一种桩土界面极限侧阻力的确定方法及系统技术方案

技术编号：40876077 阅读：4 留言：0更新日期：2024-04-08 16:45

本发明专利技术涉及一种桩土界面极限侧阻力的确定方法及系统，基于既有的测试值，通过概率的方式对拟建施工区域中所有桩基的极限侧阻力值进行选取，充分考虑了现场土层性质的随机性和不可预见性，基于概率思想能够有效提高参数取值的合理性，并使得参数取值更为精确，更符合实际工程需求，有助于有效避免工程建设中的安全隐患，同时提升工程的经济效益。依据拟建场区中的桩基设计等级，选取相应的极限侧阻力值，以定量化的设计方式弥补传统岩土工程经验设计法的不足，为桩基工程建设提供了精确的理论依据。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土工程，具体为一种桩土界面极限侧阻力的确定方法及系统。

技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。

2、桩基是岩土工程中的常见结构，根据桩的受力特征可分为摩擦桩和端承桩。端承桩的桩身承载力主要依赖桩端地层阻力，摩擦桩的桩身承载力主要依赖桩与地层岩土体之间的极限侧阻力。对于极限侧阻力的取值方法，主要包括原位测试法和经验参数法。

3、其中，原位测试法指在现场进行的，对岩土体进行直接测试的方法，主要包括钻孔取芯法、静力触探法、动力触探法、载荷试验法等。经验参数法则是给出了常见土层的极限侧阻力取值。在现行的桩基规范中，现有方法主要存在以下问题：

4、（1）原位测试法通过现场试验方式测定桩基承载力，但现场测试地点具有偶然性，往往测试得到的数值不具有代表性，无法综合考量场区中随机土样的出现的风险概率；

5、（2）现行的经验参数法给出了某一地层的极限侧阻力参考值，但大多仅能作为经验值，而实际工程中的土层具有唯一性和独有性，采用规范的经验参数很难客观指导现场施工，且场区周围施工等因素也会对实际极限侧阻力值产生额外扰动影响；

6、（3）现有规范采用的原位测试法和经验参数法并没有考虑桩基工程重要性等级。当取值较低时，设计过于保守，增加额外的施工成本，造成不必要的资源浪费。当取值过高时，设计风险较高，容易出现桩承载力不足而导致工程事故。

7、因此，采用目前规范中所给出的数据具有一定的主观性和随机性，易产生工程隐患。</p>

技术实现思路

1、为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种桩土界面极限侧阻力的确定方法及系统，充分考虑了现场土层性质的随机性和不可预见性，基于概率思想能够有效提高参数取值的合理性，并使得参数取值更为精确，更符合实际工程需求，有助于有效避免工程建设中的安全隐患，同时提升工程的经济效益。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术实施例：

3、本专利技术的第一个方面提供一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，包括以下步骤：

4、在待施工区域内，根据压缩或拉拔试验，得到若干个桩基对应的极限侧阻力测试值，并确定最大值、最小值和平均值；

5、根据设定的区段，在最大值和最小值之间划分平均值的分布，并确定所有极限侧阻力测试值相较于平均值的变化概率；

6、根据拟建场区中桩基所在土层极限侧阻力值出现概率的分布，划分出不同出现概率对应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值和极限侧阻力偶值，并根据泊松分布确定各个极限侧阻力测试值对应的等效出现概率；

7、根据所有极限侧阻力测试值相较于平均值的变化概率，经插值处理，确定与等效出现概率对应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值和极限侧阻力偶值；

8、根据设定的桩基设计等级，选取相应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值或极限侧阻力偶值，作为对应的极限侧阻力设计值。

9、进一步的，根据压缩或拉拔试验，得到若干个桩基对应的极限侧阻力测试值，并确定最大值、最小值和平均值，包括：

10、在拟建工程场区范围内根据桩基设计直径钻孔，在孔底置入设定高度的塑料泡沫，在塑料泡沫上方按照设计桩基混凝土标号浇筑形成桩基测试试件，待桩基试件浇筑养护完成后置入加压传力杆，加压传力杆顶部安装加载油缸，加载油缸顶部连接反压横梁，反压横梁的两端通过地锚构件锚固固定；

11、利用加载油缸加压，记录实验过程中的加载荷载与加载位移的关系曲线，并取加载荷载峰值点，得到桩基对应土层极限侧阻力值。

12、进一步的，在待施工区域内开展 n组桩基侧阻力压缩或拉拔试验，测得 n个极限侧阻力值，经排序确定最大极限侧阻力为，最小极限侧阻力为，并得到极限侧阻力平均值。

13、进一步的，根据设定的区段，在最大值和最小值之间划分平均值的分布，并确定所有极限侧阻力测试值相较于平均值的变化概率；具体为：将侧阻力变化区间划分为 2a段，其中 a为正整数，每段数值变化范围为，确定极限侧阻力测试值时对应的数值个数为，并得到相应变化概率值。

14、进一步的，根据拟建场区中桩基所在土层极限侧阻力值出现概率的分布，划分出不同出现概率对应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值和极限侧阻力偶值；具体为：

15、出现概率为第一设定值的极限侧阻力值为极限侧阻力频值；

16、出现概率为第二设定值的极限侧阻力值为极限侧阻力常值；

17、出现概率为第三设定值的极限侧阻力值为极限侧阻力偶值。

18、进一步的，根据极限侧阻力测试值确定对应的等效出现概率，具体为：在得到的 n个桩基极限侧阻力测试值中，基于泊松分布确定与出现概率对应的等效出现概率。

19、进一步的，根据极限侧阻力测试值相较于平均值的变化概率，经插值处理，确定与等效出现概率对应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值和极限侧阻力偶值；具体为：出现概率通过插值计算，分别得到等效出现概率对应的极限侧阻力频值，等效出现概率对应的极限侧阻力常值，等效出现概率对应的极限侧阻力偶值。

20、进一步的，根据设定的桩基设计等级，选取相应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值或极限侧阻力偶值，作为对应的极限侧阻力设计值；具体为：根据待施工区域中建筑物的重要性、地质条件和地基条件，确定桩基的设计等级，并根据设计等级选取相应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值或极限侧阻力偶值，作为对应的极限侧阻力设计值。

21、本专利技术的第二个方面提供一种桩土界面极限侧阻力的确定系统，包括：

22、测试数据采集模块，被配置为：在待施工区域内，根据压缩或拉拔试验，得到若干个桩基对应的极限侧阻力测试值，并确定最大值、最小值和平均值；

23、变化概率处理模块，被配置为：根据设定的区段，在最大值和最小值之间划分平均值的分布，并确定所有极限侧阻力测试值相较于平均值的变化概率；

24、等效概率分析模块，被配置为：根据拟建场区中桩基所在土层极限侧阻力值出现概率的分布，划分出不同出现概率对应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值和极限侧阻力偶值，并根据泊松分布确定各个极限侧阻力测试值对应的等效出现概率；

25、插值处理模块，被配置为：根据所有极限侧阻力测试值相较于平均值的变化概率，经插值处理，确定与等效出现概率对应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值和极限侧阻力偶值；

26、极限侧阻力选取模块，被配置为：根据设定的桩基设计等级，选取相应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值或极限侧阻力偶值，作为对应的极限侧阻力设计值。

27、与现有技术相比，以上一个或多个技术实施例存在以下有益效果：

28、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，根据压缩或拉拔试验，得到若干个桩基对应的极限侧阻力测试值，并确定最大值、最小值和平均值，包括：在拟建工程场区范围内根据桩基设计直径钻孔，在孔底置入设定高度的塑料泡沫，在塑料泡沫上方按照设计桩基混凝土标号浇筑形成桩基测试试件，待桩基试件浇筑养护完成后置入加压传力杆，加压传力杆顶部安装加载油缸，加载油缸顶部连接反压横梁，反压横梁的两端通过地锚构件锚固固定。

3.如权利要求2所述的一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，根据压缩或拉拔试验，得到若干个桩基对应的极限侧阻力测试值，并确定最大值、最小值和平均值，还包括：利用加载油缸加压，记录实验过程中的加载荷载与加载位移的关系曲线，并取加载荷载峰值点，得到桩基对应土层极限侧阻力值。

4.如权利要求1所述的一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，根据压缩或拉拔试验，得到若干个桩基对应的极限侧阻力测试值，并确定最大值、最小值和平均值，还包括：在待施工区域内开展n组桩

5.如权利要求1所述的一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，根据设定的区段，在最大值和最小值之间划分平均值的分布，并确定所有极限侧阻力测试值相较于平均值的变化概率；具体为：将侧阻力变化区间划分为2a段，其中a为正整数，每段数值变化范围为，确定极限侧阻力测试值时对应的数值个数为，并得到相应变化概率值。

6.如权利要求1所述的一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，根据拟建场区中桩基所在土层极限侧阻力值出现概率的分布，划分出不同出现概率对应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值和极限侧阻力偶值；具体为：

7.如权利要求1所述的一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，根据极限侧阻力测试值确定对应的等效出现概率，具体为：在得到的n个桩基极限侧阻力测试值中，基于泊松分布确定与变化概率对应的等效出现概率。

8.如权利要求1所述的一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，根据所有极限侧阻力测试值相较于平均值的变化概率，经插值处理，确定与等效出现概率对应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值和极限侧阻力偶值；具体为：变化概率通过插值计算，分别得到等效出现概率对应的极限侧阻力频值，等效出现概率对应的极限侧阻力常值，等效出现概率对应的极限侧阻力偶值。

9.如权利要求1所述的一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，根据设定的桩基设计等级，选取相应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值或极限侧阻力偶值，作为对应的极限侧阻力设计值；具体为：根据待施工区域中建筑物的重要性、地质条件和地基条件，确定桩基的设计等级，并根据设计等级选取相应的极限侧阻力频值、极限侧阻力常值或极限侧阻力偶值，作为对应的极限侧阻力设计值。

10.一种桩土界面极限侧阻力的确定系统，其特征在于，包括：

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【技术特征摘要】

1.一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.如权利要求1所述的一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，根据压缩或拉拔试验，得到若干个桩基对应的极限侧阻力测试值，并确定最大值、最小值和平均值，还包括：在待施工区域内开展n组桩基侧阻力压缩或拉拔试验，测得n个极限侧阻力值，经排序确定最大极限侧阻力为，最小极限侧阻力为，并得到极限侧阻力平均值。

5.如权利要求1所述的一种桩土界面极限侧阻力的确定方法，其特征在于，根据设定的区段，在最大值和最小值之间划分平均值的分布，并确定所有极限侧阻力测试值相较于平均值的变化概率；具体为：将侧阻力变化区间划分为2a段...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继省，张清泉，张琪，任学木，王洪涛，朱忠厚，孔繁科，
申请(专利权)人：济南轨道交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：

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