自平衡法檢測(cè)

1、靜載試驗(yàn)方案比較1 樁承載力測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀靜載荷試驗(yàn)法測(cè)試基樁承載力， 成果直觀、 可靠，通常認(rèn)為是一種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn) 方法，它可作為其它檢測(cè)方法的比較依據(jù)。 按反力裝置的不同， 有堆重平臺(tái)反力 法、錨樁法和堆錨聯(lián)合反力法，試樁所承受的荷載一般由油壓千斤頂施加。1.1 堆載法該方法需要預(yù)先準(zhǔn)備大量配重塊（要求大于試樁預(yù)估極限荷載的1.21.5倍），壓重宜在測(cè)試前一次加足，并均勻穩(wěn)固地放置于壓重平臺(tái)上。為了保證測(cè) 試過(guò)程的安全，壓重施加于地基的壓應(yīng)力不宜大于地基承載力特征值的 1.5 倍， 有條件時(shí)宜利用工程樁作為堆載支點(diǎn)。該方法的缺點(diǎn)是需要進(jìn)行大量的運(yùn)輸和多次重復(fù)的吊裝工作， 需要修筑場(chǎng)內(nèi) 轉(zhuǎn)點(diǎn)道路，

2、耗費(fèi)大、測(cè)試安裝時(shí)間長(zhǎng)、工期長(zhǎng)，對(duì)測(cè)試場(chǎng)地條件和對(duì)平臺(tái)安裝拆 卸的技術(shù)熟練程度要求較高， 且受天氣因素影響大， 安全性差。一般地， 1 0000kN 以下的堆載實(shí)施較容易，lOOOOkN以上則比較困難。1.2 錨樁法當(dāng)條件適合時(shí)， 采用錨樁法是較好的選擇。 該方法要求錨樁、 反力梁裝置提 供的反力不應(yīng)小于預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的 1.21.5 倍，當(dāng)采用工程樁作為錨樁時(shí)， 錨樁數(shù)量不得少于 4 根，當(dāng)要求加載值較大時(shí)，有時(shí)需要 6 根甚至更多的錨樁， 具體錨樁數(shù)量可通過(guò)驗(yàn)算各錨樁的抗拔力來(lái)確定。錨樁法的優(yōu)點(diǎn)是不需要運(yùn)輸大量的配重塊， 與堆載法相比耗費(fèi)較小， 但也存 在明顯的局限性：a試樁的選擇有限制

3、，不能選擇邊、角樁，樁間距不能大于 1/2反力梁長(zhǎng)度；b、對(duì)有中、輕度樁身缺陷的樁不能用作錨樁，以防樁身缺陷 因受拉而破壞；c、試驗(yàn)過(guò)程中受制約因素較多，如錨筋拉斷、錨樁上拔量超限 等，易造成試驗(yàn)失敗。2 樁承載力自平衡法與傳統(tǒng)基樁靜載荷試驗(yàn)方法的比較長(zhǎng)期以來(lái)，在對(duì)建筑工程與道路橋梁工程基樁豎向抗壓承載力進(jìn)行靜載荷試 驗(yàn)時(shí)，較習(xí)慣而廣泛采用傳統(tǒng)靜載試樁法即堆載法和錨樁法。 因?yàn)閭鹘y(tǒng)靜載試樁 法是與基樁的實(shí)際工作狀態(tài)相同或接近的一種試驗(yàn)方法， 也是公認(rèn)的最直觀、 最 可靠的試驗(yàn)方法， 所以往往用來(lái)作為其它承載力試驗(yàn)方法準(zhǔn)確性、 可靠性的判別 標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)靜載試樁法具有如下特點(diǎn)： 首先，加載能力在試

4、驗(yàn)方面受到限制。當(dāng)采用錨樁法時(shí)，主要受鋼梁承載能 力和錨樁抗拔力的限制， 試驗(yàn)過(guò)程中鋼梁受集中荷載作用， 在集中荷載作用處彎 矩很大，造成試驗(yàn)荷載越大則要求鋼梁尺寸越大， 目前國(guó)內(nèi)錨樁法的加載能力一 般不超過(guò)40000kN當(dāng)采用堆載法時(shí)，除受鋼梁承載能力限制外，尚受場(chǎng)地條件 及堆載高度等多種因素的制約，一般情況下，堆高宜小于5m最高不應(yīng)超過(guò)8m, 否則安全難以保障，目前國(guó)內(nèi)堆載法的加載能力一般不超過(guò)20000kN。其次，對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地條件要求高。當(dāng)采用錨樁法時(shí)，要求試樁的周圍適合位置 須有足夠數(shù)量的錨樁， 且錨樁的抗拔力要滿足最大試驗(yàn)荷載的要求， 若直接采用 工程樁作錨樁， 大多數(shù)情況下很難同時(shí)滿

5、足上述要求， 除非專門(mén)設(shè)計(jì)錨樁； 當(dāng)采 用堆載法時(shí)， 需專門(mén)修建能通行重型吊車、 貨車的道路至每一根試樁， 需對(duì)試樁 點(diǎn)處場(chǎng)地進(jìn)行平整壓實(shí)，對(duì)于較大噸位承載力的試驗(yàn)，可能需要根據(jù)場(chǎng)地情況， 設(shè)計(jì)建造支撐承臺(tái)或支撐樁， 否則實(shí)施測(cè)試相當(dāng)困難且代價(jià)很高； 對(duì)于水上、斜 坡、深基坑底及狹窄場(chǎng)地等條件下的試樁， 無(wú)論是錨樁法還是堆載法都難以甚至 無(wú)法實(shí)施測(cè)試。第三，試樁過(guò)程費(fèi)力、費(fèi)錢(qián)、費(fèi)時(shí)。除需進(jìn)行上述繁雜的場(chǎng)地準(zhǔn)備工作外， 還要運(yùn)輸大量配重塊（一般是鑄鐵、鋼塊或混凝土塊）及大型鋼梁到現(xiàn)場(chǎng)，每根 試樁都需進(jìn)行堆上和卸下的重復(fù)性吊裝作業(yè)； 當(dāng)兩試樁之間相距稍遠(yuǎn) （一般超過(guò) 40m左右），尚需增加場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸

6、及吊裝次數(shù)；以上費(fèi)用構(gòu)成了試樁的主要硬成本， 一般高于技術(shù)試驗(yàn)費(fèi)。 傳統(tǒng)靜載試樁法必須在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可測(cè) 試，加上場(chǎng)地準(zhǔn)備時(shí)間和配重塊運(yùn)輸、 吊裝及轉(zhuǎn)點(diǎn)的時(shí)間， 一般平均一根樁的測(cè) 試至少需23天的時(shí)間，且在同一時(shí)段內(nèi)只能進(jìn)行單根樁測(cè)試，故累計(jì)工期較 長(zhǎng)；若考慮到市區(qū)內(nèi)對(duì)大型貨運(yùn)車輛通行的限制及測(cè)試過(guò)程受天氣因素的影響、 雨天不能作業(yè)等，工期還有較大的不確定性。第四，安全性方面欠佳。就堆載法而言，堆重平臺(tái)支墩施加于其下的地基土 的壓應(yīng)力可能會(huì)大于地基土承載力， 造成地基土破壞或明顯下沉， 導(dǎo)致堆重平臺(tái) 傾斜甚至坍塌， 因此有一定的危險(xiǎn)性。 安全隱患的后果輕則導(dǎo)致試驗(yàn)失敗， 造成

7、經(jīng)濟(jì)損失； 重則發(fā)生人身傷亡事故。 在實(shí)際檢測(cè)工作中， 確有堆重平臺(tái)坍塌事故 發(fā)生。隨著大型鉆孔機(jī)械的發(fā)展和樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的提高， 大量高層建筑、 特大公 路橋梁的設(shè)計(jì)對(duì)基樁單樁承載力提出了更高的要求， 象鉆孔灌注樁最大樁徑已超 過(guò)5m樁長(zhǎng)超過(guò)100m單樁承載力超過(guò)100000 kN,目前世界記錄已達(dá)300000kN。 傳統(tǒng)的堆載法、錨樁法顯然難以滿足要求， 故樁承載力自平衡測(cè)試技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 該測(cè)樁法的基本原理是利用樁側(cè)摩阻力作為樁端阻力的反力來(lái)測(cè)試樁承載力, 該 方法無(wú)需笨重的反力架和大量的堆載,裝置簡(jiǎn)單,特點(diǎn)如下：其一,該法利用樁的側(cè)阻與端阻互為反力, 因而可以直接測(cè)得側(cè)阻力與端阻 力以

8、及各自的荷載位移曲線。其加載機(jī)理與樁的實(shí)際工作狀態(tài)有所不同， 加載 時(shí),荷載箱上部的樁身向上移動(dòng), 亦即產(chǎn)生的摩擦力是負(fù)摩擦力, 檢測(cè)成果需將 其換算成正摩擦力, Qs 曲線也需作等效轉(zhuǎn)換,但其檢測(cè)成果信息詳細(xì),可分 別測(cè)得樁側(cè)阻力和端阻力。其二,該法幾乎不受試樁荷載噸位的限制,可以測(cè)得大噸位樁基的承載力, 使樁基潛力得以合理發(fā)揮。 其試驗(yàn)?zāi)芰θQ于具體地質(zhì)條件, 只要樁側(cè)摩阻力足 夠大,則其最大試驗(yàn)?zāi)芰缀醪皇芷渌蛩叵拗? 目前該方法最大試驗(yàn)荷載達(dá)到 151000 kN （工程地點(diǎn)：Tucson,AZ ）,我國(guó)的舟山西堠門(mén)大橋基樁最大試驗(yàn)荷載 也已達(dá)到 130000 kN。其三，該法對(duì)試樁

9、場(chǎng)地條件要求較低。 試樁點(diǎn)處只需放置測(cè)量沉降的基準(zhǔn)梁， 占用場(chǎng)地很小， 幾乎不受場(chǎng)地條件的限制， 故該法適用范圍廣， 不但可以在傳統(tǒng) 堆載法無(wú)法進(jìn)行的水上、坡地、基坑底、狹窄場(chǎng)地等惡劣情況下實(shí)現(xiàn)試樁，也可 對(duì)用傳統(tǒng)試樁法難以進(jìn)行的斜樁、嵌巖樁、抗拔樁等進(jìn)行測(cè)試。其四，該法裝置較簡(jiǎn)單，試樁過(guò)程省力、省錢(qián)、省時(shí)。測(cè)試不需運(yùn)入數(shù)百噸 或數(shù)千噸物料，不需構(gòu)筑笨重的反力架， 其加載裝置主要就是一個(gè)特制的荷載箱， 沒(méi)有大量的堆載， 也不用專門(mén)修建道路、 制作加強(qiáng)樁頭及平整加固場(chǎng)地； 即使荷 載箱為一次性投入器件，但其檢測(cè)費(fèi)用仍比傳統(tǒng)靜載試樁法節(jié)省30% 60%，節(jié)約比例具體視樁與地質(zhì)條件而定， 一般承載力

10、越高， 其優(yōu)勢(shì)越明顯； 其試樁過(guò)程 尚能與基樁施工基本同步， 即在進(jìn)行基樁混凝土澆筑時(shí)可將荷載箱一并埋設(shè)， 待 樁身混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度（一般混凝土齡期 15d 可達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70%左右），且 土體穩(wěn)定后開(kāi)始測(cè)試； 測(cè)試時(shí)只需幾臺(tái)高壓油泵， 就可實(shí)現(xiàn)多根樁同時(shí)測(cè)試， 加 之荷載箱埋入后基本不受天氣影響，故總工期可以大大縮短。其五，該法操作安全可靠。由于其加載裝置埋入基樁混凝土內(nèi)部，地面部分 基本沒(méi)有受力點(diǎn)，故幾乎不可能發(fā)生安全事故； 試驗(yàn)后試樁仍可作為工程樁使用， 必要時(shí)還可利用預(yù)埋管對(duì)荷載箱進(jìn)行壓力灌漿。其六，該法還可應(yīng)用于基樁研究領(lǐng)域。 自平衡靜載試樁法的獨(dú)有特點(diǎn)使下列 研究成為可能：1

11、、分別測(cè)量樁側(cè)阻力和樁端阻力；2、可測(cè)得土阻力的靜蠕變和恢復(fù)效果，試驗(yàn)荷載能保持任意長(zhǎng)時(shí)間段，因 此可實(shí)測(cè)樁側(cè)和樁端阻力的蠕變行為的數(shù)據(jù)， 沉樁結(jié)束后土阻力的恢復(fù)也可在任 何時(shí)候方便地得到；3、能對(duì)樁施加水平荷載；4、能無(wú)限地循環(huán)加載；5、能測(cè)試任意角度的斜樁；6單獨(dú)測(cè)試嵌巖段，而不包括覆蓋層；7、荷載能施加在任一指定的區(qū)段，如高層建筑常有一至數(shù)層地下室，其樁 基的有效長(zhǎng)度應(yīng)從地下室地板的底面算起；自平衡法可以克服傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)只能 在地面上進(jìn)行的缺陷，能在基坑挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后再做靜載荷試驗(yàn)，從而直接測(cè)得 有效樁長(zhǎng)的承載力。其七，該法方便重復(fù)試驗(yàn)。可在不同的樁端深度（雙荷載箱或多荷載箱技術(shù)） 和同

12、一樁端深度的不同時(shí)間（后壓漿試樁效果對(duì)比），在同一根樁上方便的進(jìn)行 試驗(yàn)。綜上所述，自平衡靜載試樁方法與傳統(tǒng)靜載試樁方法相比至少在下述幾個(gè)方 面具有明顯的優(yōu)勢(shì)：1實(shí)現(xiàn)超大噸位試樁，滿足目前大量高層建筑和特大公路橋梁工程基樁很 高的單樁承載力的要求；2、實(shí)現(xiàn)惡劣場(chǎng)地試樁，特別適用于傳統(tǒng)靜載試樁法難以甚至無(wú)法實(shí)施的水 上試樁、斜坡試樁、深基坑底試樁及狹窄場(chǎng)地試樁等情況；3、省力、省錢(qián)、省時(shí)；4、具有強(qiáng)大的研究功能。表1傳統(tǒng)靜載試樁法與自平衡靜載試樁法的對(duì)比歸納:、方法內(nèi)容傳統(tǒng)靜載試樁法自平衡靜載試樁法加載機(jī)理與樁的實(shí)際工作狀態(tài)相同。與樁的實(shí)際工作狀態(tài)有所不同。檢測(cè)結(jié)果公認(rèn)的最直觀、最可靠的方法。信息豐富，直接測(cè)得樁側(cè)阻力和樁端阻力，但Q-s曲線需作等效轉(zhuǎn)換。最大試驗(yàn)?zāi)芰Χ演d法一般不超過(guò)20000kN;錨樁法一般不超過(guò)40000kN。決定于具體地質(zhì)情況，目前最大試驗(yàn)荷載達(dá) 300000kN。試驗(yàn)場(chǎng)地對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地條件要求高，需專門(mén)進(jìn)行道能在水上、斜坡、深基坑底及狹窄場(chǎng)地要求路修建、場(chǎng)地平整加固（或?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)建造支撐承臺(tái)）及制作加強(qiáng)樁頭。等惡劣條件下試樁。試樁過(guò)程需大量的運(yùn)輸、吊裝等笨重、重復(fù)的機(jī)械作業(yè)，費(fèi)力費(fèi)時(shí)。基本與施工同步，附加工