一种桩基力学性能检测方法
技术领域
本发明涉及力学性能检测领域中的桩基力学性能检测方法。
背景技术
桩基静载试验是运用在工程上对桩基承载力检测的一项技术，在确定单桩极限承载方面，它是目前最为准确、可靠的检验方法，因此每种地基基础设计处理规范都把单桩静载试验列入首要位置。
静载试验中，作用于桩上的荷载一般由反力装置提供，反力装置的易用程度直接影响这试验的过程和结果，常用的有堆载反力装置和锚桩反力装置。
堆载反力装置就是在桩顶使用钢梁设置一称重平台，上堆重物，依靠放在桩头上的千斤顶将平台逐步顶起，从而将力施加到桩身，反力装置的主梁可以选用型钢，也可用自行加工的箱梁，平台形状可以根据需要设置为方形或矩形，堆载用的重物可以选用沙袋、混凝土预制块等。锚桩反力装置在具体的经验中又可根据反力锚的不同分为两种，将反力架与锚桩连接在一起提供反力的，俗称锚桩反力装置，锚桩反力装置就是将被测桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来，依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起，由被连接的锚桩提供反力，提供反力的大小由锚桩数量，反力架强度和被连接锚桩的抗拔力决定。
由上可知，桩基静载试验是对桩头施加一个静态载荷，检测桩基在该载荷下的沉降值，以评判桩基的极限承载力。但是由于需要设置反力装置，因此桩基静载试验虽然准确性高，但是其设置起来较为麻烦，现有技术中，还有使用落锤进行桩基动载试验，即将落锤提升到一定高度，落锤下降撞击桩头，然后检测桩基的相应参数，这种动载测试方式，桩基受力较为复杂，准确性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够使用桩基动载试验代替桩基静载试验的桩基力学性能检测方法。
为解决上述技术问题，本发明中的技术方案如下：
一种桩基力学性能检测方法，对待试验桩基进行桩基静载试验和桩基动载试验，
桩基静载试验中，反力装置对桩头的作用力为f1，待试验桩基的沉降值为H，
桩基动载试验中，落锤对桩头的冲击作用力F，F=f1+ma，式中m表示待试验桩基的重量，a表示落锤冲击桩头时，待试验桩基产生的加速度，待试验桩基的沉降值为h，δ=H-h，
通过桩基动载试验可以比对桩基静载试验，当动载试验中落锤对桩头的冲击作用力为F时，待试验桩基的沉降值为h，相当于对待试验桩基的静载作用力f1=F-ma下，待试验桩基的沉降值H=δ+h。
落锤与被试验桩基之间设置有液压式压力传感器，液压式压力传感器包括内设有液压腔的缸体，液压式压力传感器还包括用于检测所述液压腔内液体压力的压力传感器，缸体的上端为用于与落锤接触传力的上侧传力端，缸体的下端为用于与被检桩基接触传力的下侧传力端，其中至少一侧传力端为能够在上下方向移动或在上下方向上变形而向所述液体传力的动载传力端。
所述动载传力端由能够在上下方向上变形的传力膜片构成。
上侧传力端固定于所述落锤的底部。
本发明的有益效果为：桩基静载试验的试验结果准确，但是其设置起来较为麻烦，对待检测的桩基需要设置反力装置，本发明通过试验比对找到使用桩基动载试验与桩基静载试验的关联性，从而使用桩基动载试验替代桩基静载试验，在找两个试验关联性的过程中，桩基静载试验时，反力装置对桩头的作用力为f1，待试验桩基的沉降值为H，桩基动载试验时，落锤对桩头的冲击作用力F，F=f1+ma，式中m表示待试验桩基的重量，a表示落锤冲击桩头时，待试验桩基产生的加速度，待试验桩基的沉降值为h，δ=H-h，本发明中将桩基动载试验过程中，桩基产生的加速度考虑在内，当落锤对桩头的冲击作用力为F时，相当于对待试验桩基的静载作用力f1=F-ma，待试验桩基的沉降值H=δ+h。
附图说明
图1是本发明桩基力学性检测方法实施例中落锤与桩基的配合示意图。
具体实施方式
桩基力学性能检测方法的实施例如图1所示：
对待试验桩基进行桩基静载试验和桩基动载试验，
桩基静载试验中，反力装置对桩头的作用力为f1，待试验桩基的沉降值为H，桩基静载试验属于现有技术，在此不再详述，桩基静载试验中，待试验桩基的沉降是匀速的，因此桩基的最大承载力与反力装置对桩头的作用力f1相等。
桩基动载试验中，在待试验桩基上设置加速度传感器，落锤对桩头的冲击作用力F，由于F-f=ma，f表示桩基的最大承载力，该力与f1相同，因此F=f1+ma，式中m表示待试验桩基的重量，a表示落锤冲击桩头时，待试验桩基产生的加速度，待试验桩基的沉降值为h，δ=H-h。
通过桩基动载试验可以比对桩基静载试验，当动载试验中落锤对桩头的冲击作用力为F时，待试验桩基的沉降值为h，相当于对待试验桩基的静载作用力f1=F-ma下，待试验桩基的沉降值H=δ+h。
上述试验数据可以是一组，也可以是多组，比如说三组、四组或更多。
在桩基动载试验中，落锤对试验桩基的桩头进行冲击，落锤对待试验桩基的作用除了要克服桩基的最大承载力外，还需要使得桩基产生运动加速度，因此在本发明中将该运动加速度考虑在内，通过试验找到某一种地层环境下，F与f1的对应关系，及δ值。则在遇到相应地层环境条件时，需要对被检桩基进行力学性能检测时，就不需要设置比较复杂的桩基静载试验，而是通过形式较为简单的桩基动载试验带代替桩基静载试验，比如说需要对被检桩基施加静载作用力为f1时，则只需通过落锤对被检桩基施加冲击力F时，则就相当于静载试验时，桩基所受到的静载作用力为f1，当落锤对被检桩基施加冲击力F时，检测到被检桩基的沉降值h，则相当于静载试验时的沉降值H=δ+h。本桩基力学性能检测方法，比较适用于某一建筑工地，有很多需要检验的桩基，在对第一个桩基进行桩基静载试验和桩基动载试验，找到桩基动载试验和桩基静载试验的关联关系，然后在该工地上以后的桩基只需要按照上述方法进行桩基动载试验即可，避免了每次桩基静载试验都需要设置反力装置，还需要设置很多沙袋、混凝土预制块等提供静载力源的配重，而导致桩基静载试验特别麻烦的技术问题。
在上述方法，为了准确获得落锤对桩基的冲击力F，落锤6上端设置有用于通过挂绳与起重设备相连的挂连结构7，落锤6通过起重设备提升高度，挂连结构7为挂耳。落锤的底部固定有液压式压力传感器，液压式压力传感器包括内设有液压腔8的缸体4，缸体4为筒形结构，缸体的内腔构成液压腔。缸体4上端设有与落锤接触传力配合的上侧传力端5，缸体4下端设有用于与桩基上端接触传力配合的下侧传力端。本实施例中，上侧传力端由固定于缸体顶部的传感器固定板构成，传感器固定板固定于落锤底部，下侧传力端由固定于缸体底部的传力膜片1构成，传力膜片在受上下方向作用力时可以上下变形从而构成了在上下方向上变形而向所述液体传力的动载传力端，缸体上固定有与液压腔相连的用于检测液体压强的液压传感器2，传力膜片具有外凸的传力头3。当落锤对桩基冲击时，位于落锤与桩基之间的液压式压力传感器起到了传递作用力的作用，传力头对桩基进行冲击，传力膜片受到反作用力而变形对液压腔中液体施压，液压传感器检测到液体压强，根据传力膜片的有效传力面积可以换算出传力膜片的受力，及落锤对桩基的冲击力，传力膜片只是通过变形传力，传力膜片与缸体之间无静摩擦力和动摩擦力，保证了力测量的高精度。
在本发明的其它实施例中，液压式压力传感器还可以不是膜片式结构，比如说液压式压力传感器包括缸体和活塞，液体填充于活塞腔中，活塞用于与路面接触传力，当活塞撞击桩基时，活塞通过上下移动对活塞腔中的液体施压，压力传感器测得此时的液体压强，根据活塞的有效传力面积来计算出活塞的受力；液压式压力传感器也可以不固定于落锤上，比如说将液压式压力传感器置于桩基上端上，此时上侧传力端可以是一个能够上下移动或上下变形传力的动载传力端，落锤下落时，通过冲击动载传力端而向桩基传递作用力；传力头还可以不设；液压式压力传感器还可以不设，落锤对桩基产生的作用力可以根据落锤的重量和落锤提升的高度换算得到。
