[发明专利]隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法

权利要求书

1.隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过钻孔采样、地质勘探确定隧道浅埋段上覆土层性质；

S2、通过钻孔采样、地质勘探确定隧道浅埋段上覆土层厚度；

S3、利用高压旋喷桩法地表加固后隧道浅埋段软弱围岩开挖形成的土拱效应，结合桩体受力分布情况将受力区域进行划分，将主要受力的区域划分为I分区，将次要受力区域划分为Ⅱ分区和Ⅱ'分区；

S4、确定不同埋深下隧道浅埋段软弱围岩高压旋喷桩I分区土拱高度；

S5、根据不同埋深下隧道浅埋段软弱围岩高压旋喷桩I分区土拱高度，确定Ⅱ分区和Ⅱ'分区土拱高度；

S6、根据不同埋深下隧道浅埋段软弱围岩高压旋喷桩各分区土拱高度确定高压旋喷桩桩长。

2.根据权利要求1所述的隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法，其特征在于：所述步骤S1中的隧道浅埋段上覆土层性质是流塑-可塑状黏性土、粉土、砂土、素填土、黄土、淤泥质土、耕植土、碎石土或全强风化岩中的一种或几种混合。

3.根据权利要求1所述的隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法，其特征在于：所述步骤S2中的隧道浅埋段上覆土层厚度≤20m。

4.根据权利要求1所述的隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法，其特征在于：所述步骤S3中的桩体受力分布情况是：I分区为主要受力区域，Ⅱ分区和Ⅱ′分区为次要受力区域。

5.根据权利要求1所述的隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法，其特征在于：所述的步骤S4中确定不同埋深下隧道浅埋段软弱围岩高压旋喷桩I分区土拱高度具体是：通过采用数值模拟的方式，建立不同埋深隧道浅埋段高压旋喷桩加固模型，分析不同埋深隧道模型开挖后的应力分布情况，进而确定不同埋深下I分区土拱高度。

6.根据权利要求5所述的隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法，其特征在于：通过采用数值模拟的方式，建立不同埋深隧道浅埋段高压旋喷桩加固模型具体是：分别建立5m、10m、15m、20m埋深隧道浅埋段高压旋喷桩加固模型。

7.根据权利要求1所述的隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法，其特征在于：所述的确定不同埋深下I分区土拱高度具体是：

埋深H≤5m时，I分区土拱高度为4.5m；

5m＜埋深H≤10m时，I分区土拱高度为埋深的1/2，且土拱高度不低于5m；

10m＜埋深H≤20m时，I分区土拱高度为埋深的1/2。

8.根据权利要求1所述的隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法，其特征在于：所述确定Ⅱ分区和Ⅱ'分区土拱高度具体是：

埋深H≤5m时，Ⅱ和Ⅱ'分区土拱高度与I分区土拱高度等高；

5m＜埋深H≤20m时，Ⅱ和Ⅱ'分区土拱高度与I分区土拱高度根据桩体的应力分布近似拟合成光滑曲线，且保证桩体最大应力点在设计桩长范围内。

9.根据权利要求1所述的隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法，其特征在于：所述步骤S6中高压旋喷桩桩长具体为：

埋深H≤5m时，旋喷桩竖向施作至地表；

5m＜埋深H≤10m时，隧道跨度范围内的旋喷桩桩长超出隧道开挖轮廓线5m,隧道跨度外侧的边桩桩长与隧道跨度范围内的桩体顶部连接为一条平顺的拱形线；

10m＜埋深H≤20m时，隧道跨度范围内的旋喷桩桩长超出隧道开挖轮廓线0.6倍埋深，隧道跨度外侧的边桩桩长与隧道跨度范围内的桩体顶部连接为一条平顺的拱形线。

10.根据权利要求9所述的隧道浅埋软弱围岩高压旋喷桩法地表加固的桩长确定方法，其特征在于：所述平顺的拱形线幅度应与桩体应力分区曲线幅度一致，且保证桩体最大应力点在设计桩长范围内。