[发明专利]一种桩基承载力恢复评价及计算方法

说明书

本发明公开了一种桩基承载力恢复评价及计算方法：按土质条件将桩分为粘性土中的桩和非粘性土中的桩；按桩的安装方式及桩型，将粘性土中的桩和非粘性土中的桩分别细分为打入开口桩、打入闭口桩和静压桩；收集各类桩的桩基承载力恢复数据，包括打桩结束后的桩基承载力、打桩结束后的时间及对应的桩基承载力；计算出对应的桩基承载力恢复速率，并绘制于坐标系中；将桩基承载力恢复速率与时间，绘制于双对数坐标系中，采用最小二乘法拟合成直线，确定拟合直线的截距和斜率，推导出桩基承载力恢复计算公式。本发明采用桩基承载力恢复速率(Q_t/Q₀/t)作为桩基承载力恢复评价指标，进而得到不同时间的桩基承载力。

技术领域

本发明涉及一种方法，更具体的说，是涉及一种桩基承载力恢复评价及计算方法。

背景技术

随着世界经济的高速发展，大型港口与桥梁工程快速发展，桩基础作为一种深基础，应用越来越广泛。桩在沉桩过程中使桩侧周围土体受到挤压、扰动、重塑，产生不同程度的挤土效应，同时还会产生较高的超孔隙水压力。造成桩承载力在打桩结束后随休止期延长而增加，一般达到稳定值所需的时间为几十天甚至数年，此现象称为桩基承载力恢复(setup)。即，桩基的承载力有随时间增长而变化的趋势。在工程实践中，与沉桩结束时的土阻力相比，桩的最终承载力是人们更关心的，所以探讨桩基承载力时间效应问题，通过沉桩结束时的承载力检测值合理推算桩最终的承载力，可以优化桩基设计，合理安排打桩，节约工程造价。

影响桩基承载力恢复的因素很多，计算桩基承载力恢复的公式也各种各样，这些公式大致可以分为3种类型，分别是对数型(log(f(t))或ln(f(t)))，双曲线型(f(t)/[a+bf(t)])，幂函数型(f(t^a))。其中，最为常用的桩基承载力恢复计算公式为对数型SkovDenver(1988)公式：

上式也可写作，

其中Q_t/Q₀为桩基承载力恢复系数，A和t₀为计算参数。根据打桩结束后t₀天的桩基承载力来确定t天时的桩基承载力的计算公式。其中A的取值具有较大的离散性，例如：SkovDenver(1988)建议砂土中A取0.2，粘土中A取0.6。Rauche(1996)在粘土中推荐的A为1.2～5.5，砂土中推荐为0.8～2.0，由此可见，A具有较大的变化范围，而选择不同的计算参数对最终计算结果有很大的影响。此外，工程实际显示，桩基承载力恢复系数受不同因素的影响表现出了一定的离散性，这些都对工程技术人员造成困扰。因此，有必要探究更加明确的承载力恢复规律并提出合理的承载力计算公式。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种桩基承载力恢复评价及计算方法，该方法采用桩基承载力恢复速率(Q_t/Q₀/t)作为桩基承载力恢复评价指标，进而得到不同时间的桩基承载力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种桩基承载力恢复评价及计算方法，包括以下步骤：

步骤一，按土质条件将桩分为粘性土中的桩和非粘性土中的桩；

步骤二，按桩的安装方式及桩型，将粘性土中的桩和非粘性土中的桩分别细分为打入开口桩、打入闭口桩和静压桩，其中，打入闭口桩还包括形成闭合土塞的开口桩；

步骤三，根据步骤二的分类，收集各类桩的桩基承载力恢复数据，包括打桩结束后的桩基承载力、打桩结束后的时间及对应的桩基承载力；

步骤四，根据步骤三收集的各类桩桩基承载力恢复数据分别计算出对应的桩基承载力恢复速率，并绘制于桩基承载力恢复速率与时间的坐标系中；