[发明专利]基于天然源面波计算基坑双排桩桩间土对桩侧压力的方法

说明书

本发明公开了一种基于天然源面波计算基坑双排桩桩间土对桩侧压力的方法，包括：采集天然源面波数据，通过数据处理得到基坑底面以上地层厚度、地层层数和面波速度，进而确定双排桩影响系数、基坑底面以上各土层影响因子、双排桩间水平距离的变化值、基坑深度影响系数、基坑底面以上土层等效内摩擦角、初始应力影响系数，再利用公式直接计算基坑双排桩桩间土对桩侧的压力。该方法充分利用了天然源面波勘探设备轻便、无损、效率高、不受场地和人文干扰因素影响等优点，无需成孔、计算方便快捷、成本低，可用于粘土、砂土、碎石土等不同类型的土体且场地适应性强，在钻探、预钻式旁压、静力触探实施困难地区优势明显，具有较大使用推广价值。

技术领域

本发明涉及工程地质勘察领域，尤其是涉及一种基于天然源面波计算基坑双排桩桩间土对桩侧压力的方法。

背景技术

双排桩是铁路、工民建等工程基坑常用的一种支护结构，桩间土对桩侧的压力是双排桩设计的关键参数，目前主要是通过钻探取样室内试验及预钻式旁压、静力触探等原位测试方法获取压缩模量计算或者根据地区经验获得。

城市地区由于建筑密集，环保要求和赔偿费高，钻探取样实施难度大，粗颗粒土地层取样困难，且通过室内试验获取的压缩模量离散性较高；预钻式旁压同样需成孔，成本高；静力触探主要适合于细颗粒土，在砂土、碎石土等粗颗粒土层勘察效果较差；同时，根据地区经验计算的双排桩桩间土对桩侧的压力误差较大。

发明内容

针对现有基坑双排桩桩间土对桩侧压力计算方法存在的困难，本发明提供一种计算过程简单、快捷且计算精度较高的基于天然源面波计算基坑双排桩桩间土对桩侧压力的方法。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种基于天然源面波计算基坑双排桩桩间土对桩侧压力的方法，包括以下步骤：

S1，场地天然源面波勘探：将多个三分量节点式地震仪等间距线性排列布置，用于采集一定时间的天然源面波数据；

S2，天然源面波数据处理：以测点处节点式地震仪为中心，沿观测系统方向前后各选取相同数量的多个三分量节点式地震仪采集的天然源面波数据，并以测点处的三分量节点式地震仪为虚拟炮点位置，通过干涉理论提取测点位置频散曲线，反演得到基坑底面以上每层土的厚度、地层层数和面波速度，并确定每层土的类型；

S3，确定双排桩影响系数：，其中，为双排桩的初始排间距，单位为m；为桩的直径，单位为m；

S4，确定基坑底面以上各土层的影响因子和；

S5，测量双排桩间的当前排间距，得到排间距的变化值：当排间距减小时为正值，当排间距增加时，取；

S6，计算基坑深度影响系数；

S7，计算基坑底面以上土层等效内摩擦角；

S8，计算初始应力影响系数；

S9，通过公式计算第层土中计算点处双排桩桩间土对桩侧的压力，其中：

为双排桩影响系数；

、为土层影响因子；

为基坑底面以上第层土体的面波速度，单位为m/s；

为双排桩间水平距离的变化值，单位为为m；

为初始应力影响系数；

为基坑深度影响系数；

为等效内摩擦角；

为双排桩外侧第层土中计算点的主动土压力强度标准值，单位为。

其中，步骤S4中土体类型影响因子和的确定方法为：当第层土为粘土时，，；当第层土为砂土时，，；当第层土为碎石土时，，。