[发明专利]一种钻孔埋管顶进力预测方法

说明书

本发明涉及基础建设领域，具体涉及一种用于预测钻孔内埋管顶进力的方法。具体方法包括如下步骤：确定钻孔内部不同深度处泥浆的重度γ；确定钻孔内部不同深度处泥浆的不排水抗剪强度c_u；确定埋管内径d、外径D、长度L和密度ρ；确定埋管灌满水时的总重量G；确定埋管外壁与泥浆之间的摩阻力q_s1；确定埋管外壁与孔壁之间的摩阻力q_s2；确定埋管由于泥浆引起的阻力R₁；确定埋管由于倾斜与钻孔侧壁之间引起的阻力R₂；确定管底的泥浆端阻力q_p；确定管底的泥浆阻力R₃；最后确定埋管总的顶进力F。

技术领域

本发明涉及基础建设领域，具体涉及一种用于预测钻孔内埋管顶进力的方法。

技术背景

地下工程建设过程中，经常遇到将管道顶入钻孔内部，如在基坑深层水平位移监测中需将测斜管放入到钻孔内部，在地震CT扫描地层需将PVC管道放入到钻孔内，为了管道内部保持干净，管道底部通常密封处理；钻孔内部往往由于泥浆和底渣的存在，管道在顶进过程中，有时遇到的阻力较大，难以顶入，有时需借助于挖机等机械设备，然而调用挖机需要一定时间，钻孔停留时间久了后，容易出现塌孔，使得管道无法顶入。需要多大的力才能将管道顶入，大都基于工程经验，尚无可靠的理论方法进行预测。

发明内容

本发明的目的在于提供提出一种钻孔埋管顶进力预测方法，具有结构简单、流程性强和结果可靠的优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种钻孔埋管顶进力预测方法，包括如下步骤：

1)确定钻孔内部不同深度处泥浆的重度γ：在钻孔内不同深度处利用取样器取少量泥浆原状样品，将其装入到小型量杯内，利用测量其质量和体积的方法，计算出其密度，然后用质量乘以重力加速度得到其重度γ；

2)确定钻孔内部不同深度处泥浆的不排水抗剪强度c_u：利用步骤1)取出的泥浆样品，在测量其重度γ后，利用微型十字板剪切仪测量各个样品的不排水抗剪强度c_u；或直接将灵敏度较高的十字板剪切仪放入钻孔内部，测试不同深度处的不排水抗剪强度c_u；

3)确定埋管内径d、外径D、长度L和密度ρ：对埋入的管道测量其内径、外径和长度，确定上述尺寸，埋管密度由称取其质量法和计算其体积法确定；

4)确定埋管灌满水时的总重量G：

其中，g为重力加速度，ρ_w为水的密度，取1.0g/cm³；

5)确定埋管外壁与泥浆之间的摩阻力q_s1：取钻孔处土体，在实验室里配备不同浓度的泥浆，分别利用微型剪切仪测试其不排水抗剪强度c_u，同时将两端密封的管道垂直放入到泥浆里进行拉拔试验，确定出不同浓度泥浆与埋管外壁之间的摩阻力q_s1，然后利用最小二乘法进行线性回归，得到摩阻力q_s1与不排水抗剪强度c_u之间的经验关系式，q_s1＝ac_u+b，其中，a和b为拟合参数，进一步由步骤2)测得的不排水抗剪强度，利用回归的经验关系式计算出钻孔内部不同深度处泥浆与埋管外壁之间的摩阻力q_s1；

6)确定埋管外壁与孔壁之间的摩阻力q_s2：将外径与钻孔直径相同的埋管放入钻孔内，利用试验测试出两者之间的摩阻力q_s2；

7)确定埋管由于泥浆引起的阻力R₁；

8)确定埋管由于倾斜与钻孔侧壁之间引起的阻力；