[发明专利]桩基础容许承载力的检测方法及检测装置

说明书

公开了一种基于自由落体激振低应变的桩基础容许承载力的检测方法和检测装置及检测系统，检测方法包括下述步骤：力夯自由落体激振桩基础顶部以产生振动响应信号，力夯的底部设有弹性缓冲单元，所述力夯经由所述弹性缓冲单元激振所述桩基础，所述振动速度信号包括低频振动响应信号；第一采集单元测量力夯激振产生的冲击力信号，第二采集单元测量桩基础产生的振动响应信号；变时基采样所述冲击力信号和振动响应信号以及截取预定周期的冲击力信号和振动响应信号以获得基于冲击力信号的低频振动响应信号，冲击力信号和低频振动响应信号经由传递函数生成基于振动频率的动刚度曲线，基于动刚度曲线中振动频率为零的动刚度值确定桩基础容许承载力。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，特别是一种基于自由落体激振低应变的桩基础容许承载力的检测方法及检测装置。

背景技术

桩基础在运营过程中如果遇到荷载变化、地震、水害等，对于基础后期使用安全的评估，需要对基础承载力进行再检测。目前，能做承载力检测的方法，有静载法和动载法，这两种方法都有不足之处，如静载法是工程界最信赖的方法，费工、费钱。动载法的分析方法较复杂，精确度也不高，对现有基桩和桩基础不能做到普查，对既有建筑基础基本上无法使用，依靠以上两种方法对已运营多年的桩基础无法给出可信的承载力。

依据桩顶激振力的大小、桩身应力水平及桩土间的相互位移情况，一般将基桩动载方法分为高应变动测方法和低应变动测方法。高应变动测方法：高应变动测方法一般选择锤重大于预估单桩极限承载力的1.0％～1.5％重锤对基桩进行冲击，桩身产生的应变量级在10-³左右，通过对波动方程的求解，得到参与桩土振动的土的静、动阻力及桩的缺陷状况，从而对基桩承载力和桩身完整性进行定量评价，这种方法的缺点是基础要产生几个mm的永久性位移，而且在既有结构上无法进行检测评估。低应变动测方法：低应变测桩方法的桩身应变量级一般在10^-5以内，主要有反射波法、动力参数法、机械阻抗法、水电效应法等，低应变动测评估承载力主要利用几公斤到十几公斤不等的设备对单桩进行冲击，其最大冲击力基本上在2～3吨左右，而且频带分布上来看高频段的力的能量比较小，以往对于采用小应变方法进行承载力评估诟病最多的就是其低频段能量极小，较小的冲击力可能会造成测试结果的非线性误差，从而对方法的使用效果造成影响。因此，在承载力评估方面，应用低应变动测法等各种方法都没有取得好的效果。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，现有的低应变法低其低频段能量极小，非线性误差大以及随之带来的结构动力响应中干扰多，无法得到精确的承载力问题，本发明需要提供一种基于自由落体激振低应变的桩基础容许承载力的检测方法和检测装置，其能够显著提高低频段能量，避免长期冲击压力作用下丝扣滑脱导致实测结果误差较大，显著提高了采集数据信噪比，经过本发明的数据处理，检测精度能够得到大幅提高且本发明检测迅速，可以用于普查桩基础承载力，现有技术中由于检测的成本和时间，无法做到这一点，本发明还可以用于既有建筑下的桩基础的承载力检测。

解决问题的方案

本发明人等为了达成上述目的而进行了深入研究，具体而言，本发明提供一种基于自由落体激振低应变的桩基础容许承载力的检测方法，其包括下述步骤：

力夯自由落体激振桩基础顶部以产生振动响应信号，其中，所述力夯的底部设有弹性缓冲单元，所述力夯经由所述弹性缓冲单元激振所述桩基础，所述振动速度信号包括低频振动响应信号；

第一采集单元测量力夯激振产生的冲击力信号，第二采集单元测量桩基础产生的振动响应信号；

变时基采样所述冲击力信号和振动响应信号以及截取预定周期的冲击力信号和振动响应信号以获得基于冲击力信号的低频振动响应信号，