[发明专利]挤土桩施工侧向挤土位移模型的创建方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种挤土桩施工侧向挤土位移模型的创建方法。

背景技术

随着挤土桩施工工艺的复杂性增加，基桩的直径和长度增大，施工机械的不断升 级换代和施工的人工成本不断提高等问题的出现，通过各施工工艺的系统集成，并最终实 现现代化、无灾害、无事故施工是桩基工程施工的必然发展方向和趋势。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种挤土桩施工侧向挤土位移模型的创建方 法。

本发明是这样实现的：一种挤土桩施工侧向挤土位移模型的创建方法，包括以下 步骤：

(1)制作模型试验槽：用砖块和水泥砂浆砌成一个容积为800mm×380×1200mm的 矩形试验槽，在试验槽的底部开设两个排水阀，试验槽的一墙面设有一矩形观察窗；

(2)放置土体和观测标志：首先在试验槽底部铺设10cm厚度的细沙层作为隔层，然 后在细砂层上及试验槽的上壁都布置一层土工织布，在观察窗内侧涂抹凡士林；取软粘土 分批倒入试验槽，每次加软粘土高度为4cm后捣实均匀，再铺一层土工织布，且在土工织布 上均匀放置砝码和砖块；将带有直径为3mm的白色半球长大头针作为观察点，每隔3cm压入 软粘土内；

关闭排水阀，在试验槽中注入水，静置48d，进行软粘土的堆载固结过程；然后在 试验槽中再注入水，并静置12d；

(3)压桩试验：试验采用180度扇形木桩为模型桩，顶端桩帽高2cm，桩长1m，直径 4.5cm，桩尖为半圆形渐缩，桩尖长为8cm；

根据室内土工试验方法，对模型桩进行压桩挤土试验，在侧限条件下对模型桩施 加压力至土样完全排水固结完成后，快速施加水平剪切力直至破坏，测定模型桩周围的土 体径向位移、竖直向位移数据，统计各数据并建立侧向挤土位移模型：

其中：

u_r为径向位移分量；w为竖直向位移分量；H表示模型桩贯入深度，当模型桩完全贯 入土体后，H表示桩长；r₀表示桩孔初始半径；u₀为模型桩周围的土作用边界点的法向位移； A₁、B₁为变分参数；z₀为曲线族参数；α为曲线外法线与z轴夹角。

进一步地，所述侧向挤土位移模型中，H和A₁、B₁的关系如下：

本发明的优点在于：本发明建立了可评判压桩挤土破坏程度的理论计算公式，并 根据理论公式可以设计地下构筑物隔离防护措施进行防护，减小了地下工程施工等对工 程场地周围的环境破坏影响，并可优化钢筋和水泥等材料的使用量。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中实际沉桩过程的桩土作用物理模型的示意图。

图2是本发明中沉桩过程桩孔扩张法扩张模型图。

图3是本发明中沉桩过程的桩土作用力学模型。

图4是本发明中挤土桩施工侧向挤土位移模型的示意图。

图5本发明中矩形试验槽的正投影图。

图6是本发明中矩形试验槽的立体图。

图7是本发明中试验桩和测斜管平面位置关系示意图。

图8是本发明中r＝3d处不同贯入度时侧向挤土位移情况示意图。

图9是本发明中终孔时不同r处侧向挤土位移情况示意图。

图10是本发明中H＝9m时侧向位移值随(r,z)变化情况示意图。

图11是本发明中H＝17m时侧向位移值随(r,z)变化情况示意图。

图12是本发明中H＝25m时侧向位移值随(r,z)变化情况示意图。

图13是本发明中H＝34m时侧向位移值随(r,z)变化情况示意图。

图14a是本发明中桩入土深度为9m时围护结构埋深情况示意图。

图14b是本发明中桩入土深度为17m时围护结构埋深情况示意图。

图14c是本发明中桩入土深度为25m时围护结构埋深情况示意图。

图14d是本发明中桩入土深度为34m时围护结构埋深情况示意图。

具体实施方式

1.计算公式推导