CN110276166A - 一种单桩传力特征值的数值分析法方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单桩传力特征值的数值分析法方法，该方法将P～S曲线拟合成经验公式，然后对P～S曲线全过程的试验点进行桩侧阻力和桩端阻力定量分析。本发明的分析方法较人工图解法精度高，把定性分提高到定量分析，消除人工图解法的人为因素，从一个试验点分析到全过程试验点的分析，更完整、更准确表达了单桩的传力特征。目前，工程桩现场静载试压过程中，采集单桩荷载值P和沉降值S都实行了仪器测读与记录，本发明可以完全实行仪器分析，今后，桩基础现场试压时，可同步进行“单桩传力特征分析”，及时调整和修正施工与设计参数。为检测工作智能化创造了条件。

Description

一种单桩传力特征值的数值分析法方法

技术领域

本发明属于土力学技术领域，涉及一种单桩传力特征值的数值分析法方法。

背景技术

单桩承载力是指单桩在荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围内，以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载。一般情况下，桩受到轴向力、横轴向力及弯矩作用，因此须分别研究和确定单桩的轴向承载力和横轴向承载力。桩的承载力是桩与土共同作用的结果，了解单桩在轴向荷载下桩土间的传力途径、单桩承载力的构成特点以及单桩受力破坏形态等基本概念，将对正确确定单桩承载力有指导意义

目前，单桩传力特征值的分析方法都是釆用人工图解法，只能从代表荷载与沉降变化的P～S曲线上，用极限荷载的前一级荷载与沉降值(一个试验点)做桩侧阻力和桩端阻力的定性分析。该分析方法存在很大的主观性，影响结果的准确率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单桩传力特征值的数值分析法方法。该方法将P～S曲线拟合成经验公式，然后对P～S曲线全过程的试验点进行桩侧阻力和桩端阻力定量分析。

其具体技术方案为：

一种单桩传力特征值的数值分析法方法，包括以下步骤：

步骤1、将现场采集的单桩竖向抗压荷载下工作状态参数P值和S值进行整理：

在1：1的米格坐标纸上试画，以横轴代表P值KN，纵轴代表桩顶累计沉降Smm，

根据P～S曲线在坐标纸上的型态，确定拟合的方程类型。

步骤2、将现场采集的P、S数据按步骤1确定的型态进行拟合计算，建立标准曲线方程：Y＝A+B·X+C·x²

Y—桩顶累计沉降变形，mm；

X—桩顶承受的竖向抗压荷载值，kN；

A、B、C—与P、S相关的系数；

步骤3、对拟合的曲线方程进行精度评估分析：

e＝1/11x(0.14548)^1/2x100＝3.47％﹤14％

式中：e表示拟合方程式的相对标准差％；

表示拟合方程式的平均相对误差％；

f_cu,I表示单级荷载下累计沉降的实际测试值；

f^c _cu,I表示单级荷载下累计沉降的理论计算值；

n表示制定方程式的荷载级次；

步骤4、方程精度符合要求后，运用导函数方法，再进行传力特征值定量分析。

进一步，步骤3中，n＝12。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的分析方法较“人工图解法”精度高，把“定性分析”提高到“定量分析”，

本发明的“定量分析”消除“人工图解法”的人为因素，从一个试验点分析到全过程试验点的分析，更完整、更准确表达了“单桩的传力特征”。克服了图解法中因人而异的“分析结果”。

目前，工程桩现场静载试压过程中，采集单桩荷载值P和沉降值S都实行了仪器测读与记录，本发明的“单桩传力特征分析法”可以完全实行仪器分析，今后，桩基础现场试压时，可同步进行“单桩传力特征分析”，及时调整和修正施工与设计参数。为检测工作智能化创造了条件。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

一种单桩传力特征值的数值分析法方法，包括以下步骤：

步骤1、将现场采集的单桩竖向抗压荷载下工作状态参数P值和S值进行整理：

在1：1的米格坐标纸上试画，以横轴代表P值KN，纵轴代表桩顶累计沉降Smm，

根据P～S曲线在坐标纸上的型态，确定拟合的方程类型。

步骤2、将现场采集的P、S数据按步骤1确定的型态进行拟合计算，建立标准曲线方程。

如本例证为：Y＝A+B·X+C·x²

Y—桩顶累计沉降变形，mm；

X—桩顶承受的竖向抗压荷载值，kN；

A、B、C—与P、S相关的系数；

步骤3、对拟合的曲线方程进行精度评估分析：

表1

e＝[1/11x(0.14548)]^1/2x100＝11.5％﹤14％

式中：e---拟合方程式的相对标准差％；

---拟合方程式的平均相对误差％；

f_cu,I、(S实)---表示单级荷载下累计沉降的实际测试值；

f^c _cu,I、(S计)----表示单级荷载下累计沉降的理论计算值；

n----制定方程式的荷载级次，n＝12；

步骤4、方程精度符合要求后，运用导函数方法，再进行传力特征值定量分析。

常德万达广场B区超高层塔楼(147m高)桩端后注浆试桩传力特征分析结果：

1#桩现场静载竖向抗压试验检测数据如表2所示。

表2

1#桩试桩传力特征分折结果如表3所示。

表3

分析结果：[12600，5.75]处桩侧摩阻力＝6646/(3.14x24)＝88.19KPa，

桩端阻力＝5954/0.785x1x1＝7585KPa，

说明：

1、按第一号试桩P～S数据整理分析，X—横轴，荷载KN，Y---纵轴，桩顶累计沉降变形mm。

2、试验P～S数据的拟合曲线方程式：Y＝A+B·X+C·x²

即：Y＝–1.9963+0.34891·X+0.024476·X²，其导函数Y′＝dy/dx＝0.048952·X+0.34891、

Y＝桩顶累计沉值mm，X＝桩顶试压荷载值KN，

K---某级荷载下的切线钭率值，(x,y,)点处的切线钭率。

3、P/Pu～S/Su曲线拟合方程：Y＝－0.0939+0.4103·X+0.719X^2，，其曲线导凼数Y′＝1.438X+0.4103，(1，1、)点处K＝1.8483、

4、锚桩、压重平台联合支承反力，两台QF型1500t千斤顶、电动油泵加荷、油泵压力表控制菏载，30mm量程百分表控制桩顶沉降，按现行规范操作试压。

5、桩型：长螺旋钻孔砼压力灌注桩，桩长18.0m，桩径1.0m，桩身砼C45。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种单桩传力特征值的数值分析法方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将现场采集的单桩竖向抗压荷载下工作状态参数P值和S值进行整理：

在1：1的米格坐标纸上试画，以横轴代表P值KN，纵轴代表桩顶累计沉降Smm，

根据P～S曲线在坐标纸上的型态，确定拟合的方程类型；

步骤2、将现场采集的P、S数据按步骤1确定的型态进行拟合计算，建立标准曲线方程：Y＝A+B·X+C·x²

Y—桩顶累计沉降变形，mm；

X—桩顶承受的竖向抗压荷载值，kN；

A、B、C—与P、S相关的系数；

步骤3、对拟合的曲线方程进行精度评估分析：

e＝1/11x(0.14548)^1/2x100＝11.5％﹤14％

式中：e表示拟合方程式的相对标准差％；

表示拟合方程式的平均相对误差％；

f_cu,I表示单级荷载下累计沉降的实际测试值；

f^c _cu,I表示单级荷载下累计沉降的理论计算值；

n表示制定方程式的荷载级次；

步骤4、方程精度符合要求后，运用导函数方法，再进行传力特征值定量分析。

2.根据权利要求1所述的单桩传力特征值的数值分析法方法，其特征在于，步骤3中，n＝12。