CN109577387A - 一种试桩方法及试桩结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑结构技术领域，公开了一种试桩方法及试桩结构，该试桩方法包括以下步骤：在土体上开挖定位坑，在定位坑内沉入设计桩至土体的持力层，并使得定位坑与位于定位坑内的设计桩的桩侧之间形成填充空间，在填充空间内填充粒度小于8mm的填充物至填充物包裹设计桩位于定位坑内的桩侧，形成试桩结构。实施本发明实施例的试桩方法，能够确定设计桩顶标高至地面标高段的桩侧摩阻力，以使单桩竖向承载力特征值准确可靠，保障建筑结构的安全性和质量，减少工程的造价以及缩短工期。

Description

一种试桩方法及试桩结构

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种试桩方法及试桩结构。

背景技术

在土木工程建筑中，近年来各种大型建筑物、构筑物日益增多，规模愈来愈大，对基础工程的要求越来越高。试桩能在选定桩型及单桩竖向承载力特征值的基础上进一步确定所选桩型的可行性，并且验证试桩数据的可靠程度以及承载力是否能够达到设计要求，从而提高基础工程的质量。因此，单桩竖向承载力特征值作为试桩的重要依据之一，直接影响试桩数据的可靠程度。

目前，业内对于单桩竖向承载力特征值的确定主要通过简单扣除设计桩顶标高至地面标高段的摩阻力得出。然而，由于设计桩顶标高至地面标高段土层差异较大，导致该段桩侧摩阻力难以准确实验得出，造成单桩竖向承载力特征值严重失真，从而影响建筑结构的安全性和质量，同时增加了工程的造价及延长工期。

发明内容

本发明实施例公开了一种试桩方法及试桩结构，能够确定设计桩顶标高至地面标高段的桩侧摩阻力，以使单桩竖向承载力特征值准确可靠，保障建筑结构的安全性和质量，减少工程的造价以及缩短工期。

第一方面，本发明实施例公开了一种试桩方法，该方法包括以下步骤：

在土体上开挖定位坑；

在所述定位坑内沉入设计桩至所述土体的持力层，并使得所述定位坑与位于所述定位坑内的所述设计桩的桩侧之间形成填充空间；

在所述填充空间内填充粒度小于8mm的填充物至所述填充物包裹所述设计桩的所述桩侧。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述定位坑的坑底标高等于所述设计桩的设计桩顶标高。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述设计桩的桩型为管桩或方桩；

所述设计桩为管桩时，所述定位坑的直径大于所述管桩的直径的100～300mm；

所述设计桩为方桩时，所述定位坑的直径大于所述方桩的对角线长度的100～300mm。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述填充物为建筑用砂或石子。

第二方面，本发明实施例还公开了一种采用第一方面公开的方法形成的试桩结构，包括土体、设计桩以及填充物，所述土体设有定位坑，所述设计桩包括位于定位坑内的第一端和自所述第一端竖直向下延伸至所述土体的持力层的第二端，且所述设计桩的所述第一端的桩侧与所述定位坑之间形成填充空间，所述填充物的粒度小于8mm，所述填充物填充于所述填充空间，且包裹所述设计桩的所述第一端的所述桩侧。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述定位坑的坑底标高等于所述设计桩的设计桩顶标高。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述设计桩的桩型为管桩或方桩；

所述设计桩为管桩时，所述定位坑的直径大于所述管桩的直径的100～300mm；

所述设计桩为方桩时，所述定位坑的直径大于所述方桩的对角线长度的100～300mm。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述填充物为建筑用砂或石子。

本发明实施例提供了一种试桩方法及试桩结构，通过在定位坑和设计桩之间形成填充空间，在填充空间中填充粒度小于8mm的填充物以包裹设计桩的设计桩顶标高以上的桩侧，由于该填充物的填充厚度以及填充粒径均已知，因此可确定该段桩侧的摩阻力特征值。采用该方法形成的试桩结构，由于设计桩的设计桩顶标高以上的桩侧的摩阻力特征值准确，可实现准确计算单桩竖向承载力特征值，提高试桩的准确性，保障了建筑结构的安全性和质量，减少工程的造价及缩短工期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本技术领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一公开的一种试桩方法的流程图；

图2是本发明实施例二公开的一种试桩结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本发明公开了一种试桩方法及试桩结构，能够确定设计桩顶标高至地面标高段的桩侧摩阻力，以使单桩竖向承载力特征值准确可靠，保障建筑结构的安全性和质量，减少工程的造价以及缩短工期。

实施例一

请参阅图1，为本发明实施例一提供的一种试桩方法流程图。该方法包括以下步骤：

S1：在土体上开挖定位坑；

具体地，该定位坑用于确定设计桩的位置，开挖定位坑的工艺可采用干成孔工艺，该工艺可在地质坚固密实的土体上进行，无需其他辅助成孔材料或设备，工艺简单且施工成本低。

S2：在该定位坑内沉入设计桩至土体的持力层，并使得该定位坑与位于该定位坑内的设计桩的桩侧之间形成填充空间。

具体地，该设计桩可为预制桩，沉入该设计桩的方式可包括锤击法、震动法或者压桩法，可根据实际施工条件进行选择。

在本实施例中，该试桩方法可应用于多层地下室试桩，从而可通过该试桩方法得出准确的单桩竖向承载力特征值，即，扣除设计桩顶标高至地面标高以上的摩阻力特征值得出有效桩长段的承载力特征值为该多层地下室的实际桩长的承载力特征值。

进一步，该设计桩的桩型为管桩或方桩，且由于定位坑与位于定位坑内的设计桩的桩侧之间形成填充空间，因此，该定位坑的尺寸应大于该设计桩的尺寸。具体地，该定位坑可为圆柱坑，当设计桩为管桩时，该定位坑的直径大于该管桩的直径的100～300mm，当该设计桩为方桩时，该定位坑的直径大于该方桩的对角线长度的100～300mm。优选地，该定位坑的直径大于该管桩的直径的200mm，或者，该定位坑的直径大于该方桩的对角线长度的200mm。

S3：在该填充空间内填充粒度小于8mm的填充物至该填充物包裹该设计桩位于该定位坑内的桩侧。

具体地，该填充物可为建筑用砂或石子。优选地，为了方便取材，该填充物可为建筑用砂，该填充物能够紧密包裹该设计桩位于该定位坑内的桩侧，由于采用建筑用砂包裹该段桩侧，而不是土层差异较大的土体包裹该段桩侧，因此，该段桩侧的摩阻力特征值可确定，从而单桩竖向承载力特征值可通过扣除该段桩侧的摩阻力特征值得出。

即，单桩竖向承载力特征值Rta的计算由式(a)更改式(b)。其中，式(a)如下：

Rta＝u∑λ_2jq_2sjal_2j+G₀+u∑λ_1jq_1sjal_1j

该式中：

q_1sja表示设计桩顶标高以上各土层桩侧的摩阻力特征值；

q_2sja表示设计桩顶标高以下各土层桩侧的摩阻力特征值；

u表示桩身截面周长；

l_1j表示设计桩顶标高以上第i土层的厚度；

l_2j表示桩顶标高以下第i土层的厚度；

λ_1j表示桩顶标高以上抗拔摩阻力的折减系数；

λ_2j表示桩顶标高以下抗拔摩阻力的折减系数；

G₀表示桩自重，地下水位以下取有效重度计算；

A_p表示桩身截面面积。

式(b)如下：

Rta＝u∑λ_2jq_2sjal_2j+G₀+u∑λ₁q₁l₁

该式中：

q₁表示桩侧砂的摩阻力特征值；

q_2sja表示设计桩顶标高以下各土层桩侧的摩阻力特征值；

u表示桩身截面周长；

l₁表示设计桩顶标高至地面标高段砂的厚度；

l_2j表示设计桩顶标高以下第i土层的厚度；

λ₁表示设计桩顶标至地面标高段砂的抗拔摩阻力折减系数；

λ_2j表示设计桩顶标高以下抗拔摩阻力的折减系数；

G₀表示桩自重，地下水位以下取有效重度计算；

A_p表示桩身截面面积。

由此可知，现有的计算单桩竖向承载力特征值Rta的式(a)中扣除的估算的该段桩侧的摩阻力特征值替换成式(b)中扣除的确定的建筑用砂的摩阻力特征值。从而使得计算得出的单桩竖向承载力特征值Rta准确可靠。

进一步地，由于该建筑用砂包裹在该设计桩位于定位坑内的桩侧，且定位坑的直径大于该设计桩的直径的100～300mm，即，包裹在该设计桩位于定位坑内的建筑用砂的填充厚度则近似为100～300mm。

在本实施例中，该定位坑的坑底标高等于设计桩顶标高，从而该设计桩沉入至该土体的持力层(即该设计桩到达设计送桩深度)后，该设计桩桩顶可位于该定位坑的坑底，从而可使该设计桩顶标高以上的桩侧均包裹建筑用砂，从而式(b)中扣除的设计桩顶标高至地面标高段砂的厚度准确，保障了单桩竖向承载力特征值Rta的准确性。

在本实施例中，该持力层、该设计桩顶标高、该设计桩的桩型为设计师根据地勘报告设计所得。

可以得知的是，在采用本发明实施例计算出的准确的单桩竖向承载力特征值后，对设计桩进行抗拔静荷载试验。在抗拔静荷载试验桩中，是通过荷载与位移的关系判定出相应的实际单桩竖向抗拔承载力，并比较该实际单桩竖向抗拔承载力与该计算的单桩竖向承载力特征值之间的大小关系，得出抗拔静荷载试验结果。

由此，采用本发明的试桩方法，能计算得出准确的单桩竖向承载力特征值，以提高抗拔静荷载试验结果的精确程度，从而确定所选桩型的施工可行性，避免出现所选桩型不合适导致影响建筑结构的安全性和质量的情况，以及出现更改桩型导致增加工程的造价及延长工期的情况。

实施例二

请参阅图2，为本发明实施例二提供的一种基于上述实施例一试桩方法形成的试桩结构的结构示意图。该试桩结构包括土体10、设计桩以及填充物30，该土体10设有定位坑40，该设计桩包括位于定位坑40内的第一端21和自该第一端21竖直向下延伸至该土体10的持力层11的第二端22，且该设计桩的第一端21的桩侧与该定位坑40之间形成填充空间，该填充物的粒度小于8mm，该填充物30填充于该填充空间，且包裹该设计桩的第一端21的桩侧。

具体地，该试桩方法可应用于多层地下室试桩，从而可通过该试桩方法得出准确的单桩竖向承载力特征值，即，扣除设计桩顶标高至地面标高以上的摩阻力特征值得出有效桩长段的承载力特征值为该多层地下室的实际桩长的承载力特征值。

在本实施例中，该设计桩可为预制桩，该定位坑40用于确定该设计桩的位置，该定位坑40可通过在该土体10上采用干成孔工艺形成，该工艺可在地质坚固密实的土体上进行，无需其他辅助成孔材料或设备，工艺简单且施工成本低。具体地，该设计桩的第二端22可通过锤击法、震动法或者压桩法的方式嵌设于该土体10，且该第二端22位于该土体10的持力层11。

进一步地，该填充物30可为建筑用砂或石子。优选地，为了方便取材，该填充物30可为建筑用砂，该填充物30能够紧密包裹该设计桩的第一端21的桩侧。采用建筑用砂包裹该第一端21的桩侧，取代了现有的土层差异较大的土体。使得该第一端21的桩侧的摩阻力特征值可确定，从而单桩竖向承载力特征值可通过扣除该第一端21的桩侧的摩阻力特征值得出。

即，单桩竖向承载力特征值Rta的计算由式(c)更改为式(d)。其中，式(c)如下：

Rta＝u∑λ_2jq_2sjal_2j+G₀+u∑λ_1jq_1sjal_1j

该式中：

q_1sja表示设计桩顶标高以上各土层桩侧的摩阻力特征值；

q_2sja表示设计桩顶标高以下各土层桩侧的摩阻力特征值；

u表示桩身截面周长；

l_1j表示设计桩顶标高以上第i土层的厚度；

l_2j表示桩顶标高以下第i土层的厚度；

λ_1j表示桩顶标高以上抗拔摩阻力的折减系数；

λ_2j表示桩顶标高以下抗拔摩阻力的折减系数；

G₀表示桩自重，地下水位以下取有效重度计算；

A_p表示桩身截面面积。

式(d)如下：

Rta＝u∑λ_2jq_2sjal_2j+G₀+u∑λ₁q₁l₁

该式中：

q₁表示桩侧砂的摩阻力特征值；

q_2sja表示设计桩顶标高以下各土层桩侧的摩阻力特征值；

u表示桩身截面周长；

l₁表示设计桩顶标高至地面标高段砂的厚度；

l_2j表示设计桩顶标高以下第i土层的厚度；

λ₁表示设计桩顶标至地面标高段砂的抗拔摩阻力折减系数；

λ_2j表示设计桩顶标高以下抗拔摩阻力的折减系数；

G₀表示桩自重，地下水位以下取有效重度计算；

A_p表示桩身截面面积。

由此可知，现有的计算单桩竖向承载力特征值Rta的式(c)中扣除的估算的该段桩侧的摩阻力特征值替换成式(d)中扣除的确定的建筑用砂的摩阻力特征值。从而使得计算得出的单桩竖向承载力特征值Rta准确可靠。

进一步地，由于该建筑用砂包裹在该设计桩位于定位坑40内的桩侧，且定位坑40的直径大于该设计桩的直径的100～300mm，即，包裹在该设计桩位于定位坑40内的建筑用砂的填充厚度则近似为100～300mm。

在本实施例中，该定位坑40的坑底标高、等于设计桩顶标高，从而该设计桩沉入至该土体的持力层(即该设计桩到达设计送桩深度)后，该设计桩桩顶23可位于该定位坑40的坑底41，从而可使该设计桩顶23以上的桩侧均包裹填充物30，从而式(d)中扣除的设计桩顶标高至地面标高段砂的厚度准确，保障了单桩竖向承载力特征值Rta的准确性。

进一步地，该设计桩的桩型为管桩或方桩，且由于定位坑40与位于定位坑40内的设计桩的桩侧之间形成填充空间，因此，该定位坑40的尺寸应大于该设计桩的尺寸。具体地，该定位坑40可为圆柱坑，当设计桩为管桩时，该定位坑40的直径大于该管桩的直径的100～300mm，当该设计桩为方桩时，该定位坑的直径大于该方桩的对角线长度的100～300mm。优选地，该定位坑40的直径大于该管桩的直径的100～300mm，或者，该定位坑40的直径大于该方桩的对角线长度的200mm。

在本实施例中，该持力层、该设计桩顶标高、该设计桩的桩型为设计师根据地勘报告设计所得。

可以得知的是，在采用本发明实施例计算出的准确的单桩竖向承载力特征值后，对设计桩进行抗拔静荷载试验。在抗拔静荷载试验桩中，是通过荷载与位移的关系判定出相应的实际单桩竖向抗拔承载力，并比较该实际单桩竖向抗拔承载力与该计算的单桩竖向承载力特征值之间的大小关系，得出抗拔静荷载试验结果。

由此，采用本发明的试桩方法，能计算得出准确的单桩竖向承载力特征值，以提高抗拔静荷载试验结果的精确程度，从而确定所选桩型的施工可行性，避免出现所选桩型不合适导致影响建筑结构的安全性和质量的情况，以及出现更改桩型导致增加工程的造价及延长工期的情况。

以上对本发明施例公开的一种试桩方法及试桩结构进行了详细的介绍，本文应用了个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的一种试桩方法及试桩结构与其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种试桩方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在土体上开挖定位坑；

在所述定位坑内沉入设计桩至所述土体的持力层，并使得所述定位坑与位于所述定位坑内的所述设计桩的桩侧之间形成填充空间；

在所述填充空间内填充粒度小于8mm的填充物至所述填充物包裹所述设计桩的所述桩侧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位坑的坑底标高等于所述设计桩的设计桩顶标高。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设计桩的桩型为管桩或方桩；

所述设计桩为管桩时，所述定位坑的直径大于所述管桩的直径的100～300mm；

所述设计桩为方桩时，所述定位坑的直径大于所述方桩的对角线长度的100～300mm。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述填充物为建筑用砂或石子。

5.一种采用权利要求1所述的方法形成的试桩结构，其特征在于，所述试桩结构包括：

土体，所述土体设有定位坑；

设计桩，所述设计桩包括位于所述定位坑内的第一端和自所述第一端竖直向下延伸至所述土体的持力层的第二端，且所述设计桩的所述第一端的桩侧与所述定位坑之间形成填充空间；以及

填充物，所述填充物的粒度小于8mm，所述填充物填充于所述填充空间，且包裹所述设计桩的所述第一端的所述桩侧。

6.根据权利要求5所述的试桩结构，其特征在于，所述定位坑的坑底标高等于所述设计桩的设计桩顶标高。

7.根据权利要求6所述的试桩结构，其特征在于，所述设计桩的桩型为管桩或方桩；

所述设计桩为管桩时，所述定位坑的直径大于所述管桩的直径的100～300mm；

所述设计桩为方桩时，所述定位坑的直径大于所述方桩的对角线长度的100～300mm。

8.根据权利要求5至7任一项所述的试桩结构，其特征在于，所述填充物为建筑用砂或石子。