(19)中华 人民共和国 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 202111612072.8 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 中建铁路投资 建设集团有限公司 地址 102600 北京市大兴区庞各庄镇瓜乡 路10号3号楼一层90 5室 申请人 中南大学　 中国铁路兰州局集团有限公司兰州 工程建设指挥部 (72)发明人 班学锋　聂志红　寇发斌　邹兴儒　 李红周　左君　鲁文军　李少聚　 尹冰峰　王宁　郭伟伟　 (74)专利代理 机构 长沙欧诺专利代理事务所 (普通合伙) 43234 代理人 欧颖　张文君(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种螺钉桩是否进 入持力层的判定方法 (57)摘要 本发明提供一种螺钉桩是否进入持力层的 判定方法， 所述方法包括在螺旋钻机动力头和螺 杆交接处安装 扭矩传感器， 实时监测螺杆钻入 过 程中受到的扭矩， 得到扭矩与深度的关系曲线， 根据关系曲线的变化特征判断螺钉桩钻入过程 中桩端是否到达持力层。 本发明能够及时准确和 直观地判断螺钉桩施工过程中， 桩端是否到达持 力层， 保证地基加固处理质量， 加快施工进度， 在 保证螺钉桩承载力的同时， 有效控制桩的长度， 降低成本 。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114329953 A 2022.04.12 CN 114329953 A 1.一种螺钉桩是否进入持力层的判定方法， 其特征在于， 所述方法包括在螺旋钻机动 力头和螺杆交接处安装扭矩传感器， 实时监测螺杆钻入过程中受到的扭矩， 得到扭矩与深 度的关系曲线， 根据关系曲线的变化特 征判断螺钉桩 钻入过程中桩端是否 到达持力层。 2.根据权利要求1所述的螺钉桩是否进入持力层的判定方法， 其特征在于， 在得到所述 关系曲线后， 根据其变化特征并结合地质勘察资料来判断螺钉桩钻入过程中桩端 是否到达 持力层。 3.一种如权利要求1或2所述的螺钉桩是否进入持力层的判定方法， 其特征在于， 包括 如下步骤： 步骤一、 在螺 旋钻机动力头和螺杆的连接处安装扭矩传感器； 步骤二、 螺 旋钻机就 位， 开始钻孔， 获得 扭矩T随深度h变化的实时数据； 步骤三、 通过电子记录 仪表得到T ‑h曲线； 步骤四、 根据T ‑h曲线变化特 征按区段划分土层， 得到钻头实时所在土层； 步骤五、 根据钻头实时所在土层， 结合工程地质勘 察资料持力层的位置， 判断是否到达 持力层。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114329953 A 2一种螺钉桩是否进入持力层的判定方 法 技术领域 [0001]本发明属于土木交通地基处理领域， 尤其涉及一种判断地基处理时螺钉桩是否到 达持力层的方法。 背景技术 [0002]道路工程施工中， 采用螺钉桩与原土形成复合地基， 从而达到地基加固目的时， 由 于施工路线长， 施工面积大， 对于桩的数量要求比较多。 同时由于地层地质结构的复杂性和 不均匀分布， 导致按照单桩承载力 设计方法计算出每一根桩的具体长度是十分困难的， 且 需要投入很大的人力和时间。 但是， 在螺钉桩施工过程中， 桩端若按要求达到良好的持力 层 并进入一定嵌固深度， 不但可以增加单桩极限承载力， 有效控制沉降， 还能够保证路基整体 稳定性。 反之， 若由于桩的长度过短， 桩端未到达设计所选定的持力层， 则会极大的降低路 基实际承载力， 让路基产生非正常沉降， 甚至开裂。 若由于桩的长度过长， 进入持力层深度 过大又无形中增加了桩身 材料用量， 增加工程 成本。 所以， 准确地判断螺钉桩施工时桩端 是 否已经到 达设计所选 定的持力层是十分有必要的。 [0003]目前在施工过程中判断螺钉桩桩端是否到达持力层的方法大多停留在经验层 面， 主要的判定方法有： [0004]1)利用地勘报告的地层情况估算出持力层位置； [0005]2)对钻出岩屑或岩渣进行 经验判定， 是否 达到持力岩层； [0006]3)以相邻钻孔的持力层深度作为判定依据， 确定 本桩持力层深度； [0007]4)根据钻机振动剧烈程度(钻进难易 程度)判定是否 达到持力层； [0008]5)看电流表， 电流表窜动很利害， 就说明钻不下去了， 到 达了持力层。 [0009]但是， 这些判定方法均存在一定程度的缺陷： [0010]1)地质勘测不能做到一桩一勘测孔， 岩层的高低起伏， 复杂的风化情况， 地勘报告 不能准确的描绘； [0011]2)岩层中经常会有孤石存在， 钻出的孤石岩块存在与持力层岩石相似的情况， 容 易产生误判而发生事故； [0012]3)地层的走向一般存在倾角， 加之倾角的多变性， 导 致相邻桩孔持力层深度不同； [0013]4)钻机的振动剧烈程度和电流表数值窜动程度均是钻机操作者根据经验判断， 具 有较大的主观性。 [0014]所以， 目前工程实 践中判别桩端是否 到达持力层的方法均是不 准确的。 [0015]发明专利CN2015 10878558 提供一种机械 成孔混凝土灌注桩桩底持力层检测方法， 包括下述步骤： ①在大直径桩孔底部沿圆周方向均匀 放置数个双检检波器； ②使用电火花 震源在桩孔底部中心部位人工激发弹性波； ③利用浅层地震仪记录桩孔底双检检波器接收 到的反射波； ④分析研究这些波形记录进而判断桩孔底一定范围内是否存在溶洞、 溶槽或 破碎带等不良地质条件。 该发明的方法不必在桩孔底部再施工进行地质勘察钻孔， 使持力 层检测成本大幅降低、 检测速度快。说　明　书 1/3 页 3 CN 114329953 A 3