专利名称：基于触探技术估算桩基承载力的分析方法
技术领域：
本发明涉及一种基于触探技术估算桩基承载力的分析方法，属于岩土工程原位测试应用研究领域。
背景技术：
现有应用触探技术估算桩基承载力方法为采用桩基竖向抗压静载试验测试所得桩端阻力和桩侧摩阻力分别与静力触探测试所得锥尖阻力
Qc和侧摩阻力L之间建立统计回归公式，根据统计回归所得经验公式直接估算桩基承载力。静力触探方法测试所得锥尖阻力％和侧摩阻力均为探头匀速贯入过程中周围土
体对探头的抗力，不能完整反映周围土体应力一应变关系，得不到探头一土不同相对变形所对应的抗力；且探头与周围土体之间相互作用为动态过程，相应的摩阻力为滑动摩阻力。 而实际桩基承载过程中，桩一土不同相对变形对应不同的承载力，且桩一土之间相互作用为准静态过程，相应的摩阻力为静摩阻力或静一动摩阻力转化过程。现有静力触探测试所得锥尖阻力％和侧摩阻力f.测试机理与桩基承载机理存在上述不同，且现有应用触探技
术估算桩基承载力方法建立在统计回归分析基础之上，仅能估算桩基极限承载力，不能反映桩基在不同荷载下的承载特性。
发明内容
本发明为解决上述现有技术中的问题而提供了一种基于改进静力触探试验估算桩基承载力的分析方法，该方法所应用的指标测试机理与桩基承载机理一致，且应用该方法能推求出桩基荷载一沉降曲线，进而能较为直观地反应桩基在不同荷载下的承载特性。本发明所采取的技术方案是
一种基于触探技术估算桩基承载力的分析方法，其特征在于包括如下步骤
SI :利用双桥静力触探设备，开展静力触探试验，当探头贯入到第i层土体中部时暂停贯入，卸载并使探头锥尖部位土体孔隙水压力消散30分钟；此后，以一缓慢的恒定加载速率对探杆施加一从零开始逐渐增加的力，直至探头部位土体出现刺入破坏，测记此条件下探头与土体之间不同相对变形所对应的锥尖阻力和侧摩阻力；继续开展静力触探试验，到
下一土层预定深度后继续量测该土层探头与土体之间不同相对变形所对应的锥尖阻力^ 和侧摩阻力f:，依次往复，直至静力触探试验达到最终预定深度。S2:收集桩基竖向抗压静载试验资料，提取各土性土体不同桩一土相对变形所对应的桩端阻力和桩侧摩阻力。S3:建立各土性桩一土不同相对变形所对应的桩端阻力和桩侧摩阻力分别与相应土性探头一土不同相对变形所对应的锥尖阻力^和侧摩阻力L之间经验公式。
S4 :据S3所得经验公式，结合相应场地测试所得探头ー土不同相对变形所对应的锥尖阻力み、侧摩阻力；;及桩长、桩径，推求桩基荷载ー沉降曲线。S5 :分析S4所得桩基荷载ー沉降曲线类型，确定桩基承载カ；对于陡降型荷载ー 沉降曲线，取其发生明显陡降的起始点所对应的荷载值为桩基竖向极限承载カ；对于缓变型荷载ー沉降曲线，取沉降量为40mm所对应的荷载值为桩基竖向极限承载カ。上述SI步骤中对探杆施加力的恒定加载速率介于10 200 N/s之间。本发明具有的优点和积极效果是
本发明提出的基于触探技术估算桩基承载カ的分析方法，通过利用双桥静カ触探设备
量测探头与土体之间不同相对变形所对应的锥尖阻力各和侧摩阻力/;，并结合所建立的
各土性桩ー土不同相对变形所对应的桩端阻力和桩侧摩阻力分别与相应土性探头ー土不
同相对变形所对应的锥尖阻力A和侧摩阻力/;之间经验公式，推求桩基荷载ー沉降曲线，
据此估算桩基极限承载力。采用本发明所述方法估算桩基承载カ无需开展桩基竖向抗压静载试验、钻探取样及室内土工实验，可以节省大量的人力、物力和时间成本；且基于触探技
术测试所得探头ー土不同相对变形所对应的锥尖阻力各和侧摩阻力L测试机理与桩基承
载机理完全一致。本发明的基于触探技术估算桩基承载カ的分析方法，机理明确，应用简单、方便、直观，具有良好的实用性。
图I是按本发明所述方法量测的锥尖阻力与探头ー土不同相对变形M关系图。图2是按本发明所述方法量测的侧摩阻力L与探头ー土不同相对变形M关系图。图3陡降型荷载ー沉降曲线图。图4缓降型荷载ー沉降曲线图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明的基于触探技术估算桩基承载カ的分析方法进行说明。该实施例的基于触探技术估算桩基承载カ的分析方法，包括如下步骤
SI :利用双桥静カ触探设备，开展静カ触探试验，当探头贯入到第i层土体中部时暂停贯入，卸载并使探头锥尖部位土体孔隙水压カ消散30分钟；此后，以ー缓慢的恒定加载速率(10 200 N/s)对探杆施加一从零开始逐渐增加的力，直至探头部位土体出现刺入破
坏，测记此条件下探头与土体之间不同相对变形所对应的锥尖阻力和侧摩阻力继续开
展静カ触探试验，到下一土层预定深度后继续量测该土层探头与土体之间不同相对变形所
对应的锥尖阻力和侧摩阻力依次往复，直至静カ触探试验达到最終预定深度。S2:收集桩基竖向抗压静载试验资料，提取各土性土体不同桩ー土相对变形所对应的桩端阻力和桩侧摩阻力。
S3:建立各土性桩一土不同相对变形所对应的桩端阻力和桩侧摩阻力分别与相应土性探头一土不同相对变形所对应的锥尖阻力qc和侧摩阻力L之间经验公式。S4 :据S3所得经验公式，结合相应场地测试所得探头一土不同相对变形所对应的锥尖阻力&、侧摩阻力/5及桩长、桩径，推求桩基荷载一沉降曲线。S5 :分析S4所得桩基荷载一沉降曲线类型，确定桩基承载力；对于陡降型荷载一沉降曲线，取其发生明显陡降的起始点所对应的荷载值为桩基竖向极限承载力；对于缓变型荷载一沉降曲线，取沉降量为40mm所对应的荷载值为桩基竖向极限承载力。在本实施例中，基于触探技术估算桩基承载力的分析方法是通过改进现有静力触探试验工艺，利用双桥静力触探设备量测探头与土体之间不同相对变形所对应的锥尖阻力
Qc和侧摩阻力/5，并结合所建立的各土性桩一土不同相对变形所对应的桩端阻力和桩侧
摩阻力分别与相应土性探头一土不同相对变形所对应的锥尖阻力和侧摩阻力 Z间经验公式，推求桩基荷载一沉降曲线，据此估算桩基极限承载力。图I、图2分别为采用本发明所述方法量测的锥尖阻力&、侧摩阻力/,与探头一土不同相对变形M关系图。图3、图4分
别为采用本发明所述方法推求所得陡降性和缓变型桩基荷载一沉降曲线。采用本发明所述方法估算桩基承载力无需开展桩基竖向抗压静载试验、钻探取样及室内土工实验，可以节省大量的人力、物力和时间成本；且该方法机理明确，应用简单、方便、直观，具有良好的实用性。
权利要求
1.一种基于触探技术估算桩基承载力的分析方法，其特征在于包括如下步骤51:利用双桥静力触探设备，开展静力触探试验，当探头贯入到第i层土体中部时暂停贯入，卸载并使探头锥尖部位土体孔隙水压力消散30分钟；此后，以一缓慢的恒定加载速率对探杆施加一从零开始逐渐增加的力，直至探头部位土体出现刺入破坏，测记此条件下探头与土体之间不同相对变形所对应的锥尖阻力Qc和侧摩阻力/ ;继续开展静力触探试验，到下一土层预定深度后继续量测该土层探头与土体之间不同相对变形所对应的锥尖阻力％和侧摩阻力，依次往复，直至静力触探试验达到最终预定深度；52:收集桩基竖向抗压静载试验资料，提取各土性土体不同桩一土相对变形所对应的桩端阻力和桩侧摩阻力；S3:建立各土性桩一土不同相对变形所对应的桩端阻力和桩侧摩阻力分别与相应土性探头一土不同相对变形所对应的锥尖阻力^和侧摩阻力Λ之间经验公式；54:据S3所得经验公式，结合相应场地测试所得探头一土不同相对变形所对应的锥尖阻力^、侧摩阻力f及桩长、桩径，推求桩基荷载一沉降曲线；55:分析S4所得桩基荷载一沉降曲线类型，确定桩基承载力；对于陡降型荷载一沉降曲线，取其发生明显陡降的起始点所对应的荷载值为桩基竖向极限承载力；对于缓变型荷载一沉降曲线，取沉降量为40mm所对应的荷载值为桩基竖向极限承载力。
2.根据权利要求I所述的基于触探技术估算桩基承载力的分析方法，其特征在于S1 步骤中对探杆施加力的恒定加载速率介于10 200 N/s之间。
全文摘要
本发明公开了一种基于触探技术估算桩基承载力的分析方法，其包括如下步骤S1量测探头与土体之间不同相对变形所对应的锥尖阻力和侧摩阻力。S2提取各土性土体不同桩—土相对变形所对应的桩端阻力和桩侧摩阻力。S3建立各土性桩—土不同相对变形所对应的桩端阻力和桩侧摩阻力分别与相应土性探头—土不同相对变形所对应的锥尖阻力和侧摩阻力之间经验公式。S4据步骤S3所得经验公式，反求相应场地的桩基荷载—沉降曲线。S5分析S4所得桩基荷载—沉降曲线类型，确定桩基承载力。本发明公开了一种基于触探技术估算桩基承载力的新方法，该方法机理明确，应用简单、方便、直观，具有良好的实用性。
文档编号E02D33/00GK102587426SQ20121009733
公开日2012年7月18日 申请日期2012年4月5日 优先权日2012年4月5日
发明者侯占林, 李国和, 李鹏, 许再良 申请人:铁道第三勘察设计院集团有限公司