專利名稱：基于觸探技術(shù)估算樁基承載力的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于觸探技術(shù)估算樁基承載力的分析方法，屬于巖土工程原位測試應(yīng)用研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有應(yīng)用觸探技術(shù)估算樁基承載力方法為采用樁基豎向抗壓靜載試驗(yàn)測試所得樁端阻力和樁側(cè)摩阻力分別與靜力觸探測試所得錐尖阻力
Qc和側(cè)摩阻力L之間建立統(tǒng)計(jì)回歸公式，根據(jù)統(tǒng)計(jì)回歸所得經(jīng)驗(yàn)公式直接估算樁基承載力。靜力觸探方法測試所得錐尖阻力％和側(cè)摩阻力均為探頭勻速貫入過程中周圍土
體對探頭的抗力，不能完整反映周圍土體應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系，得不到探頭一土不同相對變形所對應(yīng)的抗力；且探頭與周圍土體之間相互作用為動態(tài)過程，相應(yīng)的摩阻力為滑動摩阻力。 而實(shí)際樁基承載過程中，樁一土不同相對變形對應(yīng)不同的承載力，且樁一土之間相互作用為準(zhǔn)靜態(tài)過程，相應(yīng)的摩阻力為靜摩阻力或靜一動摩阻力轉(zhuǎn)化過程?，F(xiàn)有靜力觸探測試所得錐尖阻力％和側(cè)摩阻力f.測試機(jī)理與樁基承載機(jī)理存在上述不同，且現(xiàn)有應(yīng)用觸探技
術(shù)估算樁基承載力方法建立在統(tǒng)計(jì)回歸分析基礎(chǔ)之上，僅能估算樁基極限承載力，不能反映樁基在不同荷載下的承載特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題而提供了一種基于改進(jìn)靜力觸探試驗(yàn)估算樁基承載力的分析方法，該方法所應(yīng)用的指標(biāo)測試機(jī)理與樁基承載機(jī)理一致，且應(yīng)用該方法能推求出樁基荷載一沉降曲線，進(jìn)而能較為直觀地反應(yīng)樁基在不同荷載下的承載特性。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
一種基于觸探技術(shù)估算樁基承載力的分析方法，其特征在于包括如下步驟
SI :利用雙橋靜力觸探設(shè)備，開展靜力觸探試驗(yàn)，當(dāng)探頭貫入到第i層土體中部時暫停貫入，卸載并使探頭錐尖部位土體孔隙水壓力消散30分鐘；此后，以一緩慢的恒定加載速率對探桿施加一從零開始逐漸增加的力，直至探頭部位土體出現(xiàn)刺入破壞，測記此條件下探頭與土體之間不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力和側(cè)摩阻力；繼續(xù)開展靜力觸探試驗(yàn)，到
下一土層預(yù)定深度后繼續(xù)量測該土層探頭與土體之間不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力^ 和側(cè)摩阻力f:，依次往復(fù)，直至靜力觸探試驗(yàn)達(dá)到最終預(yù)定深度。S2:收集樁基豎向抗壓靜載試驗(yàn)資料，提取各土性土體不同樁一土相對變形所對應(yīng)的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力。S3:建立各土性樁一土不同相對變形所對應(yīng)的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力分別與相應(yīng)土性探頭一土不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力^和側(cè)摩阻力L之間經(jīng)驗(yàn)公式。
S4 :據(jù)S3所得經(jīng)驗(yàn)公式，結(jié)合相應(yīng)場地測試所得探頭ー土不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力み、側(cè)摩阻力；;及樁長、樁徑，推求樁基荷載ー沉降曲線。S5 :分析S4所得樁基荷載ー沉降曲線類型，確定樁基承載カ；對于陡降型荷載ー 沉降曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)所對應(yīng)的荷載值為樁基豎向極限承載カ；對于緩變型荷載ー沉降曲線，取沉降量為40mm所對應(yīng)的荷載值為樁基豎向極限承載カ。上述SI步驟中對探桿施加力的恒定加載速率介于10 200 N/s之間。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
本發(fā)明提出的基于觸探技術(shù)估算樁基承載カ的分析方法，通過利用雙橋靜カ觸探設(shè)備
量測探頭與土體之間不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力各和側(cè)摩阻力/;，并結(jié)合所建立的
各土性樁ー土不同相對變形所對應(yīng)的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力分別與相應(yīng)土性探頭ー土不
同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力A和側(cè)摩阻力/;之間經(jīng)驗(yàn)公式，推求樁基荷載ー沉降曲線，
據(jù)此估算樁基極限承載力。采用本發(fā)明所述方法估算樁基承載カ無需開展樁基豎向抗壓靜載試驗(yàn)、鉆探取樣及室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)，可以節(jié)省大量的人力、物力和時間成本；且基于觸探技
術(shù)測試所得探頭ー土不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力各和側(cè)摩阻力L測試機(jī)理與樁基承
載機(jī)理完全一致。本發(fā)明的基于觸探技術(shù)估算樁基承載カ的分析方法，機(jī)理明確，應(yīng)用簡單、方便、直觀，具有良好的實(shí)用性。


圖I是按本發(fā)明所述方法量測的錐尖阻力與探頭ー土不同相對變形M關(guān)系圖。圖2是按本發(fā)明所述方法量測的側(cè)摩阻力L與探頭ー土不同相對變形M關(guān)系圖。圖3陡降型荷載ー沉降曲線圖。圖4緩降型荷載ー沉降曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的基于觸探技術(shù)估算樁基承載カ的分析方法進(jìn)行說明。該實(shí)施例的基于觸探技術(shù)估算樁基承載カ的分析方法，包括如下步驟
SI :利用雙橋靜カ觸探設(shè)備，開展靜カ觸探試驗(yàn)，當(dāng)探頭貫入到第i層土體中部時暫停貫入，卸載并使探頭錐尖部位土體孔隙水壓カ消散30分鐘；此后，以ー緩慢的恒定加載速率(10 200 N/s)對探桿施加一從零開始逐漸增加的力，直至探頭部位土體出現(xiàn)刺入破
壞，測記此條件下探頭與土體之間不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力和側(cè)摩阻力繼續(xù)開
展靜カ觸探試驗(yàn)，到下一土層預(yù)定深度后繼續(xù)量測該土層探頭與土體之間不同相對變形所
對應(yīng)的錐尖阻力和側(cè)摩阻力依次往復(fù)，直至靜カ觸探試驗(yàn)達(dá)到最終預(yù)定深度。S2:收集樁基豎向抗壓靜載試驗(yàn)資料，提取各土性土體不同樁ー土相對變形所對應(yīng)的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力。
S3:建立各土性樁一土不同相對變形所對應(yīng)的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力分別與相應(yīng)土性探頭一土不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力qc和側(cè)摩阻力L之間經(jīng)驗(yàn)公式。S4 :據(jù)S3所得經(jīng)驗(yàn)公式，結(jié)合相應(yīng)場地測試所得探頭一土不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力&、側(cè)摩阻力/5及樁長、樁徑，推求樁基荷載一沉降曲線。S5 :分析S4所得樁基荷載一沉降曲線類型，確定樁基承載力；對于陡降型荷載一沉降曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)所對應(yīng)的荷載值為樁基豎向極限承載力；對于緩變型荷載一沉降曲線，取沉降量為40mm所對應(yīng)的荷載值為樁基豎向極限承載力。在本實(shí)施例中，基于觸探技術(shù)估算樁基承載力的分析方法是通過改進(jìn)現(xiàn)有靜力觸探試驗(yàn)工藝，利用雙橋靜力觸探設(shè)備量測探頭與土體之間不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力
Qc和側(cè)摩阻力/5，并結(jié)合所建立的各土性樁一土不同相對變形所對應(yīng)的樁端阻力和樁側(cè)
摩阻力分別與相應(yīng)土性探頭一土不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力和側(cè)摩阻力 Z間經(jīng)驗(yàn)公式，推求樁基荷載一沉降曲線，據(jù)此估算樁基極限承載力。圖I、圖2分別為采用本發(fā)明所述方法量測的錐尖阻力&、側(cè)摩阻力/,與探頭一土不同相對變形M關(guān)系圖。圖3、圖4分
別為采用本發(fā)明所述方法推求所得陡降性和緩變型樁基荷載一沉降曲線。采用本發(fā)明所述方法估算樁基承載力無需開展樁基豎向抗壓靜載試驗(yàn)、鉆探取樣及室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)，可以節(jié)省大量的人力、物力和時間成本；且該方法機(jī)理明確，應(yīng)用簡單、方便、直觀，具有良好的實(shí)用性。
權(quán)利要求
1.一種基于觸探技術(shù)估算樁基承載力的分析方法，其特征在于包括如下步驟51:利用雙橋靜力觸探設(shè)備，開展靜力觸探試驗(yàn)，當(dāng)探頭貫入到第i層土體中部時暫停貫入，卸載并使探頭錐尖部位土體孔隙水壓力消散30分鐘；此后，以一緩慢的恒定加載速率對探桿施加一從零開始逐漸增加的力，直至探頭部位土體出現(xiàn)刺入破壞，測記此條件下探頭與土體之間不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力Qc和側(cè)摩阻力/ ;繼續(xù)開展靜力觸探試驗(yàn)，到下一土層預(yù)定深度后繼續(xù)量測該土層探頭與土體之間不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力％和側(cè)摩阻力，依次往復(fù)，直至靜力觸探試驗(yàn)達(dá)到最終預(yù)定深度；52:收集樁基豎向抗壓靜載試驗(yàn)資料，提取各土性土體不同樁一土相對變形所對應(yīng)的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力；S3:建立各土性樁一土不同相對變形所對應(yīng)的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力分別與相應(yīng)土性探頭一土不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力^和側(cè)摩阻力Λ之間經(jīng)驗(yàn)公式；54:據(jù)S3所得經(jīng)驗(yàn)公式，結(jié)合相應(yīng)場地測試所得探頭一土不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力^、側(cè)摩阻力f及樁長、樁徑，推求樁基荷載一沉降曲線；55:分析S4所得樁基荷載一沉降曲線類型，確定樁基承載力；對于陡降型荷載一沉降曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)所對應(yīng)的荷載值為樁基豎向極限承載力；對于緩變型荷載一沉降曲線，取沉降量為40mm所對應(yīng)的荷載值為樁基豎向極限承載力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于觸探技術(shù)估算樁基承載力的分析方法，其特征在于S1 步驟中對探桿施加力的恒定加載速率介于10 200 N/s之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于觸探技術(shù)估算樁基承載力的分析方法，其包括如下步驟S1量測探頭與土體之間不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力和側(cè)摩阻力。S2提取各土性土體不同樁—土相對變形所對應(yīng)的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力。S3建立各土性樁—土不同相對變形所對應(yīng)的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力分別與相應(yīng)土性探頭—土不同相對變形所對應(yīng)的錐尖阻力和側(cè)摩阻力之間經(jīng)驗(yàn)公式。S4據(jù)步驟S3所得經(jīng)驗(yàn)公式，反求相應(yīng)場地的樁基荷載—沉降曲線。S5分析S4所得樁基荷載—沉降曲線類型，確定樁基承載力。本發(fā)明公開了一種基于觸探技術(shù)估算樁基承載力的新方法，該方法機(jī)理明確，應(yīng)用簡單、方便、直觀，具有良好的實(shí)用性。
文檔編號E02D33/00GK102587426SQ20121009733
公開日2012年7月18日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者侯占林, 李國和, 李鵬, 許再良 申請人:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司