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原文传递用于检测吸力桶抗拔承载力的方法

专利名称：	用于检测吸力桶抗拔承载力的方法
摘要：	本发明公开了一种用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，包括步骤1：加长吸力桶，在吸力桶底部安设环形式吸力桶接头，通过螺栓使吸力桶上段和吸力桶加长段连成整体；步骤2：将荷载箱固定到吸力桶内侧，连接油管、位移管和高压灌浆管；步骤3：将吸力桶下沉到指定位置，对桶端土体进行注浆；步骤4：进行自平衡试验；步骤5：回收吸力桶和相应的检测装置。该方法能够克服海上恶劣的自然环境，准确测量吸力式桶型基础的抗拔承载力。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国海洋大学
发明人：	陈旭光;马庆松;徐齐宇;刘金忠;李辉;顾文旭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910704972.1
公开号：	CN110499791A
代理机构：	济南领升专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	王吉勇;崔苗苗
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	266100 山东省青岛市崂山区松岭路238号
主权项：	1.一种用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，其特征是，包括以下步骤： 1)现场工艺试验，确定土体的参数、吸力桶尺寸形状以及荷载箱相关规格； 2)施工前准备，加长吸力桶，在吸力桶底部安设环形式吸力桶接头，通过螺栓使吸力桶上段和吸力桶加长段连成整体；将荷载箱法兰固定到吸力桶内侧，连接油管、位移杆及护管和注浆管； 3)机具就位：将位移传感器、加载系统和注浆系统固定到吸力桶上方的基准梁上，并连接好数据采集系统；将吸力桶与起吊装置连接好，启动起吊装置，使其带动吸力桶和荷载箱下降至水底土体面，到达预设位置； 4)安装吸力桶：下沉吸力桶，开启的真空泵，通过吸力桶桶盖预留孔洞，抽取吸力桶内的水和气，使吸力桶内土体发生液化，吸力桶内和吸力桶外形成压力差，吸力桶、荷载箱、油管、位移杆及护管和注浆管在负压的作用下缓慢下沉； 5)自平衡试验：荷载箱内施力装置由加载系统控制，启动施力装置，按照《建筑基桩自平衡静载试验技术规程》中要求，对荷载箱逐级加荷，并实时记录荷载箱荷载Q与桶形基础位移量y，按照规范进行吸力式桶形基础极限抗拔承载力分析计算，最终求解处吸力桶抗拔承载力F拔； 6)回收装置：向吸力桶内冲高压水，同时上拔吸力桶，并且吸力桶加长段通过环形式吸力桶接头连接，随吸力桶一起移动，拔出后，回收吸力桶和相应的检测装置。 2.如权利要求1所述的用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，其特征是，所述步骤1)中，对吸力桶周围土体环境进行试验，得出土体的粒径、密实度参数，根据土体的相关性质确定吸力式筒型基础的尺寸形状以及荷载箱相关规格。 3.如权利要求1所述的用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，其特征是，所述步骤2)中，分别在上段吸力桶壁距离桶底5～20厘米、加长段吸力桶壁距离其顶端5～20厘米处开小孔，小孔的直径略大于螺栓直径，多个小孔对称分布。 4.如权利要求3所述的用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，其特征是，所述步骤2)中，预制纵向断面呈H型的环形式吸力桶接头，分别在距离H型环形式吸力桶接头的上、下槽底5～20厘米处开设内、外侧长条孔，内、外侧长条孔与桶壁小孔对应分布；上段长条孔底端高程和上段桶孔底端高程相同，其长度等于螺栓直径长度和上段桶壁最大位移量；加长段长条孔底端高程和加长段桶孔顶端高程相同，加长段长条孔的长度等于螺栓直径长度和加长段桶壁最大位移量；长条孔个数是桶壁小孔个数的两倍，并且对称分布。 5.如权利要求4所述的用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，其特征是，所述步骤2)中将吸力桶壁上段和加长段分别卡在H型环形式吸力桶接头的上下槽中，螺栓分别穿过吸力桶上段或加长段上的长条孔以及H型结构上对应的孔，将吸力桶上段桶壁和加长段桶壁连接成整体。 6.如权利要求1所述的用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，其特征是，将荷载箱支撑板水平安装于吸力桶加长段内壁上，在荷载箱外侧焊接法兰盘，荷载箱与荷载箱支撑板采用法兰连接，保证荷载箱与其支撑板固定并且可拆卸；将上位移杆及护管、下位移杆及护管穿过吸力桶桶顶，分别安装至上、下两侧加劲肋；油管和位移杆一起穿过吸力桶桶顶，安装至荷载箱；注浆管穿过吸力桶桶顶，垂直通到吸力桶加长段底端；再对位移杆及护管、油管和注浆管与吸力桶桶盖连接部分密封处理。 7.如权利要求1所述的用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，其特征是，所述步骤4)中，由于吸力桶内土体发生液化，吸力桶内阻力对荷载箱的影响较小；下沉过程要求平稳，整个过程不能发生扭转，以避免连接荷载箱的油管、位移杆及护管和注浆管发生扭曲；当吸力桶达到预定位置时，停止抽水抽气；通过注浆管将高压水泥浆注入地基土体中，提高吸力桶底承载力。 8.如权利要求7所述的用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，其特征是，所述步骤高压水泥浆液中加入一定量的外加剂，所述外加剂为：在水泥浆中加入占水泥浆液质量分数为1％-50％的水玻璃、0.3-1.5％的矿渣以及0.1-10％的聚丙乙烯纤维。 9.如权利要求1所述的用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，其特征是，如所述步骤5)中，吸力式桶形基础极限抗拔承载力分析计算如下：吸力式桶形基础抗拔承载力F拔由吸力桶自重G，上段桶壁外侧与土体的摩擦力f1外，上段桶壁内侧与土体的摩擦力f1内和吸力桶上拔过程中产生的负压力F负组成，即： F拔＝G+f1外+f1内+F负 (1) 荷载箱各施力装置施力为Q1，Q2，Q3，……，Qn，n为大于等于1的自然数，相加即为合力Q，即： Q＝Q1+Q2+Q3+…+Qn (2) 先对吸力桶整体进行自平衡法计算，吸力桶桶端支持力Fn、加长段桶壁外侧与土体的摩擦力f2外和加长段桶壁内侧与土体的摩擦力f2内之和，等于上段桶壁外侧与土体的摩擦力f1外、上段桶壁内侧与土体的摩擦力f1内、吸力桶自重G和吸力桶上拔过程中产生的负压力F负之和； Fn+f2外+f2内＝f1外+f1内+G+F负 (3) 再对吸力桶加长段局部进行自平衡计算：荷载箱施加的合力Q和吸力桶加长段自重G1之和，等于吸力桶桶端支持力Fn、加长段桶壁外侧与土体的摩擦力f2外和加长段桶壁内侧与土体摩擦力f2内之和； Q+G1＝Fn+f2外+f2内 (4) 通过联立式(1)、式(2)、式(3)和式(4)，最终求解处吸力桶抗拔承载力F拔。 10.如权利要求1所述的用于检测吸力桶抗拔承载力的方法，其特征是，所述步骤5)中，当吸力式桶形基础开始产生上拔位移时，记录Q值与吸力式桶形基础位移值量y，绘制荷载Q与位移量y关系曲线与和位移量y与加荷时间单对数曲线对其极限抗拔承载力进行分析。
所属类别：	发明专利