(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211100059.9 (22)申请日 2022.09.09 (71)申请人 中冶武勘工程 技术有限公司 地址 430080 湖北省武汉市青山区冶金 大 道17号 (72)发明人 陈斌　叶子航　谢佳海　潘中祺　 尤涵锐　谢亮　李春磊　吴琪　 刘绍卿　杨光煜　 (74)专利代理 机构 武汉楚天专利事务所 421 13 专利代理师 杨宣仙 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种土岩结合基坑支护桩嵌岩深度计算方 法 (57)摘要 本发明提供一种土岩结合基坑支护桩嵌岩 深度计算方法。 所述计算方法包括： 确定基坑围 护剖面及土层、 岩层的剖面参数， 判断基坑深度h 与土层厚度H的大小关系； 对基岩面以上桩体进 行受力分析， 利用悬臂桩计算方法， 计算出基岩 面上桩体的弯矩和剪力； 确定嵌岩段桩侧岩体对 单位桩长的反力强度； 对基岩面以下桩体进行受 力分析， 由力和 力矩的平衡条件求解支护桩嵌岩 深度。 本发明通过考虑基岩的嵌固效应， 推导了 土岩结合基坑支护桩嵌岩深度的计算公式， 具有 很好的推广应用价 值。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115455690 A 2022.12.09 CN 115455690 A 1.一种土岩结合基坑支护桩嵌岩 深度计算方法， 其特 征在于， 所述方法具体步骤如下： 步骤一： 确定土岩结合基坑围护剖面及土层、 岩层的剖面参数， 包括基坑深度h， 土层的 厚度H、 土体的容重γ， 土体的粘聚力c， 土体的内摩擦角 主动土压力系数 被动土压力系数 岩体的容重γ ′， 岩体的单轴 抗压强度σc， 岩体的单轴抗拉强度σt， 岩体的弹性模量Er， 岩体的泊松比Vr， 支护桩的桩径D， 桩体的弹性模量Ee； 在土岩结合基坑的基坑深度h小于或等于土层厚度H时， 按照以下计算 过程对土岩结合基坑的支护桩嵌岩深度进行计算， 以下计算公式均采用上述参数进行计 算； 步骤二： 对基岩面以上桩体进行受力分析， 利用悬臂桩计算方法， 求解基岩面上桩体的 弯矩M和剪力V： 步骤三： 确定嵌岩段桩侧岩体对单位桩长的反力强度； 根据Hoek ‑Brown岩体强度 准则， 临界深度以下桩侧岩体对单位桩长的反力强度q为： 公式③中的临界深度l由以下公式计算得到： 将式④代入式③可得： 步骤四： 对基岩面以下桩体进行受力分析， 由力和力矩的平衡条件求解支护桩嵌岩深 度z： 将步骤二中计算的基岩面上桩体的弯矩M和剪力V， 步骤三中计算的临界深度以下桩侧 岩体对单位桩长的反力强度q代入公 式⑥中计算出支护桩嵌岩深度z； 其中， V＞0时， ±取+；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455690 A 2当V＜0时， ±取﹣ 。 2.根据权利要求1所述的一种土岩结合基坑支护桩嵌岩深度计算方法， 其特征在于： 所 述步骤一中土岩结合基坑的基坑支护桩竖直， 岩层为均质连续的单层岩体， 包括中风化基 岩、 微风化基岩或新鲜基岩， 土体表面水平， 土体表面无 上覆荷载， 不 考虑地下 水的作用。 3.根据权利要求1所述的一种土岩结合基坑支护桩嵌岩深度计算方法， 其特征在于所 述步骤二中基岩面上桩体的弯矩M和剪力V的计算过程如下， 利用悬臂桩计算方法， 按照公 式⑦计算出基岩面上桩体的弯 矩M： M＝Ea·ha‑Ep·hp                      ⑦ 按照公式 ⑧计算出基岩面上桩体的剪力V： V＝Ep‑Ea                        ⑧ 上述公式 ⑦和⑧中， 桩侧主动土 压力Ea为： Ea在桩体上的作用点与基岩面的距离 ha为： 桩侧被动土 压力Ep为： Ep在桩体上的作用点与基岩面的距离 hp为： 将公式⑨～ 代入⑦中得到步骤二中的公式 ①； 将公式⑨和 代入⑧中得到步骤二中的公式 ②。 4.根据权利要求1所述的一种土岩结合基坑支护桩嵌岩深度计算方法， 其特征在于： 所 述步骤二中在临界深度范围内， 桩侧岩体对单位桩长的反力强度随深度的增加而增大； 超 过临界深度时， 桩侧岩体对单位桩长的反力强度保持不变。 5.根据权利要求1所述的一种土岩结合基坑支护桩嵌岩深度计算方法， 其特征在于： 所 述步骤四中对基岩面以下桩体进行受力分析， 由力和力矩的平衡条件得到如下 方程组： 并通过上述方程组解出支护桩嵌岩 深度z的表达式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455690 A 3