【技术实现步骤摘要】
一种管桩沉桩过程中闭塞状态判断方法
[0001]本专利技术属于基工程领域,尤其涉及一种管桩沉桩过程中闭塞状态判断方法。
技术介绍
[0002]开口管桩具有抗冲击、易打入、施工简单、竖向承载力强等优点,随着港口、码头等近海区域建设的蓬勃发展,开口管桩的应用愈加广泛,其承载机理与多种因素有关,比闭口桩复杂很多。开口管桩在沉桩过程中,土体受到桩端的挤压,一部分土体进入管桩内部形成土塞,产生土塞效应。管桩土塞效应对承载力有重要影响,土塞高度变化是反映土塞性状的重要指标,因此需要对沉桩过程中闭塞状态进行判断。
[0003]现有是基于实测法确定闭塞状态,即在打桩过程中观测桩的入土深度与土芯增长的关系,如果桩的入土深度继续增加而土芯停止增长表示土芯已闭塞,反之亦然。实测法观测成本较大,且容易出现误判。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在提供一种管桩沉桩过程中闭塞状态判断方法,可以用于判断管桩在沉桩至任意深度时桩内土塞的闭塞程度。
[0005]为解决上述技术问题,本专利技术提供如下技术方案:
[0006]一种管桩沉桩过程中闭塞状态判断方法,包括:管桩沉桩过程中土塞受到向下的重力G、桩向下的摩擦力F和土塞底面土层向上的支持力N的共同作用,由于土塞的重力G相对于摩擦力F和支持力N较小,在这里忽略不计;
[0007]其中摩擦力F的计算方法如下,假设管桩内壁摩阻力沿桩长呈三角形分布,管桩入土深度范围有n层土,每层土的厚度分别为h1、h2、
…
、h
n
, ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种管桩沉桩过程中闭塞状态判断方法,其特征在于,包括:管桩沉桩过程中土塞受到向下的重力G、桩向下的摩擦力F和土塞底面土层向上的支持力N的共同作用,由于土塞的重力G相对于摩擦力F和支持力N较小,在这里忽略不计;其中摩擦力F的计算方法如下,假设管桩内壁摩阻力沿桩长呈三角形分布,管桩入土深度范围有n层土,每层土的厚度分别为h1、h2、
…
、h
n
,注意h
n
表示桩进入第n层土的深度,重度分别为γ1、γ2、
…
、γ
n
,管桩内径为R,每层土的土塞与管桩内壁的摩擦系数为μ1、μ2、
…
、μ
n
,每层土的侧向压力系数为K1、K2、
…
、K
n
,则其中支持力N的计算方法如下,N与土塞底面土层及土塞横截面积有关,第n层土的极限端阻力标准值为q
n
,则N=πR2q
n
管桩土塞的拱效应破坏机理为土拱内部的剪切力达到抗剪强度最大值后,拱结构发生剪切破坏,当土体内部的剪切应力达到抗剪强度时,土塞底部土层对土塞的临界作用力为N0,当N>N0时,土拱发生破坏;土塞底部土层对土塞的临界作用力N0与土层性质、土塞高度和管桩内径有关,对于单层土采用太沙基承载力公式进行计算得到数值,对于多层土可采用专业数值软件工况模拟得到具体数值;假定管桩在沉桩过程中桩外土层高度变化忽略不计,通过比较摩擦力F、支持力N以及土塞底部土层对土塞的临界作用力N0,将管桩沉桩时的闭塞效应发挥过程分为3个状态:未闭塞状态,部分闭塞状态,完全闭塞状态;(1)当N>N0≥F时,属于未闭塞状态,此时处于打桩开始阶段,闭塞效应尚未发挥,桩入土深度较小,沉桩时对土塞的向下摩擦力F较小。因为N>F,土拱平衡状态被打破,桩内土向上涌出,使桩内外土层高度一致,或桩内土塞顶面略高于桩外土层;(2)当N>F>N0时,属于部分闭塞状态,随着沉桩过程的不断进行,N0与F同时增大,F增大的速率比N0快,但比N小,此时闭塞效应开始发挥作用,桩内土塞顶面低于桩外土层,土拱的平衡状态整体不会被打破,只会出现局部破坏;(3)当F>N≥N0时,属于完全闭塞状态,沉桩继续进行,管桩摩阻力比土塞底部土层提供的最大支持力还大,此时土拱的平衡状态完全不会被破坏出现完全闭塞现象...
【专利技术属性】
技术研发人员:李晓密,母亚川,陈峰军,程子聪,沈蓉,王健,施柳盛,
申请(专利权)人:东莞市水利勘测设计院有限公司,
类型:发明
国别省市:
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