[發明專利]一種可減小沉樁阻力的沉樁方法

有效

• 申請號: 201910312036.6
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110130337B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 盧瑞娜;梁仁旺;黃志斌;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 太原理工大學;山西大學
• 主分類號: E02D7/00
• 分類號: E02D7/00;G06F30/20
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 趙江艷

本系統涉及巖土工程領域，提出了一種可減小沉樁阻力的沉樁方法，包括以下幾個步驟：S1、根據勘察報告確定土層情況及其物理力學參數，根據工程設計要求確定預制樁設計樁徑D；S2、通過數值模擬軟件建立符合實際地層情況的實體模型，并賦予其對應的物理力學參數；S3、在實體模型中開設孔徑為d的孔，并在孔口放置預制樁，計算不同開孔孔徑下的沉樁能耗，并根據計算結果擬合得到沉樁能耗與孔徑d的關系曲線，找到所述關系曲線與挖孔能耗曲線的交點，將交點處的孔徑d的值作為最優孔徑d_op；S4、在沉樁位置鉆孔，注入水泥漿，預制樁就位，使樁軸線與孔軸線對齊，沉樁。本發明不僅大大減小了沉樁阻力，而且不會加大鉆孔工程量，可廣泛應用于工程領域。

技術領域

本系統涉及巖土工程領域，特別涉及一種減小預制樁沉樁阻力的方法，具體是一種能夠減少沉樁耗能，同時減少預制樁配筋量的方法。

背景技術

在樁基礎工程中，預制樁和灌注樁各有其優劣。灌注樁配筋量小，但其需要現場鉆孔灌注，且灌注質量不好控制。預制樁可在工廠集中生產、養護，樁的質量可以得到保證，同時可以縮短工期。但是預制樁在錘擊/靜壓/振動沉樁過程中會需要更多的配筋來保證其所需的樁身強度在沉樁過程中不會被削弱。本發明在結合目前的沉樁方法上提出一種減小沉樁阻力的方法，從而降低沉樁能耗，降低配筋量。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種可減小沉樁阻力的沉樁方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種可減小沉樁阻力的沉樁方法，包括以下幾個步驟：

S1、根據勘察報告確定土層情況及其物理力學參數，根據工程設計要求確定預制樁設計樁徑D；

S2、通過數值模擬軟件建立符合實際地層情況的實體模型，并賦予其對應的物理力學參數；

S3、在實體模型中開設孔徑為d的孔，并在孔口放置預制樁，并對預制樁有規律地施加豎直向下的瞬時荷載，直至沉入設計深度，計算沉樁能耗；然后不斷改變開孔孔徑d，保持瞬時荷載大小不變，重復上述操作，計算對應的沉樁能耗，并根據計算結果擬合得到沉樁能耗與孔徑d的關系曲線；同時，計算得到挖孔能耗與孔徑的關系曲線，找到所述沉樁能耗與孔徑d的關系曲線與所述的挖孔能耗與孔徑的關系曲線的交點，將交點處的孔徑d的值作為最優孔徑d_op，其中，孔徑d小于樁徑D；

S4、在沉樁位置鉆孔，鉆孔的孔徑大小等于最優孔徑d_op，注入制備好的水泥漿，注入量為樁孔體積的1~3倍，然后預制樁就位，使樁軸線與孔軸線對齊，沉樁。

所述步驟S2中，數值模擬軟件為FLAC或者Ansys。

所述水泥漿中，水灰比為0.4~0.45，并且摻入了緩凝劑木質素磺酸鈣水劑，摻量為水泥漿質量的0.3~0.5%。

所述水泥漿中，水灰比為0.4~0.45，并且摻入了木質素磺酸鈣粉劑，摻量為水泥漿質量的0.2~0.3%。

所述步驟S3中，沉樁能耗的計算公式為：單次錘擊能耗成本×樁錘入設計深度所需錘擊數；挖孔能耗的計算公式為：單位挖方量能耗成本×挖方量。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：本發明通過數值模擬，可以得到沉樁能耗與孔徑曲線，將沉樁能耗與孔徑曲線和挖孔能耗曲線的交點作為最優孔徑，通過在沉樁位置鉆最優孔徑的孔，可以使鉆孔的工程量和沉樁能耗達到較好的平衡，不僅大大減小了沉樁阻力，而且不會加大鉆孔工程量；然后，在鉆孔內注入水泥漿，然后預制樁就位，樁軸線與孔軸線對齊，沉樁；其中，水泥漿在沉樁過程中起護孔、潤滑助沉作用，沉樁結束后水泥漿硬化還可加強樁與土之間的連接作用使其共同受力，減少樁土應力比。本發明提供的減少沉樁阻力的沉樁方法不僅限于預制樁沉樁過程中，其它預制深基礎如裝配式地下連續墻沉樁也可應用。

附圖說明