CN113175007B - 一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法 - Google Patents

一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法，涉及地下工程技术领域，包括：建立钢套管施工的计算模型；根据所述计算模型，计算桩端压力p；根据所述计算模型，计算桩侧径向压力q；根据所述计算模型，计算桩侧垂向摩阻力f；根据所述桩端压力p，引入土塞高度折减系数ζ，计算修正的桩端压力p’；根据所述桩侧径向压力q和桩侧垂向摩阻力f，引入四区段修正，计算修正的桩侧径向压力q’和桩侧垂向摩阻力f’。以解决相关技术中计算钢套管施工附加力时忽视实际工程中钢套管分节施工的特点，以及钢套管施工深度范围内挤土效应强弱的影响，使得最终结果与实际工程有出入的问题。

Description

一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法
技术领域
本发明涉及地下工程技术领域，尤其涉及一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法。
背景技术
钻孔灌注桩具有施工速度快、承载力高、适用范围广等特点，因此在大直径桥桩工程中得以广泛应用。但是，由于其施工工艺的多样性和复杂性，质量控制易出现偏差，钻孔灌注桩的施工、质量事故频发。特别的，紧邻运营地铁隧道的大直径桥桩施工易对周围土体产生较大扰动，继而造成隧道产生过大的变形，若不采取有效的工程措施，将严重威胁地铁的运营安全。全套管灌注桩通过套管护壁、超前护孔、冲抓成孔以及管内灌注混凝土等措施的有机结合进行施工，具有成孔成桩质量高、无孔壁坍塌、断桩和缩颈风险等优点，在软土地区桥桩近接地铁隧道施工的工艺中具有良好的适用性。
全回转套管灌注桩施工，是一种利用全回转套管钻机，通过套筒护壁钻进，配合冲抓斗或旋挖钻机取土成孔的大直径桥桩施工工法。施工过程中，全孔套管护壁且最终套管一般不拔除，钻掘取土和灌注混凝土均在套管内部进行，全护壁套管阻隔了地层变形传递的途径，明显缓释了桩侧附加应力的传递。因此，采用全长套管全回转工法施工的桥桩施工扰动主要来源于钢套管的压入过程。
为了进一步探讨全套管灌注桥桩施工工艺在邻近地铁隧道工程中的应用，有必要深入地研究钢套管施工过程的力学特性，建立简化的力学模型，通过受力分析了解全套管灌注桥桩施工过程对既有地铁隧道的附加力作用。然而，目前有关钢套管施工附加力的分析尚未结合实际工程中钢套管分节施工的特点，且针对施工深度范围内的挤土效应影响考虑较为欠缺。特别是在软土地区，由于地下水位较高，套管施工过程中产生了较大的超孔隙水压力，桩—土界面存在一定的软化效应。显然，钢套管施工不同深度范围内的桩侧附加力具有明显的非线性变化规律，且与桩周土的特性有关。因此，如何获得全套管灌注桥桩施工过程的力学特征便是研究的重点之一。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
钢套管施工附加力的计算忽视了实际工程中钢套管分节施工的特点，以及钢套管施工深度范围内挤土效应强弱的影响，使得最终结果与实际工程有出入。
发明内容
本发明的目的是提出一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法，以解决相关技术中计算钢套管施工附加力时忽视实际工程中钢套管分节施工的特点，以及钢套管施工深度范围内挤土效应强弱的影响，使得最终结果与实际工程有出入的问题。
根据本申请实施例，提供一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法，包括：
建立钢套管施工的计算模型；
根据所述计算模型，计算桩端压力p；
根据所述计算模型，计算桩侧径向压力q；
根据所述计算模型，计算桩侧垂向摩阻力f；
根据所述桩端压力，引入土塞高度折减系数ζ，计算修正的桩端压力p’；
根据所述桩侧径向压力和桩侧垂向摩阻力，引入四区段修正，计算修正的桩侧径向压力q’和桩侧垂向摩阻力f’。
进一步地，建立钢套管施工的计算模型，包括：
以桥桩桩顶的圆周中心作为坐标原点建立坐标系，桥桩垂直于xoy平面，沿着z轴正向施工，得到钢套管施工的计算模型。
进一步地，计算桩端压力p，包括：
计算钢套管内土塞螺旋向上滑动时的桩端压力；
计算钢套管内土塞竖直向上滑动时的桩端压力；
根据不同施工工艺选择所述桩端压力计算公式，计算桩端压力p。
进一步地，计算桩端压力p，包括：
(1)计算钢套管内土塞螺旋向上滑动时的桩端压力；
当采用旋压钢套管的方式进入土体并在发生环向剪切破坏前，钢套管内土塞相对钢套管螺旋向上滑动，此时，桩端压力的计算公式为：
Figure BDA0003026860480000031
Figure BDA0003026860480000032
式中，t为钢套管的壁厚(m)；E为土体的弹性模量(MPa)；ds为桥桩直径与钢套管壁厚之和(m)，ds＝d+t，d为桥桩的直径(m)；n为钢套管内壁与土塞的相对切向速度与竖向速度之比；A为土塞的截面面积(m2)；v为土体的泊松比；ca为土塞与钢套管内壁的粘聚力(kN/m2)，
Figure BDA0003026860480000033
为土塞与钢套管内壁的摩擦角(°)，界面粘聚力ca和界面摩擦角
Figure BDA0003026860480000034
应基于周围土体的粘聚力c和内摩擦角
Figure BDA0003026860480000035
进行适当折减，ca＝R0c，
Figure BDA0003026860480000036
R0为折减系数；U为钢套管内壁的周长(m)；γ为土体的重度(kN/m3)；z0为土塞最底层土体的高度(m)；p1为土塞最底层土体的顶部应力(kN/m2)；
(2)计算钢套管内土塞竖直向上滑动时的桩端压力；
当采用旋压钢套管的方式进入土体并在发生环向剪切破坏后或采用竖向静压钢套管的方式进入土体时，钢套管内土塞相对钢套管竖直向上滑动，此时，桩端压力的计算公式为：
Figure BDA0003026860480000037
Figure BDA0003026860480000038
(3)根据不同施工工艺选择所述桩端压力计算公式，计算桩端压力p。
进一步地，计算桩侧径向压力q，包括：
钢套管压入过程中的桩侧径向压力的计算公式为：
q＝K0γh (5)
式中，K0为桩侧土体的静止侧压力系数，K0＝v/(1-v)；h为土体的深度(m)。
进一步地，计算桩侧垂向摩阻力f包括：
钢套管压入过程中的桩侧垂向摩阻力的计算公式为：
f＝K0γh·tanδ (6)
式中，δ为钢套管与土体的外摩擦角(°)。
进一步地，引入土塞高度折减系数ζ，计算修正的桩端压力p’，包括：
计算土塞高度折减系数ζ；
根据所述土塞高度折减系数ζ，计算修正的桩端压力p’。
进一步地，引入土塞高度折减系数ζ，计算修正的桩端压力p’，包括：
(1)计算土塞高度折减系数ζ；
简化钢套管分节施工的过程，假设每一节套管施工时的土塞高度为一定值，且与套管的分节施工高度有关，建立土塞高度zs与钢套管分节施工高度zt之间的关系为：
zs＝zt·ζ (7)
(2)根据所述土塞高度折减系数ζ，计算修正的桩端压力p’；
根据土塞高度zs即可计算得到桩端压力计算公式中的土塞最底层土体的高度z0，进一步计算修正的的桩端压力p’。
进一步地，计算修正的桩侧径向压力q’和桩侧垂向摩阻力f’，包括：
计算四区段修正的各区段高度；
根据所述各区段高度，计算修正的桩侧径向压力q’和桩侧垂向摩阻力f’。
进一步地，计算修正的桩侧径向压力q’和桩侧垂向摩阻力f’，包括：
(1)计算四区段修正的各区段高度；
根据地层分布情况、挤土效应强弱影响与桩周摩阻力发挥程度，将软土地区钢套管施工的入土深度范围内分为上部真空压力段H1、中部压力折减段H2、下部土—岩软硬交替段H3和底部“挤土”压力段H4共四部分；
(2)根据所述各区段高度，计算修正的桩侧径向压力q’和桩侧垂向摩阻力f’。
Figure BDA0003026860480000041
Figure BDA0003026860480000051
式中，βi为H2段中部挤土效应弱化区的软化系数，近似为桩—土界面残余摩阻力fsr与极限摩阻力fu的比值；ηi为H4段底部土塞区的挤土效应强化系数。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明提出了一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法，通过对钢套管施工过程力学特征进行简化分析，考虑套管分节施工特点和挤土效应影响，引入土塞高度折减系数和四区段修正，提出钢套管施工各附加力的修正计算公式，更加符合实际施工特点，更具工程适用性。这对于进一步明确钢套管施工附加力的特征，充分了解全套管灌注桥桩的施工影响有重要的理论意义，也为后续工程的安全施工提供了事前评估的手段。本发明提出的计算方法简单明了，运算快捷方便，可利用MATLAB等数值计算软件进行，应用范围广泛，可以适用不同地质条件和不同施工工艺特征作出公式调整。本发明优化完善了钢套管施工附加力的计算方法，为钢套管施工的影响分析提供了快速有效的理论手段，也为邻近地铁隧道的全套管灌注桥桩施工影响评估奠定了理论基础。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的计算模型示意图，其中(a)为计算模型三维示意图，(b)为计算模型二维示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的钢套管施工附加力分布示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步描述。下述实施例以本发明的技术方案为前提进行实施，对实施例的说明仅用于帮助理解本发明，而不是限制本发明。对于相关技术领域人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可以对于本发明进行若干改进和修饰。这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
图1是根据一示例性实施例示出的一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法的流程图，参考图1，该方法可以包括以下步骤：
步骤S11，建立钢套管施工的计算模型；
步骤S12，根据所述计算模型，计算桩端压力p；
步骤S13，根据所述计算模型，计算桩侧径向压力q；
步骤S14，根据所述计算模型，计算桩侧垂向摩阻力f；
步骤S15，根据所述桩端压力，引入土塞高度折减系数ζ，计算修正的桩端压力p’；
步骤S16，根据所述桩侧径向压力和桩侧垂向摩阻力，引入四区段修正，计算修正的桩侧径向压力q’和桩侧垂向摩阻力f’。
由上述实施例可知，本发明实施例通过对钢套管施工过程力学特征进行简化分析，考虑套管分节施工特点和挤土效应影响，引入土塞高度折减系数和四区段修正，提出钢套管施工各附加力的修正计算公式，更加符合实际施工特点，更具工程适用性。这对于进一步明确钢套管施工附加力的特征，充分了解全套管灌注桥桩的施工影响有重要的理论意义，也为后续工程的安全施工提供了事前评估的手段。本发明提出的计算方法简单明了，运算快捷方便，可利用MATLAB等数值计算软件进行，应用范围广泛，可以适用不同地质条件和不同施工工艺特征作出公式调整。本发明优化完善了钢套管施工附加力的计算方法，为钢套管施工的影响分析提供了快速有效的理论手段，也为邻近地铁隧道的全套管灌注桥桩施工影响评估奠定了理论基础。
以杭州市某桥梁试桩施工工程为例，对本发明实施例提出的方法进行详细说明。
在步骤S11的具体实施中，建立钢套管施工的计算模型；
具体地，以桥桩桩顶的圆周中心作为坐标原点建立坐标系，如图2所示，桥桩垂直于xoy平面，沿着z轴正向施工，得到钢套管施工的计算模型。所述计算模型中，钢套管施工对周围土体的作用力主要为桩端压力p、桩侧径向压力q和桩侧垂向摩阻力f。所述计算模型中，桥桩的直径为d，钢套管的厚度为t，rs＝d/2+t，钢套管的长度为H。
在步骤S12的具体实施中，根据所述计算模型，计算桩端压力p，该步骤可以包括以下子步骤：
(1)计算钢套管内土塞螺旋向上滑动时的桩端压力；
具体地，当采用旋压钢套管的方式进入土体并在发生环向剪切破坏前，钢套管内土塞相对钢套管螺旋向上滑动，此时，桩端压力的计算公式为：
Figure BDA0003026860480000071
Figure BDA0003026860480000072
式中，t为钢套管的壁厚(m)；E为土体的弹性模量(MPa)，本实施例中E＝2.5Es，Es为土体的压缩模量(MPa)；ds为桥桩直径与钢套管壁厚之和(m)，ds＝d+t，d为桥桩的直径(m)；n为钢套管内壁与土塞的相对切向速度与竖向速度之比，本实施例中n＝1；A为土塞的截面面积(m2)；v为土体的泊松比；ca为土塞与钢套管内壁的粘聚力(kN/m2)，
Figure BDA0003026860480000073
为土塞与钢套管内壁的摩擦角(°)，ca＝R0c，
Figure BDA0003026860480000074
本实施例中折减系数R0＝0.7；U为钢套管内壁的周长(m)；γ为土体的重度(kN/m3)；z0为土塞最底层土体的高度(m)；p1为土塞最底层土体的顶部应力(kN/m2)。
(2)计算钢套管内土塞竖直向上滑动时的桩端压力；
具体地，当采用旋压钢套管的方式进入土体并在发生环向剪切破坏后或采用竖向静压钢套管的方式进入土体时，钢套管内土塞相对钢套管竖直向上滑动，此时，桩端压力的计算公式为：
Figure BDA0003026860480000081
Figure BDA0003026860480000082
(3)根据不同施工工艺选择所述桩端压力计算公式，计算桩端压力p。
在步骤S13的具体实施中，根据所述计算模型，计算桩侧径向压力q；
具体地，钢套管压入过程中的桩侧径向压力的计算公式为：
q＝K0γh (9)
式中，K0为桩侧土体的静止侧压力系数，K0＝v/(1-v)；h为土体的深度(m)。
在步骤S14的具体实施中，根据所述计算模型，计算桩侧垂向摩阻力f；
具体地，钢套管压入过程中的桩侧垂向摩阻力的计算公式为：
f＝K0γh·tanδ (17)
式中，δ为钢套管与土体的外摩擦角(°)，本实施例中黏土、砂土和含黏土角砾与光滑钢材界面外摩擦角的取值分别为9.0°、24.0°和9.5°。
在步骤S15的具体实施中，根据所述桩端压力，引入土塞高度折减系数ζ，计算修正的桩端压力p’，可以包括以下子步骤：
(1)计算土塞高度折减系数ζ；
具体地，考虑到钢套管施工过程中，钻机不停地掏出套管内的土体，管内土塞的高度始终维持在一定范围。简化钢套管分节施工的过程，假设每一节套管施工时的土塞高度为一定值，且与套管的分节施工高度有关，建立土塞高度zs与钢套管分节施工高度zt之间的关系为：
zs＝zt·ζ (7)
式中，本实例中土塞高度折减系数ζ取值范围为0.60。
(2)根据所述土塞高度折减系数ζ，计算修正的桩端压力p’。
具体地，根据土塞高度zs即可计算得到桩端压力计算公式中的土塞最底层土体的高度z0，进一步计算修正的的桩端压力p’。
在步骤S16的具体实施中，根据所述桩侧径向压力和桩侧垂向摩阻力，引入四区段修正，计算修正的桩侧径向压力q’和桩侧垂向摩阻力f’，可以包括以下子步骤：
(1)计算四区段修正的各区段高度；
具体地，根据地层分布情况、挤土效应强弱影响与桩周摩阻力发挥程度，将软土地区钢套管施工的入土深度范围内分为上部、中部、下部和底部共四部分。其中，H表示桥桩长度或钢套管长度，H1、H2、H3和H4分别表示不同区段高度。
1)H1段为上部真空压力段(亦称近空载段)：由于钢套管施工过程中存在套管连接偏差不垂直、套管间歇回转以及初始钻进时反复压入和上提套管的现象，导致邻近地表的土体与套管之间形成了较长的“真空”压力段，近似认为该区段内套管与周围土体不接触，不存在桩侧径向压力和桩侧垂向摩阻力。本发明实施例中H1取值0.10H。
2)H2段为中部压力折减段(亦称软化段)：由于工程中间地层一般为含水地层，套管压入过程中极易引起地下水的渗流作用，以及施工扰动土体产生的超孔隙水压力，当桩土相对位移超过极限值后，桩—土界面存在软化效应，该区段内的地层压力相对减小。应该指出的是：除软黏土等含水率较高外的土体，如砂土、圆砾、角砾等土中，桩—土界面软化效应不明显，计算中可不考虑。本发明实施例中H2取值0.30H。
3)H3段为下部土—岩软硬交替段(亦称稳定段)：对于软土地区大直径全长套管全回转灌注桩施工要求进入风化岩层，钢套管压入过程中经历了上部软土下部硬质土、岩的地层交替过程，此时桩身总体稳定，桩周土体压力与摩阻力明显大于中部地层。本发明实施例中H3取值0.50H。
4)H4段为底部“挤土”压力段(亦称土塞段)：由于钢套管压入过程中套管内部土体不断被取出，桩底套管靴中存在的土塞高度一般维持在一定范围，套管靴处的土体受到了侧向挤压发生变形，外挤效应明显，桩周土体侧向压力与垂向摩阻力增大。但是，套管靴周围土体的塑性变形同时降低了土体强度，使得该段桩侧压力仅有限增大。本发明实施例中H4取值0.10H。
(2)根据所述各区段高度，计算修正的桩侧径向压力q’和桩侧垂向摩阻力f’。
具体地，桩侧径向压力q和桩侧垂向摩阻力f进行区段修正后的计算公式为：
Figure BDA0003026860480000101
Figure BDA0003026860480000102
式中，βi为H2段中部挤土效应弱化区的软化系数，近似为桩—土界面残余摩阻力fsr与极限摩阻力fu的比值，本发明实施例中取值为0.66；ηi为H4段底部土塞区的挤土效应强化系数，本发明实施例中取值为1.02。
本实施例中，工程场地地基土按成因类型及物理力学性质不同可划分为7个工程地质层，细分为16个亚层，各岩土层的分布与物理力学特征参数见表1。工程设计与施工方案如下：本实施例工程采用全长套管全回转灌注桥桩施工，桥桩长度或钢套管长度H＝70.0m，桥桩直径d＝1.5m，钢套管厚度t＝30.0mm，钢套管分节施工高度zt＝8.0m。
表1本发明实施例的工程地质参数表
Figure BDA0003026860480000103
Figure BDA0003026860480000111
基于工程地质参数和工程主要计算参数，根据上述钢套管施工附加力桩端压力p、桩侧径向压力q和桩侧垂向摩阻力f的修正公式，通过MATLAB数值计算软件进行运算，可得到各附加力数值大小随钢套管施工深度变化的规律。
总体而言，本发明提出的一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法综合考虑了工程施工与地质条件特点，具有较好的工程适用性，能有效预测钢套管施工的扰动影响，为全套管灌注桥桩邻近地铁隧道施工的工程风险评价和安全防控提供了理论基础。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种桥桩钢套管施工附加力的计算方法，其特征在于，包括：
建立钢套管施工的计算模型；
根据所述计算模型，计算桩端压力
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
根据所述计算模型，计算桩侧径向压力
Figure 359299DEST_PATH_IMAGE002
；
根据所述计算模型，计算桩侧垂向摩阻力
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
根据所述桩端压力
Figure 107813DEST_PATH_IMAGE004
，引入土塞高度折减系数
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，计算修正的桩端压力
Figure 908278DEST_PATH_IMAGE006
；
根据所述桩侧径向压力
Figure DEST_PATH_IMAGE007
和桩侧垂向摩阻力
Figure 349624DEST_PATH_IMAGE003
，引入四区段修正，计算修正的桩侧径向压力
Figure 806013DEST_PATH_IMAGE008
和桩侧垂向摩阻力
Figure 847567DEST_PATH_IMAGE009
；
所述引入土塞高度折减系数
Figure 440222DEST_PATH_IMAGE005
，计算修正的桩端压力
Figure 521310DEST_PATH_IMAGE006
，包括：
计算土塞高度折减系数
Figure 464996DEST_PATH_IMAGE005
；
简化钢套管分节施工的过程，假设每一节套管施工时的土塞高度为一定值，且与套管的分节施工高度有关，建立土塞高度
Figure 289732DEST_PATH_IMAGE010
与钢套管分节施工高度z t之间的关系为：
Figure 2473DEST_PATH_IMAGE011
(7)
根据所述土塞高度折减系数
Figure 988884DEST_PATH_IMAGE012
，计算修正的桩端压力
Figure 419865DEST_PATH_IMAGE006
；
根据土塞高度
Figure 782713DEST_PATH_IMAGE013
即可计算得到桩端压力计算公式中的土塞最底层土体的高度
Figure 615540DEST_PATH_IMAGE014
，进一步计算修正的桩端压力
Figure 772852DEST_PATH_IMAGE006
；
所述计算修正的桩侧径向压力
Figure 956709DEST_PATH_IMAGE008
和桩侧垂向摩阻力
Figure 126178DEST_PATH_IMAGE015
，包括：
计算四区段修正的各区段高度；
根据所述各区段高度，计算修正的桩侧径向压力
Figure 547932DEST_PATH_IMAGE008
和桩侧垂向摩阻力
Figure 876145DEST_PATH_IMAGE015
；
计算修正的桩侧径向压力
Figure 281718DEST_PATH_IMAGE008
和桩侧垂向摩阻力
Figure 251948DEST_PATH_IMAGE015
，包括：
计算四区段修正的各区段高度；
根据地层分布情况、挤土效应强弱影响与桩周摩阻力发挥程度，将软土地区钢套管施工的入土深度范围内分为上部真空压力段
Figure 324947DEST_PATH_IMAGE016
、中部压力折减段
Figure 824061DEST_PATH_IMAGE017
、下部土—岩软硬交替段
Figure 716931DEST_PATH_IMAGE018
和底部“挤土”压力段
Figure 959693DEST_PATH_IMAGE019
共四部分；
根据所述各区段高度，计算修正的桩侧径向压力
Figure 621619DEST_PATH_IMAGE020
和桩侧垂向摩阻力
Figure 291634DEST_PATH_IMAGE015
；
Figure 671800DEST_PATH_IMAGE021
(8)
Figure 449745DEST_PATH_IMAGE022
(9)
式中，
Figure 231756DEST_PATH_IMAGE023
为
Figure 72673DEST_PATH_IMAGE024
段中部挤土效应弱化区的软化系数，近似为桩—土界面残余摩阻力
Figure 940135DEST_PATH_IMAGE025
与极限摩阻力
Figure DEST_PATH_IMAGE026
的比值；
Figure 321438DEST_PATH_IMAGE027
为
Figure 692376DEST_PATH_IMAGE028
段底部土塞区的挤土效应强化系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立钢套管施工的计算模型，包括：
以桥桩桩顶的圆周中心作为坐标原点建立坐标系，桥桩垂直于
Figure 704194DEST_PATH_IMAGE029
平面，沿着
Figure 793373DEST_PATH_IMAGE030
轴正向施工，得到钢套管施工的计算模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算桩端压力
Figure DEST_PATH_IMAGE031
，包括：
计算钢套管内土塞螺旋向上滑动时的桩端压力；
计算钢套管内土塞竖直向上滑动时的桩端压力；
根据不同施工工艺选择所述桩端压力计算公式，计算桩端压力
Figure 978367DEST_PATH_IMAGE032
。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算桩端压力
Figure 203812DEST_PATH_IMAGE033
，包括：
（1）计算钢套管内土塞螺旋向上滑动时的桩端压力；
当采用旋压钢套管的方式进入土体并在发生环向剪切破坏前，钢套管内土塞相对钢套管螺旋向上滑动，此时，桩端压力的计算公式为：
Figure 386531DEST_PATH_IMAGE034
(1)
Figure 231515DEST_PATH_IMAGE035
(2)
式中，
Figure 423462DEST_PATH_IMAGE036
为钢套管的壁厚(m)；
Figure 503414DEST_PATH_IMAGE037
为土体的弹性模量(MPa)；
Figure DEST_PATH_IMAGE038
为桥桩直径与钢套管壁厚之和(m)，
Figure 919351DEST_PATH_IMAGE039
，
Figure DEST_PATH_IMAGE040
为桥桩的直径(m)；
Figure 514281DEST_PATH_IMAGE041
为钢套管内壁与土塞的相对切向速度与竖向速度之比；
Figure DEST_PATH_IMAGE042
为土塞的截面面积(m2)；
Figure 41077DEST_PATH_IMAGE043
为土体的泊松比；
Figure DEST_PATH_IMAGE044
为土塞与钢套管内壁的粘聚力(kN/m2)，
Figure 772273DEST_PATH_IMAGE045
为土塞与钢套管内壁的摩擦角(°)，界面粘聚力
Figure DEST_PATH_IMAGE046
和界面摩擦角
Figure 359112DEST_PATH_IMAGE047
应基于周围土体的粘聚力
Figure DEST_PATH_IMAGE048
和内摩擦角
Figure 438408DEST_PATH_IMAGE049
进行适当折减，
Figure DEST_PATH_IMAGE050
为折减系数；
Figure 503316DEST_PATH_IMAGE051
为钢套管内壁的周长(m)；
Figure DEST_PATH_IMAGE052
为土体的重度(kN/m3)；
Figure 89018DEST_PATH_IMAGE053
为土塞最底层土体的高度(m)；
Figure DEST_PATH_IMAGE054
为土塞最底层土体的顶部应力(kN/m2)；
（2）计算钢套管内土塞竖直向上滑动时的桩端压力；
当采用旋压钢套管的方式进入土体并在发生环向剪切破坏后或采用竖向静压钢套管的方式进入土体时，钢套管内土塞相对钢套管竖直向上滑动，此时，桩端压力的计算公式为：
Figure 846758DEST_PATH_IMAGE055
(3)
Figure DEST_PATH_IMAGE056
(4)
（3）根据不同施工工艺选择所述桩端压力计算公式，计算桩端压力
Figure 150701DEST_PATH_IMAGE057
。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，计算桩侧径向压力
Figure DEST_PATH_IMAGE058
，包括：
钢套管压入过程中的桩侧径向压力的计算公式为：
Figure 19300DEST_PATH_IMAGE059
(5)
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE060
为桩侧土体的静止侧压力系数，
Figure 725087DEST_PATH_IMAGE061
；
Figure DEST_PATH_IMAGE062
为土体的深度(m)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，计算桩侧垂向摩阻力
Figure 656659DEST_PATH_IMAGE063
包括：
钢套管压入过程中的桩侧垂向摩阻力的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE064
(6)
式中，
Figure 447897DEST_PATH_IMAGE065
为钢套管与土体的外摩擦角(°)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，引入土塞高度折减系数
Figure DEST_PATH_IMAGE066
，计算修正的桩端压力
Figure 854608DEST_PATH_IMAGE067
，包括：
计算土塞高度折减系数
Figure DEST_PATH_IMAGE068
；
根据所述土塞高度折减系数
Figure 680481DEST_PATH_IMAGE069
，计算修正的桩端压力
Figure DEST_PATH_IMAGE070
。
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