1.一种具有平衡点补偿功能的桩基自平衡试验方法,采用的桩基自平衡试验装置包括上段桩、下段桩、桩身千斤顶、拔桩装置和位移测量装置,所述桩身千斤顶设于下段桩顶部和上段桩底部之间,且桩身千斤顶与上段桩底部之间还设有载荷传感器,所述拔桩装置安装于上段桩顶部的地面上,用于对上段桩进行拔桩,所述位移测量装置用于分别测量上段桩和下段桩的位移;其特征在于,桩基自平衡试验方法包括以下步骤:步骤1、搭建桩基自平衡试验装置,准备配重试块;
步骤2、启动桩身千斤顶,通过桩身千斤顶逐步施加载荷分级加载,通过载荷传感器记录实时载荷,并通过位移测量装置分别测量上段桩和下段桩的位移;
步骤3、通过上段桩和下段桩的位移判断上段桩和下段桩是否达到极限状态;
步骤4、当下段桩先到达极限状态,则停止桩身千斤顶进一步加载,启动拔桩装置对上段桩施加拔桩力,直至上段桩也达到极限状态,记录桩身千斤顶施加的载荷和拔桩装置的施加的载荷,桩身千斤顶施加的载荷即为下段桩的极限载荷,桩身千斤顶施加的载荷和拔桩装置的施加的载荷之和即为上段桩的极限载荷,根据上段桩的极限载荷和下段桩的极限载荷计算桩基承载力;
当上段桩先达到极限状态,记录此时桩身千斤顶施加的载荷即为上段桩的极限载荷,则在上段桩顶部施加配重试块稳定上段桩,然后继续加载桩身千斤顶,直至下段桩达到极限状态,此时桩身千斤顶施加的载荷即为下段桩的极限载荷,根据上段桩的极限载荷和下段桩的极限载荷计算桩基承载力;
桩基竖向承载力Q的计算公式如下:
‑ +
上式中,K为转换系数,Qu为上段桩极限承载力,G上为上段桩体自重,Qd为下段桩极限承载力。
2.根据权利要求1所述的桩基自平衡试验方法,其特征在于:所述位移测量装置包括位移测量仪和位移杆,所述位移杆顶部与位移测量仪相连,所述位移测量仪固定在结构件或者支撑件上,位移杆下端与桩基相连,其中一个位移测量装置的位移杆自由穿过上段桩后与下段桩相连,用于测量下段桩的位移;另一个位移测量装置的位移杆与上段桩相连,用于测量上段桩的位移。
3.根据权利要求2所述的桩基自平衡试验方法,其特征在于:所述拔桩装置包括穿心千斤顶、锚索和支撑平台,所述支撑平台设于上段桩顶部的地面上,所述穿心千斤顶安装在支撑平台上,所述锚索下端固定在上段桩上,上端安装在穿心千斤顶上,通过穿心千斤顶提供拔桩力。
4.根据权利要求3所述的桩基自平衡试验方法,其特征在于:所述下段桩顶部、上段桩底部和上段桩顶部均设有封端板。
5.根据权利要求4所述的桩基自平衡试验方法,其特征在于:所述锚索下端固定在上段桩的桩底封端板上,用于测量上段桩的位移杆下端也固定在桩底封端板上,用于测量下段桩的位移杆下端固定在下段桩顶部的封端板上。
6.根据权利要求3所述的桩基自平衡试验方法,其特征在于:还包括用于给桩身千斤顶和穿心千斤顶提供液压油的油站或者油泵。
7.根据权利要求3所述的桩基自平衡试验方法,其特征在于:所述上段桩和下段桩之间还设有将桩身千斤顶和载荷传感器保护起来的荷载箱保护盒。
8.根据权利要求1所述的桩基自平衡试验方法,其特征在于:步骤2的分级加载中,每级加载为预估极限荷载的1/10~1/15,第一级按2倍分级荷载加荷并记录数据,每一小时的位移不超过0.1mm并连续出现两次,认为已达到相对稳定,进行下一级加载。
9.根据权利要求1所述的桩基自平衡试验方法,其特征在于:步骤3中,判断是否达到极限状态为满足下列情况之一:(1)桩身千斤顶已达到极限加载值;
(2)某级荷载作用下,桩的位移量为前一级荷载作用下位移量的5倍;
(3)某级荷载作用下,桩的位移量大于前一级荷载作用下位移量的2倍,且经24h尚未达到相对稳定;
(4)桩的累计上拔量超过100mm,所述的桩为上段桩或者下段桩。