[发明专利]一种桩端的有效土层变形模量及群桩沉降量的计算方法

说明书

本发明涉及一种桩端的有效土层变形模量的计算方法，其包括如下步骤：(1)对单桩进行现场试验，得到单桩载荷N与单桩沉降量S之间的对应关系(N，S)；(2)根据单桩载荷N与单桩沉降量S之间关系(N，S)，计算桩端的有效土层变形模量本发明所述的土层变形模量的计算方法，依据现场单桩载荷试验的沉降数据，反推获得的是原状的土层变形模量，能直接反应实际土层的原位原状结构等状况，克服了《建筑桩基技术规范》中室内土工试验获得的土层压缩模量误差较大的缺点。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，特别是涉及桩端的有效土层变形模量和群桩沉降量的计算方法。

背景技术

桩基的承载力与沉降是桩基设计中最重要的内容。为了精确计算和预测桩基的沉降，相关技术人员曾进行过大量的研究，提出一系列计算沉降的方法。但由于地下桩基础的复杂性和地基土层的非均匀性，桩基沉降的计算理论还有待完善。

现行的《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)采用等效作用分层总和法来计算沉降量。等效作用面位于桩低平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力。等效作用面以下的应力分布采用各向性均质直线变形体理论。目前《建筑桩基技术规范》存在以下缺点：

第一，《建筑桩基技术规范》是按实体基础计算模型，采用弹性半空间表面荷载下Boussinesq应力解计算桩端的下卧层顶面的附加应力，再用分层总和法计算沉降。其按Boussinesq解计算的桩端的下卧层顶面的附加应力按与实际不符(计算应力偏大)，且实体深基础模型未包含桩的长径比、距径比等结构因素的影响，因此《建筑桩基技术规范》必须引入桩基等效沉降系数ψ_e来修正。

第二，《建筑桩基技术规范》中的土层变形参数采用的是压缩模量，该压缩模量来源于室内土工试验。但是室内土工试验的压缩模量往往受取样扰动的影响，与实际原状土有较大的差距，尤其是对于结构性较强的硬土。比如，广东地区大量存在的残积土或粉质粘土，室内土工试验的压缩模量E_s1-2与原状土压板载荷试验的变形模量E₀相差较大，甚至是E₀＝(6～10)E_s1-2。因此，《建筑桩基技术规范》必须采用桩基沉降计算经验系数ψ来修正，但是对一些结构性强的土层，误差依然较大。

总的来讲，目前的桩基沉降计算还是半经验半理论，其中影响最大的主要是土层变形参数测定的误差，其次是桩端的下卧层顶面的附加应力的相似性。国家规范中的经验系数正是针对这两个原因进行的修正，但由于土层的复杂性，计算与实际有时还有较大差距。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种桩端的有效土层变形模量和群桩沉降量的计算方法，其具有准确计算出桩端的土层的有效土层变形模量和群桩沉降量的优点。

一种桩端的有效土层变形模量的计算方法，包括如下步骤：

(1)对单桩进行现场试验，得到单桩载荷N与单桩沉降量S之间的对应关系(N，S)；

(2)根据单桩载荷N与单桩沉降量S之间关系(N，S)，计算桩端的有效土层变形模量

本发明所述的桩端的有效土层变形模量的计算方法，依据现场单桩载荷试验的沉降数据，反推获得桩端的有效土层变形模量，能直接反应实际土层的原位原状结构等状况，克服了《建筑桩基技术规范》中室内土工试验获得的土层压缩模量误差较大的缺点。

进一步地，所述步骤(2)包括以下步骤：

(21)将单桩载荷N与单桩沉降量S之间的对应关系代入公式得到单桩沉降量S与土层变形模量E_s之间的对应关系(S，E_s)；