第一模型板410的远离第二模型板420的一侧的土体260的土方量大于间隙内的土体260的土方量，以使得基坑400右侧第二模型板420上的土压力明显小于左侧第一模型板410上的土压力，从而形成基坑400上的土压力为非对称荷载，模拟出基坑400紧邻河流的情况。

请参照图9，为了使积水箱700、第一河流模型槽500与第二河流模型槽600之间形成互相连通的水路，同时使水流渗透至模型箱体200内的土体260中，分别在第一隔板510、第二隔板520与第三隔板530上开设有多个通水孔540。较佳的，通水孔540为双向间隔开设，也即是在相互垂直的两个方向上，例如竖直与水平方向间隔开设，间隔距离优选为100mm，通水孔540直径例如可选择为5mm。此外，为了防止基坑400、第一河流模型槽500与第二河流模型槽600内的土体260借助水流的作用从通水孔540冲出，因此分别在第一隔板510、第二隔板520与第三隔板530的通水孔540表面设置过滤装置，例如可以为纱布。

第一隔板510、第二隔板520与第三隔板530均为钢板，其中第一隔板510与第二侧板220及第四侧板240之间的连接方式、第二隔板520与第一隔板510及第三侧板230之间的连接方式、第三隔板530与第一侧板210及第一隔板510之间的连接方式均优选为焊接。

第一河流模型槽500与所述第二河流模型槽600内的土体260由下至上均分别为黏土层、细砂层、淤泥质土层与淤泥层。

为了获得不同水位下的临河基坑开挖施工工况对基坑400以及桩基440影响的直观数据，在基坑400的模型板表面、土体260的内部及上表面和桩基440的上表面与侧壁分别设置有不同作用的传感器300。传感器300例如可以包括用于检测基坑400的位移、形变和所受压力等参数的基坑传感器，还可以包括例如用于检测桩基440所受到的回弹应变、上拔力和侧摩阻力等参数的桩基传感器。

具体的，请参照图2，本实施例中桩基传感器包括例如百分表350、量力环360和第二应变片370。其中，百分表350分别沿平行和垂直于土体260表面的方向安装于桩基440远离土体260的一端，用于测量桩基440远离土体260的一端的竖直回弹位移和水平倾斜位移；量力环360沿垂直于土体260表面的方向安装于桩基440远离土体260的一端，用于测量基坑400施工对桩基440的回弹和上拔力；第二应变片370间隔安装于桩基440的管壁，也即是分别间隔安装于PPR复合管的内外管壁的对应位置，用于测量基坑400开挖条件下的桩基440的回弹应变，进而可计算出桩基440所受的侧摩阻力以及弯矩分布情况。

请参照图3，基坑传感器包括例如土压力计310、孔隙水压力计320、第一应变片330及位移计340。其中，土压力计310埋设于第一模型板410与第二模型板420的远离基坑400的两侧的土体260内部，并且土压力计310的底面与第一模型板410或第二模型板420接触，用于测试基坑400的两个模型板上所受的主动土压力和被动土压力，并且可以对该两模型板所受的土压力进行对比，从而分析总结临河基坑或临近地下构筑物基坑围护墙上的土压力分布问题；孔隙水压力计320埋设于基坑400、第一河流模型槽500与第二河流模型槽600的土体260内，用于测试基坑400开挖施工与临河水位变化条件下的孔隙水压力分布；第一应变片330分别沿垂直于底板250的方向均匀贴在第一模型板410两侧的对应表面处以及第二模型板420两侧的对应表面处，用于计算两块模型板的位移和弯矩变化情况；位移计340埋设于基坑400外的模型箱体200的土体260表面，用于检测基坑400施工过程中墙体变形和坑外土体260的沉降情况，预测工程施工对周围建筑物、道路等的环境影响。

较佳的，为了减少土体260填筑和开挖过程对百分表350和量力环360的影响，可以在百分表350和量力环360的外部套设隔离盒，以防止百分表350和量力环360与土体260直接接触。

为便于动态采集并记录模型箱体200的状态，直观准确地获得该基坑400开挖施工的变形及其对坑底桩基440的回弹影响情况，本发明实施例在模型箱体200外部还设有拍照设备800，以动态采集基坑400的模型板位移、坑底隆起回弹、桩基440的回弹和倾斜、基坑400的滑移破坏和临近河流的稳定性等情况。优选的，拍照设备800选用高清拍摄相机，并位于第三侧板230的正前方1.5m处，距离底板250的垂直距离也为1.5m。

上述的临河基坑施工对桩基影响的测试装置100，其测试过程如下：

制作基坑400并铺设模型箱体200、第一河流模型槽500与第二河流模型槽600内的土体260。当土体260填至基坑400的模型板的标高时，安装第一模型板410与第二模型板420并分别布置土压力计310、孔隙水压力计320、第一应变片330及位移计340。安装桩基440与测量支架450并分别布置百分表350、量力环360和第二应变片370，将所有传感器300外接于相应的测试端口。向积水箱700中添加不同水位，使积水箱700与第一河流模型槽500及第二河流模型槽600形成水流通路；分层固结每层土体260并测定土体260的相应物理力学性质指标。当土体260固结完成后，进行基坑400的开挖施工模拟，其工序为：开挖第一层土体260、加设第一根支撑件430、开挖第二层土体260、加设第二根支撑件430，依次往下直至挖至坑底。按河流不同水位升降及历时特性，测定基坑400在开挖施工过程中的位移、土压力、孔压变化以及土体260沉降、坑内隆起、桩基440回弹、桩基440倾斜与应变以及河流边坡稳定性破坏等情况。试验过程中保持高清摄像机处于连续工作状态，动态采集模型变形图片。

上述的一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置100，能较方便的形成临河深基坑地质与水力条件，直观模拟临河深大基坑开挖施工变形与稳定破坏性状以及基坑施工对桩基回弹上拔的影响，并可以设置不同土层、周围建筑物环境与水位反复升降条件，进行相关的设计、施工方案评估与稳定性破坏条件的预测分析，测试效果直观、准确。

综上所述，上述的临河基坑施工对桩基影响的测试装置100，其在模型箱体200内分别用三块隔板隔设出了第一河流模型槽500、第二河流模型槽600与积水箱700，积水箱700设置有进水管710与水流控制阀720，能够随时控制积水箱700中的积水。为使积水箱700中的水能流入河流模型槽与模型箱体200中，三块隔板表面均开设有通水孔540；为配合河流模型槽中的水体可形成不同水位，两个河流模型槽均设有泄水孔及孔塞。试验过程中，若需高水位，则可用孔塞堵住泄水孔，使积水箱700中的水流入河流模型槽中，达到相应水位后关闭水流控制阀720；若需低水位，则可打开孔塞，使河流模型槽中的水通过泄水孔流出，低至所需水位时将孔塞堵住泄水孔即可。基坑400由两个模型板代替实际的基坑支护墙，模型板之间设有代替实际基坑支撑的支撑件430，从而实现对实际基坑的模拟。基坑400内设有多根桩基440，桩基440连接有可竖直伸缩的测量支架450，基坑400与模型箱体200内由土体260进行铺设并在基坑400、桩基440和土体260安置有不同的传感器300，以对不同条件下基坑400和桩基440所产生的各种变化进行测试，得到具体直观的物理力学性质数据。基坑400到第四侧板240与第二河流模型槽600的距离不等，第一模型板410的远离第二模型板420的一侧的土体260的土方量大于间隙内的土体260的土方量，由于第二隔板520可左右移动，从而形成基坑400左右两边的土压力为非对称荷载，模拟出基坑400紧邻河流的情况。积水箱700贴设有刻度尺以及时了解并调节其水位情况，模型箱体200外部于第三侧板230的正前方安置有拍照设备800，动态采集模型变形的图片。因此，本发明实施例的一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置100可模拟形成深基坑与临近河流水力与地质条件，预测多面临河深大基坑施工坑底隆起回弹与桩基承载影响，且其结构简单、功能易行，测试效果直观、准确，具有较高的经济性与可重复性。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种临河基坑施工对桩基影响的测试装置，其特征在于，包括模型箱体、测量支架与多个传感器，所述模型箱体内设置有土体，所述土体设有多块模型板，所述多块模型板之间形成基坑，所述基坑内设有伸入所述土体的桩基，所述桩基的远离所述土体的一端连接有测量支架，所述测量支架可拆卸连接于所述模型箱体的外壁，所述基坑内还设置有至少一根支撑件，所述支撑件的两端分别抵住两块所述模型板，所述模型箱体内设置有相互连通的第一河流模型槽和第二河流模型槽，所述第一河流模型槽和所述第二河流模型槽分别设置于所述基坑的两侧并与所述基坑连通，所述基坑与所述第二河流模型槽之间具有间隙，所述多个传感器分布于所述土体、所述多块模型板、所述桩基和所述测量支架。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述模型箱体内设置有第一隔板，所述第一隔板与所述模型箱体的内壁围成所述第一河流模型槽；所述多块模型板包括第一模型板和第二模型板，所述第一模型板的一端以及所述第二模型板的一端均与所述第一隔板的远离所述第一河流模型槽的一侧连接，所述第一模型板的另一端以及所述第二模型板的另一端均与所述模型箱体的内壁连接并在所述第一模型板和所述第二模型板之间形成所述基坑；所述模型箱体内设置有第二隔板，所述第二隔板的两端分别与所述第一隔板以及所述模型箱体的内壁连接并在所述第一隔板以及所述模型箱体的内壁间形成所述第二河流模型槽，所述第二隔板与所述第二模型板间形成所述间隙。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述多个传感器包括设置于所述桩基及所述测量支架的用于测量所述桩基的参数的桩基传感器，以及设置于所述模型板及所述土体的用于测量所述基坑的参数的基坑传感器。

4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述测量支架包括水平支架和与所述水平支架活动连接的多个竖直支架，所述竖直支架包括活动连接的第一管件与第二管件，所述第一管件与所述水平支架活动连接，所述桩基传感器设置于所述第二管件与所述桩基。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述水平支架朝向所述竖直支架的一侧设有凹槽，所述第一管件滑动嵌设于所述凹槽中，所述第一管件与所述第二管件螺纹连接。

6.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述第二隔板与所述第一隔板以及所述模型箱体的内壁均可拆卸连接。

7.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述第一河流模型槽在远离所述第二河流模型槽的一端设有第三隔板，所述第三隔板、所述第一隔板与所述模型箱体的内壁之间形成积水箱，所述积水箱连通有进水管，所述进水管设置有水流控制阀，所述第一隔板、所述第二隔板和所述第三隔板均设置有通水孔。

8.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述第一模型板的远离所述第二模型板的一侧的所述土体的土方量大于所述间隙内的所述土体的土方量。

9.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一河流模型槽设有第一泄水孔并配设有与第一泄水孔配合的第一孔塞，所述第二河流模型槽设有第二泄水孔并配设有与第二泄水孔配合的第二孔塞。

10.根据权利要求1-9任一项所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括用于记录所述模型箱体状态的拍照设备。