[发明专利]一种基于搅拌能耗的水泥搅拌桩土层识别方法

说明书

本发明提供了一种基于搅拌能耗的水泥搅拌桩土层识别方法，包括以下步骤：通过勘察确定确定施工区域内包含的多种第一土层类型，并获取每种第一土层类型的物理力学参数；将设计施工深度划分为多个深度段；获取各深度段对应的损失功耗；在施工过程中，每隔预设采集时间获取动力头信息，且每当搅拌头下降至各目标深度段的底端时，根据第一预设计算规则计算动力头所做的功的第一实际值；根据第二预设计算规则计算出目标深度段的土层类型假设为第一土层类型时，动力头所做的功的计算值；基于第一实际值和各计算值，确定目标深度段的土层类型。本发明通过动力头对搅拌头通过不同土层类型所做的功不同和动力头的实际做功，识别不同深度所对应的土层类型。

技术领域

本发明属于搅拌桩施工技术领域，尤其涉及一种基于搅拌能耗的水泥搅拌桩土层识别方法。

背景技术

深层水泥搅拌桩施工时需要针对不同的土层采取不同的工艺参数，而工程实践中通常在一片施工区域仅1个勘察钻孔，所有搅拌桩施工都参照该勘察钻孔的土层分布情况调整施工工艺参数。然而，大量工程土层分布复杂，实际施工的土层分布与勘察孔并不一致，因此经常出现施工工艺参数不适宜该土层，导致部分桩段施工质量差，甚至不成桩的情况。

目前，市场上常用的搅拌桩机包括抱桩器、设置在抱桩器上的多根钻杆、驱动多根钻杆旋转的动力头以及分别设置在多根钻头底端的多个搅拌头，搅拌头的底端设有切割刀片且其外侧壁上设有若干层叶片，并且搅拌桩机都具有转速、下贯速度、深度、动力头的电流值和动力头的电压值的实时监测功能，为解决实际施工的土层分布的问题，通常以电流值的变化情况来作为划分土层的依据，但实际上电流值不仅与土体软硬程度有关，还与下贯的速度、深度、土层性质等密切相关，直接用电流值判别土层类型容易发生误判，风险很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于搅拌能耗的水泥搅拌桩土层识别方法，通过动力头对搅拌头通过不同土层类型所做的功不同和动力头的实际做功，识别不同深度所对应的土层类型。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于搅拌能耗的水泥搅拌桩土层识别方法，包括以下步骤：

对施工区域进行勘察，确定施工区域内包含的多种第一土层类型，并获取每种第一土层类型的物理力学参数；

获取设计施工深度，将设计施工深度划分为多个深度段；

在施工之前，获取搅拌头下降至各深度段底端时搅拌桩机的损失功耗，得到各深度段对应的损失功耗；

在施工过程中，每隔预设采集时间获取动力头信息，且每当搅拌头下降至各深度段的底端时，将搅拌头所在的深度段记为目标深度段，动力头信息包括动力头的电压值、电流值；

基于获取的动力头信息，根据第一预设计算规则计算动力头对搅拌头通过目标深度段这一段时间所做的功的第一实际值；

基于多种第一土层类型的物理力学参数和目标深度段对应的损失功耗，根据第二预设计算规则计算出目标深度段的土层类型假设为各种第一土层类型时，动力头对搅拌头通过目标深度段这一段时间所做的功的计算值，得到各第一土层类型对应的计算值；

基于第一实际值和各第一土层类型对应的计算值，确定目标深度段的土层类型。

进一步地，根据第一预设计算规则计算动力头对搅拌头通过目标深度段这一段时间所做的功的第一实际值的步骤包括：

根据以下公式计算动力头对搅拌头通过目标深度段这一段时间所做的功的第一实际值：