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专利号: 2020106664393
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.大直径多叶片螺旋钢桩考虑旋压扰动的安装功率确定方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、计算螺旋钢桩的安装力,所述安装力来源于桩侧摩阻力、桩端阻力和螺旋叶片阻力,所述安装力的计算公式为: ;

式中, 为安装力,单位为kN, 为安装过程中产生的桩侧摩阻力,单位为kN, 为安装过程中产生的桩端阻力,单位为kN, 为第 个螺旋叶片阻力,单位为kN, 为螺旋叶片数量;

S2、计算螺旋钢桩的安装扭矩,所述螺旋钢桩的安装扭矩包括中心钢轴安装扭矩和螺旋叶片安装扭矩,所述螺旋钢桩的安装扭矩的计算公式为: ;

式中, 为螺旋钢桩的安装扭矩,单位为kN·m; 为螺旋钢桩中心钢轴安装扭矩,单位为kN·m, 为螺旋钢桩桩底的安装扭矩,单位为kN·m, 为螺旋钢桩第 个螺旋叶片安装扭矩,单位为kN·m;

S3、计算螺旋钢桩的安装功率,所述安装功率的计算公式为: ;

式中,为安装功率,单位为kW,为桩安装时的转速,单位为r/min,为桩安装时贯入速率,单位为m/s。

2.根据权利要求1所述的大直径多叶片螺旋钢桩考虑旋压扰动的安装功率确定方法,其特征在于:安装过程中产生的所述桩侧摩阻力的计算公式为:;

3

式中, 为砂土的单位重度,单位为kN/m , 为螺旋钢桩埋置深度,单位为m, 为桩侧土压力系数, 为桩与土界面摩擦角,单位为°, 为中心钢轴直径,单位为m, 为螺旋钢桩旋转压入过程中桩侧环向摩阻力与竖向摩阻力比。

3.根据权利要求1所述的大直径多叶片螺旋钢桩考虑旋压扰动的安装功率确定方法,其特征在于:安装过程中产生的所述桩端阻力的计算公式为:;

式中, 为砂土的单位重度,单位为kN/m3, 为螺旋钢桩埋置深度,单位为m, 为旋转安装时修正后的承载力因子, 为中心钢轴直径,单位为m。

4.根据权利要求1所述的大直径多叶片螺旋钢桩考虑旋压扰动的安装功率确定方法,其特征在于:安装过程中产生的所述螺旋叶片阻力的计算公式为:;

式中, 为砂土的单位重度,单位为kN/m3, 为第 个螺旋叶片埋置深度,单位为m;

为修正的被动土压力系数, 为上部叶片附近修正的被动土压力系数, 为叶片螺旋倾斜角,单位为°, 为螺旋叶片直径,单位为m, 为中心钢轴直径,单位为m。

5.根据权利要求1所述的大直径多叶片螺旋钢桩考虑旋压扰动的安装功率确定方法,其特征在于:所述中心钢轴安装扭矩的计算公式为:;

式中, 为砂土的单位重度,单位为kN/m3, 为螺旋钢桩埋置深度,单位为m, 为桩侧土压力系数, 为桩与土界面摩擦角,单位为°, 为中心钢轴直径,单位为m, 为螺旋钢桩旋转压入过程中桩侧环向摩阻力与竖向摩阻力比。

6.根据权利要求1所述的大直径多叶片螺旋钢桩考虑旋压扰动的安装功率确定方法,其特征在于:所述螺旋钢桩在贯入过程中产生的桩底的安装扭矩的计算公式为:;

3

式中, 为砂土的单位重度,单位为kN/m , 为螺旋钢桩埋置深度,单位为m, 为旋转安装时修正后的承载力因子, 为桩与土界面摩擦角,单位为°, 为中心钢轴直径,单位为m。

7.根据权利要求1所述的大直径多叶片螺旋钢桩考虑旋压扰动的安装功率确定方法,其特征在于:安装过程中产生的所述螺旋叶片安装扭矩的计算公式为:;

式中, 为第 个螺旋叶片上安装竖向力,单位kN, 为第 个螺旋叶片的上覆土的重力,单位kN, 为中心钢轴直径,单位为m, 为第 个螺旋叶片的直径,单位为m, 为桩与土界面摩擦角,单位为°, 为叶片螺旋倾斜角,单位为°, 为上部叶片安装扭矩折减系数, 为上部叶片附近钢材与砂土界面摩擦角,单位°。

8.根据权利要求7所述的大直径多叶片螺旋钢桩考虑旋压扰动的安装功率确定方法,其特征在于:安装过程中产生的 的计算公式为:;

式中, 为砂土的单位重度,单位为kN/m3, 为螺旋钢桩埋置深度,单位为m, 为第个螺旋叶片离桩底的距离,单位m, 为桩侧土压力系数, 为螺旋钢桩旋转压入过程中桩侧环向摩阻力与竖向摩阻力比。