【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于螺旋桩选型，尤其涉及一种螺旋桩选型智能分析装置与选型方法。
技术介绍
1、螺旋桩，又名地螺丝，一种热锻后的金属管表面缠绕螺旋叶片的管桩，由专用的地螺丝旋紧设备旋入地下，代替原有的混泥土基础，顶端连接负载。作为地下基础，地螺丝具有施工方便、周期短、受施工环境影响小、不破坏当地环境、便于迁移和回收等优点。
2、现有螺旋状的选型一般基于单桩承载力简化计算，结合工程经验，通过试桩后初步确定，存在如下问题：
3、1.现有螺旋桩选型主要依靠工程经验，选型质量和适配度参差不齐，工程质量难以保证。
4、2.依据工人经验选型，一般过于保守，存在较大承载、变形冗余和浪费，经济性差。
5、3.缺乏一套科学化、智能化的螺旋桩选型智能分析装置和方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种螺旋桩选型智能分析装置与选型方法，旨在解决现有技术中的螺旋桩选型主要依靠工程经验，选型质量和适配度层次不齐，工程质量难以保证的问题。
2、本专利技术是这样实现的，一种螺旋桩选型智能分析装置，包括限位支架、施力设备、测力计、沉降标尺、电流表、图像采集装置和数采分析仪；
3、所述螺旋桩旋进土体，其包括桩钢管，所述桩钢管的中间部分为圆钢管，所述圆钢管的周缘固定有螺旋延伸的螺旋叶片，所述桩钢管的底端为圆锥部分；
4、所述限位支架用于使所述桩钢管始终垂直于地表面，所述桩钢管的顶端可旋转地穿设于所述限位支架内；
5、所
6、所述测力计位于所述施力设备与所述桩钢管顶端之间，用于实时检测所述施力设备对所述桩钢管施加的压力/拉力；
7、所述沉降标尺设置在所述桩钢管顶端外表面，并位于土体上方；用于实时监测所述桩钢管的竖向位移量；
8、所述电流表与所述施力设备电连接，所述电流表具有过荷保护功能；
9、所述图像采集装置通过采集图像数据实时监测所述沉降标尺相对于地表面的竖向位置变化；
10、所述测力计、电流表和图像采集装置均与所述数采分析仪通过线缆或无线通讯方式实现信号传输，所述数采分析仪用于汇聚所述测力计、电流表和图像采集装置采集到的数据，进行数值仿真分析后，将所述螺旋桩的承载/抗拔力与承载/抗拔力设计要求最小值作对比，以及将所述螺旋桩的沉降变形值与沉降变形设计允许最大值作对比。
11、进一步的，还包括伸缩吊头，所述伸缩吊头与所述施力设备连接，用于吊装所述施力设备。
12、进一步的，还包括旋转限位器，所述旋转限位器用于防止所述螺旋桩加载后发生旋转，所述旋转限位器固定在所述限位支架上，并位于所述桩钢管的顶部。
13、为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种应用上述任一项所述的螺旋桩选型智能分析装置对螺旋桩进行选型的方法，包括以下步骤：
14、s1.根据承载/抗拔需求，地层条件，基于设计简化计算得到单桩螺旋桩的承载/抗拔力设计要求最小值fmin和沉降变形设计允许最大值umax；
15、s2.根据工程经验，首先选择一套较小承载/抗拔的螺旋桩；
16、s3.所述通过有限元分析平台，建立螺旋桩-土体承载/抗拔有限元分析模型，根据设计要求，应用螺旋桩选型智能分析装置对该螺旋桩开展承载/抗拔数值仿真分析；
17、s4.基于分析结果，提取单桩螺旋桩承载/抗拔力最大值fmax与承载/抗拔力设计要求最小值fmin作对比，提取单桩螺旋桩沉降变形最大值umax与沉降变形设计允许最大值umax作对比；
18、s5.如果满足fmax≥fmin，且umax≤umax，则进行下一步；如果不满足则回到步骤s2，逐步调大螺旋桩的参数，继续执行步骤s3和s4，循环往复，直到满足承载/抗拔和变形设计要求；
19、s6.对满足承载/抗拔和变形要求的螺旋桩开展经济性分析；
20、s7.如没超过预算指标，则得到满足承载/抗拔和变形设计要求和经济性最优的螺旋桩选型；如果超过预算指标，则回到步骤s2，调整螺旋桩的主要参数，继续执行步骤s3至s6，循环往复，直到满足经济性分析要求。
21、进一步的，所述步骤s1中，依据的所述地层条件的参数包括土体的弹性模量e、粘聚力c、摩擦角φ和密度ρ。
22、进一步的，所述步骤s5中，调整的所述螺旋桩的参数包括桩钢管高度h、桩钢管直径d、螺旋叶片宽度l、螺距h、螺旋角度θ中的一个或多个。
23、本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：
24、本专利技术提出了一种螺旋桩选型智能分析装置，并提出了应用该分析装置进行螺旋桩选型的方法，该分析装置可以采集螺旋桩的承载/抗拔力和沉降变形值数据，并可对数据进行数值仿真分析后，将螺旋桩的承载/抗拔力与承载/抗拔力设计要求最小值作对比，以及将沉降变形值与沉降变形设计允许最大值作对比。该螺旋桩的选型方法可判断所选的螺旋桩是否符合承载/抗拔和变形设计要求，以及是否超出经济预算指标；通过该方法进行分析后，可得到满足承载/抗拔和变形设计要求和经济性最优的螺旋桩选型。从而保证了螺旋桩的选型质量和适配度一致性，保证了工程质量，相比于现有技术依靠主观经验，粗放的简易选型方法，本专利技术的螺旋桩选型方法是一种客观、科学、严谨的评估选型方法。
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1.一种螺旋桩选型智能分析装置，其特征在于，包括限位支架、施力设备、测力计、沉降标尺、电流表、图像采集装置和数采分析仪；
2.如权利要求1所述的螺旋桩选型智能分析装置，其特征在于，还包括伸缩吊头，所述伸缩吊头与所述施力设备连接，用于吊装所述施力设备。
3.如权利要求1所述的螺旋桩选型智能分析装置，其特征在于，还包括旋转限位器，所述旋转限位器用于防止所述螺旋桩加载后发生旋转，所述旋转限位器固定在所述限位支架上，并位于所述桩钢管的顶部。
4.一种应用如权利要求1至3中任一项所述的螺旋桩选型智能分析装置对螺旋桩进行选型的方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的对螺旋桩进行选型的方法，其特征在于，所述步骤S1中，依据的所述地层条件的参数包括土体的弹性模量E、粘聚力c、摩擦角φ和密度ρ。
6.如权利要求4所述的对螺旋桩进行选型的方法，其特征在于，所述步骤S5中，调整的所述螺旋桩的参数包括桩钢管高度H、桩钢管直径d、螺旋叶片宽度L、螺距h、螺旋角度θ中的一个或多个。
【技术特征摘要】
1.一种螺旋桩选型智能分析装置，其特征在于，包括限位支架、施力设备、测力计、沉降标尺、电流表、图像采集装置和数采分析仪；
2.如权利要求1所述的螺旋桩选型智能分析装置，其特征在于，还包括伸缩吊头，所述伸缩吊头与所述施力设备连接，用于吊装所述施力设备。
3.如权利要求1所述的螺旋桩选型智能分析装置，其特征在于，还包括旋转限位器，所述旋转限位器用于防止所述螺旋桩加载后发生旋转，所述旋转限位器固定在所述限位支架上，并位于所述桩钢管的顶部。
【专利技术属性】
技术研发人员：丁鹏，樊则森，田春雨，张良，焦慧锋，毛晖，寇卫锋，焦志朝，曹宁，张蒙蒙，
申请(专利权)人：中建科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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