[发明专利]一种桩基的贯入度的计算方法

说明书

本申请的目的是提供一种桩基的贯入度的计算方法，其包括以下步骤：根据获取的桩基锤击参数和土质参数，得到桩基在落锤锤击后的贯入度，并将贯入度与预设贯入度进行比对；当贯入度大于预设贯入度时，根据获取的桩基锤击参数得到桩基在锤击后的初始动能；根据获取的土质参数和桩基参数及初始动能，得到桩基的下沉距离；当桩基的下沉深度到达沉桩设计深度时，停止锤击，否则继续锤击；在停止锤击后，基于贯入度确定最终贯入度。与现有技术相比，能够提升最终贯入度的计算精度，直接计算下沉深度和锤击次数，以便于后续的打桩工作。

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种桩基的贯入度的计算方法。

背景技术

桩基作为一种建筑领域常用的基础结构，其在构造、施工时的建筑指标高低对于位于基础结构上的建筑结构的质量好坏起着至关重要的作用。

贯入度，作为桩基沉桩可行性的重要评价指标，是指在一次锤击下，桩基贯入土中的深度，通常可通过锤击能量与土阻力来估算。土阻力，是指桩基贯入土层一定深度后，地基土对桩提供的反力，由于不同贯入深度的土阻力不一定相同，因此工程师可通过桩基贯入不同深度产生的土阻力来判定贯入度、桩基所在土层是否满足施工的要求。

现有技术中，通常采用海利公式来估算桩基的贯入度，其主要是基于动量守恒原理和能量守恒原理，对自由落锤打桩过程进行分析，把锤击过程分为四个阶段：撞击前阶段，即锤由静止位置下落到桩顶表面前的阶段；锤与桩撞击后的压缩阶段；锤与桩未脱离接触前的弹性回复阶段；锤与桩脱离接触后的回弹阶段，并计算出桩基的最终贯入度，以用于单桩承载力和打桩验收的参考依据，如公式(1.1)所示：

其中，ξ—所述落锤在非自由降落状态下的撞击折减系数；h—所述落锤在锤击所述桩基前的落锤距离；W_r—所述落锤的锤重；c—所述土层的总弹性变形量；e—贯入度(m)；P_u—所述桩基的极限承载力。另外，由于ξW_rhη相当于桩基受到落锤的冲击能量E_max，因此公式(1.1)可以改写成公式(1.2)，即

其中，E_max可通过设置在桩基顶部的力传感器和加速度传感器，测得桩基顶部的冲击力和速度，并根据微积分公式(1.3)求得，即

其中，式中F_i(t)——由力传感器测得的桩基顶部所受的冲击力；

v(t)——由加速度传感器测得的桩基顶部的速度；

ta——桩基顶部速度下降至0时所用的时间。

从公式(1.1)～和(1.3)中可以看出，现有的海利公式在计算中存在以下缺陷：其在计算中没有考虑桩基的长径比、贯入过程中土层参数变化等因素对计算出桩基的最终贯入度的影响，从而影响了单桩贯入深度和承载力的估算精度，无法直接计算下沉深度和对应锤击次数，计算效率较低。此外，在通过力传感器和加速度传感器测量相应的参数并通过微积分公式计算得到桩基的最终贯入度的方式，需要进行实地测试，极大的浪费了时间，增加了测试成本，极易出现浪费桩基材料的现象。

发明内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本发明要解决的技术问题是提供一种桩基的贯入度的计算方法，能够提升最终贯入度的计算精度，可直接计算下沉深度和锤击次数，以便于后续的打桩工作。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种桩基的贯入度的计算方法，包括以下步骤：

步骤S1:根据获取的桩基锤击参数和所述土质参数，得到所述桩基在落锤第N次锤击后的贯入度，并将所述贯入度与所述预设贯入度进行比对，其中，N为正整数；

步骤S2:当所述贯入度大于预设贯入度时，根据获取的桩基锤击参数得到所述桩基在锤击后的初始动能；