一种全护筒材料选用方法及装置与流程

本发明涉及桩基础护筒材料优选，特别涉及一种全护筒材料选用方法及装置。

背景技术：

1、新建城市道路桥梁、构建城市快速路网体系不仅能有效缓解交通拥堵的现象，更能增添城市美化效果，市区新建桥梁已是城市交通不可或缺的基础设施建设之一；另外，在城市桥梁施工中，新建桥梁不可避免的与地铁、隧道相交，同时，由于地铁、隧道对周围土体变形要求较高，使得传统的钻孔灌注桩等对地层扰动大、噪声大的桩基施工方法已无法满足要求。因此，针对该种工况下多采用全护筒全回转钻机施工。

2、目前，全回转钻机全护筒的研究较少，传统的全回转钻机护筒材料选用过程中通过计算沿整个桩基长度中护筒累计剪应力之和来确定护筒材料的选用，且沿整个桩长护筒均采用同一种强度的钢材，未根据护筒受力特点有针对性的使用钢材，造成资源的浪费，同时造成较大的经济损失。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明根据护筒深度与截面剪应力关系曲线，将不同强度钢材的力学特性将截面剪应力分布范围划分为不同区段，不同区段剪应力范围内的护筒采用对应强度的钢材，达到了针对护筒受力情况选用对应钢材的目的。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种全护筒材料选用方法，包括以下步骤，

3、s1、获取施打桩基区域的土层信息，根据所述土层信息确定土层的扭矩分布；

4、s2、根据所述土层的扭矩分布获取桩基深度与作用于护筒截面扭矩的关系，并转换成桩基深度与作用于护筒的剪切应力的关系；

5、s3、根据所述桩基深度与作用于护筒的剪切应力的关系与护筒材料的强度进行匹配，从而根据桩基深度选用不同的护筒材料。

6、进一步地，所述s1具体包括，

7、根据桩基的深度确定桩基范围内土层分布情况；

8、根据所述土层分布情况确定土层土体的极限摩阻力值；

9、根据土层土体的极限摩阻力值以及土层厚度确定土层的扭矩分布。

10、进一步地，所述s2具体包括，

11、以桩端处的累计扭矩值为0，沿桩端与桩尾的方向获取每个土层的累计扭矩值，并将每个土层的累计扭矩值连接得到桩基深度与作用于护筒截面扭矩的关系；

12、将作用于护筒截面扭矩转换成作用于护筒的剪切应力，得到桩基深度与作用于护筒的剪切应力的关系。

13、进一步地，所述s3具体包括，将护筒的剪切应力划分为不同的区段，每个区段对应一种强度的护筒材料，根据区段进行护筒材料选取。

14、进一步地，所述s3在根据桩基深度选用不同的护筒材料后，还对这些护筒材料进行固定从而形成护筒整体结构。

15、进一步地，所述固定包括铆接、螺纹连接、焊接中的至少一种。

16、本发明还提供了一种全护筒材料选用装置，包括，

17、信息获取单元，用于获取施打桩基区域的土层信息，根据所述土层信息确定土层的扭矩分布；

18、数据转换单元，根据所述土层的扭矩分布获取桩基深度与作用于护筒截面扭矩的关系，并转换成桩基深度与作用于护筒的剪切应力的关系；

19、材料选用单元，根据所述桩基深度与作用于护筒的剪切应力的关系与护筒材料的强度进行匹配，从而根据桩基深度选用不同的护筒材料。

20、进一步地，所述材料选用单元具体用于，将护筒的剪切应力划分为不同的区段，每个区段对应一种强度的护筒材料，根据区段进行护筒材料选取。

21、相对于现有技术，本发明具有以下的有益效果：

22、本发明将作用于护筒截面扭矩转换成作用于护筒的剪切应力，得到桩基深度与作用于护筒的剪切应力的关系；随后将剪应力划分为不同区段，每个区段对应一种强度的钢材，从而实现根据桩基深度选用不同的护筒材料。本发明可达到针对护筒受力的不同选用不同强度的钢材，避免了传统的护筒材料选用中的不经济现象，节约资源和成本，同时可选用更合适的全回转钻机，避免使用功率过大的全回转钻机造成浪费。

技术特征：

1.一种全护筒材料选用方法，其特征在于，包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的全护筒材料选用方法，其特征在于，所述s1具体包括，

3.根据权利要求1所述的全护筒材料选用方法，其特征在于，所述s2具体包括，

4.根据权利要求1所述的全护筒材料选用方法，其特征在于，所述s3具体包括，将护筒的剪切应力划分为不同的区段，每个区段对应一种强度的护筒材料，根据区段进行护筒材料选取。

5.根据权利要求1所述的全护筒材料选用方法，其特征在于，所述s3在根据桩基深度选用不同的护筒材料后，还对这些护筒材料进行固定从而形成护筒整体结构。

6.根据权利要求5所述的全护筒材料选用方法，其特征在于，所述固定包括铆接、螺纹连接、焊接中的至少一种。

7.一种全护筒材料选用装置，其特征在于，包括，

8.根据权利要求7所述的全护筒材料选用装置，其特征在于，所述材料选用单元具体用于，将护筒的剪切应力划分为不同的区段，每个区段对应一种强度的护筒材料，根据区段进行护筒材料选取。

技术总结
本发明公开了一种全护筒材料选用方法及装置，所述方法包括，S1、获取施打桩基区域的土层信息，根据所述土层信息确定土层的扭矩分布；S2、根据所述土层的扭矩分布获取桩基深度与作用于护筒截面扭矩的关系，并转换成桩基深度与作用于护筒的剪切应力的关系；S3、根据所述桩基深度与作用于护筒的剪切应力的关系与护筒材料的强度进行匹配，从而根据桩基深度选用不同的护筒材料。本发明可达到针对护筒受力的不同选用不同强度的材料，避免了传统的护筒材料选用中的不经济现象，节约资源和成本，同时可选用更合适的全回转钻机，避免使用功率过大的全回转钻机造成浪费。

技术研发人员：汪洪平,雷自力,张安,杨杰
受保护的技术使用者：中国一冶集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15