[发明专利]分级动荷加载法基桩承载力测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分级施加动荷载基桩承载力测试和结果分析方法，属于基桩承载力单桩竖向承载力测试技术领域，适合于混凝土灌注桩，预应力桩，钢桩等桩体材质较高的基桩竖向承载力检测。

背景技术

现有技术中，基桩承载力的主要测试方法是静载法，另外一种测试基桩承载力的方法是“高应变法”，“高应变法”是一种动力测试方法，高应变动力试桩是用重锤冲击桩顶，使桩周土产生塑性变形，实测桩顶力和速度时程曲线。通过波动理论分析，得到桩土体系有关性状的试验方法。

目前我国土地资源日益紧张，建筑趋向高层发展趋势，且很多建筑物由于地质复杂采用桩基础，一般都采用高承载力灌注桩、钢桩或大直街管桩，未来趋向甲级、乙级地基等级，承载力按规范要求都采用静载荷试验法，目前大多静载试验都采用堆载法，堆载量多则仟吨级，一根桩的静载费用多则十几万元人民币，另外一个弊端是运输大量的堆载物的重载汽车运输对城市道路破坏严重;高应变动测虽然快速轻便，但只是一种间接方法，对检测人员的综合素质要求很高，由于我国从事高应变检测人员的综合素质参差不齐，导致不同单位对同一根桩的分析结果差异较大，根据国家检测中心对一次现场考试的统计资料统计，素质较高的检测单位误差能控制在20%以内，有些检测单位的高应变测试结果的误差较大（最大误差120%），因此我国规范也限制了高应变承载力测试的应用范围，甲级以上建筑限制使用，但该方法有其方便快速的优点。

传统的静载荷和高应变承载力检测存在以下问题：

1. 静载荷试验一般采用堆载法或堆锚法，检测成本高、试验周期长、对场地要求高、试验危险性大、重型汽车运输配重会对城市道路造成损害。

2. 高应变承载力检测对试验及分析人员的综合素质要求较高，给出的结果是通过波动理论分析出的间接结果。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种分级动荷加载法基桩承载力测试方法，满足实际使用要求。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种分级动荷加载法基桩承载力测试方法，对基桩的桩顶轴向分级施加动态载荷，并实时记录基桩的桩身质点受到冲击产生的荷载、位移和加速度，然后根据记录的荷载、位移和加速度数据进行分析以判定基桩竖向抗承载力。

作为上述技术方案的具体优选，所述分级施加动态载荷的方法为等势能递增或等荷载量级递增。

作为上述技术方案的具体优选，实时记录基桩的桩身质点受到冲击后的荷载、位移和加速度的方法为：位移量采用动态位移传感器进行测量，分级施加的动态荷载采用应力计或应变传感器进行测量，桩身质点受到冲击后的实时加速度采用冲击加速度传感器测量。

作为上述技术方案的具体优选，所述实时记录的荷载、位移和加速度数据包括：分级动态载荷下的静动荷载F(i)_stn(kN)～时间t(ms)曲线、位移u(i)(mm)～时间t(ms)曲线、加速度a(i)(kg/m²)～时间t(ms)曲线，以及综合所述静动F(i)_stn(kN)～时间t(ms)曲线和所述位移u(i)(mm)～时间t(ms)曲线而获得的分级动态荷载作用下的静动荷载F(i)_stn(kN)～u(i)位移曲线。

本发明中所使用到的字母符号含义如下：i—对应分级数；m—桩体质量；h—提升高度；u—动位移；F _stn—静动力；t—时间；Q—荷载；S—位移。

在分级动荷载作用下，由于荷载分级加载，桩土体系作用时间加长，减少了桩土体系的动阻力影响。因此，作为上述技术方案的具体优选，所述根据记录的荷载、位移和加速度数据进行分析以判定基桩竖向抗承载力的方法为：根据基桩在动荷载下实测的动静阻力、动位移、加速度、速度，结合基桩的力学特性，得出基桩在每级动荷载下的桩土体系的平均阻力系数，然后计算出在分级动荷载作用下扣除动阻力及惯性力后的静阻力和桩顶沉降的关系，最后综合各级荷载作用下的桩顶静阻力和沉降的关系而得出荷载和沉降关系图，根据所获得的荷载和沉降关系图中荷载及沉降的变化情况确定基桩的最大承载能力。

作为上述技术方案的具体优选，所述等势能递增或等荷载量级递增分级施加动态载荷的方法为：控制锤击设备的落距。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：