(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221098247 7.9 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 常州市建筑科学研究院集团股份有 限公司 地址 213001 江苏省常州市钟楼区木 梳路 10号 申请人 江苏鼎达建 筑新技术有限公司 (72)发明人 陆诗磊　孙锦程　柏虓勍　吴海军　 杨兆兵　蒋达敏　陈竑　崔万鹏　 张阳　 (74)专利代理 机构 常州至善至诚专利代理事务 所(普通合伙) 32409 专利代理师 刘宇 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01)E02D 33/00(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 精确计算工程桩所需布置深度的方法 (57)摘要 本发明涉及岩 土工程技术领域， 尤其涉及一 种精确计算工程桩所需布置深度的方法， 包括以 下步骤： S1， 获取试验桩位置以及实际需布置工 程桩位置的各个土层的参数； S2， 测试试验桩位 置每层土提供的侧阻力 fi(i＝1、 2、 3 …)； S3， 计 算出试验桩位置每层土的侧阻力系数ai； S4， 计 算出实际布置工程桩位置的侧阻力系 数ai、； S5， 工程桩的桩身所处各土层的分布厚度为hi(i＝ 1、 2、 3…)， 工程桩的极限承载力为 工程要求工程桩的承载力为 FA， 通过Qua≥FA，来计算工程桩所需布置的最小 深度值。 本发 明可以准确计算出工程桩所需布置 的深度， 提高工程桩布置深度获取的精确性， 提 高工程安全性， 节省工程造价成本 。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115270273 A 2022.11.01 CN 115270273 A 1.一种精确计算工程桩所需布置深度的方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1， 通过岩土工程勘察， 获取试验桩位置以及实 际需布置工程桩位置的各个土层的分 布特征、 水位线、 天然重度、 浮重度和端阻力安全值Pi； S2， 确定试验桩位置， 进行试验桩的单桩静载抗压试验， 并测试试验桩位置每层土提供 的侧阻力fi(i＝1、 2、 3…)； S3， 根据得到的试验桩 位置每层土提供的侧阻力fi， 计算出试验桩位置每层土的侧阻力 系数ai； S4， 设实际需布置工程桩位置的侧阻力系数为ai`， 各土层的分布厚度为hi(i＝1、 2、 3…)， 根据工程桩所在位置的各土层的分布厚度， 通过自重校正， 计算出实际布置工程桩位 置的侧阻力系数ai`； S5， 工程桩在深度为H时， 其桩身所处各土层的分布厚度为hi(i＝1、 2、 3 …)， 工程桩的布 置深度H＝h1+h2+h3+h4+…， 则该深度下， 工程桩的极限承 载力为 Px 各土层的端阻力安全值， 工 程要求工 程桩的承载力为 FA， 通过Qua≥FA， 来计算工程桩所需布 置的最小深度值。 2.如权利要求1所述的精确计算工程桩所需布置深度的方法， 其特征在于： 步骤S2包 括： S21， 在各个土层底部位置安装钢筋计， 每层安装多个钢筋计； S22， 对试验桩位置进行单桩静载抗压 试验， 测出桩的极限承载力F0， 并通过钢筋 计测出 各个土层底部的桩内力F1、 F2…Fi； S23， 各个土层提供的侧阻力分别 为f1、 f2…fi， 根据fi＝Fi‑1‑Fi(i＝1、 2、 3 …)计算出各 个每个土层提供的侧阻力fi。 3.如权利要求2所述的精确计算工程桩所需布置深度的方法， 其特征在于： 步骤S3包 括： S31， 通过岩土 工程勘察， 测得每 个土层的天然重度和浮重度参数； S32， 根据公式f＝s ×N×tanμ， 土层的侧阻力系数a＝N ×tanμ， 则fi＝ai×si， si＝u× hi， 所以ai＝fi/(u×hi)， 其中u为工程桩的灌注周长， hi为每一层土的厚度。 4.如权利要求3所述的精确计算工程桩所需布置深度的方法， 其特征在于： 步骤S4包 括： S41， 各土层的分布厚度为hi(i＝1、 2、 3 …)， 根据已经计算出的ai确定侧阻力系数ai值 对应的试桩位置， 计算出每一层土的中点处的自重应力ti， 根据a＝N ×tan μ， N＝T ×K0， T为 土自重应力， K0为土的静止侧压力系数， 与土的性质有关， 同一层土的K0一致， K0可以通过岩 土勘探测得， 因此， ti＝ai/(K0×tan μ ), μ为土层的内摩擦角， 同一土层， 其内摩擦角 μ是不变 的， μ可以通过岩土勘探测得； S42， 确定工程桩的实际位置， 根据各土层的分布厚度hi(i＝1、 2、 3 …)， 对各土层的自重 应力T进行校正， 计算工程桩实际位置 处的每一层土中点处的自重应力Ti， 则该工程桩实际 位置处的每层土的侧阻力系数ai`＝Ti/ti×ai。 5.如权利要求1所述的精确计算工程桩所需布置深度的方法， 其特征在于： 步骤S21中，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115270273 A 2每层土层最底部位置安装的钢筋计(2)数量大于或等于6个， 在读取每层土层的钢筋计(2) 数据时， 去掉不合理数据， 然后将同一个土层中的其他钢筋计(2)的数据取平均值， 这样可 以减少误差， 计算所用的数据相对更加准确。 6.如权利要求1所述的精确计算工程桩所需布置深度的方法， 其特征在于： 试验桩由钻 孔灌注形成， 所述钢筋计(2)布置在钻孔灌注桩(1)内部钢筋笼(3)上。 7.如权利要求1所述的精确计算工程桩所需布置深度的方法， 其特征在于： 在安装钢筋 计(2)时， 需要将钢筋计(2)安装位置处的钢筋笼(3)中原本的钢筋切断， 然后将钢筋计(2) 接入到切断的钢筋缺口处， 钢筋计(2)的两端分别与缺口两端的钢筋焊接连接 。 8.如权利要求1所述的精确计算工程桩所需布置深度的方法， 其特征在于： 将钢筋计 (2)的两端分别与缺口两端的钢筋焊接连接时， 采用加钢条(4)焊接的方式进行焊接， 保证 钢筋计(2)与原钢筋受力方向在一条直线上， 并且在焊接钢筋计(2)时， 需要对钢筋计(2)进 行保护， 避免钢筋计(2)受热损坏。 9.如权利要求1所述的精确计算工程桩所需布置深度的方法， 其特征在于： 在工程桩顶 部安装钢筋笼(3)箍筋， 以加强工程桩的强度， 同时， 在钢筋计(2)的导线外部设置钢管保护 套(5)， 钢管保护套(5)将钢筋计(2)的导线保护起来， 并且钢管从工程桩的侧面延伸至地 表。 10.如权利要求1所述的精确计算工程桩所需布置深度的方法， 其特征在于： 在通过钢 筋计测量桩内力时， 根据以下公式进行计算得到 工程桩内力： 其中Nc是支撑 内力， 即为桩内力Fi， σs为钢筋应力， 为钢筋计监测平均应力， kj为第j个钢筋计标定系 数， fji为第j个钢筋计监测频率， fj0为第j个钢筋计安装后的初始频率， Ajs为第j个钢筋计截 面积， 为Ec混凝土弹性模量， Es为钢筋弹性模量， Ac为混凝土桩的截面积， As为钢筋总截面 积。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115270273 A 3