淺析樁基工程“自平衡檢測技術(shù)”的應(yīng)用

王曉

摘 要：自平衡檢測技術(shù)作為一種新型的樁基承載力靜載荷試驗方法，具有省時、省力、綜合檢測成本低及適用范圍廣等諸多特點。本文闡述了樁基自平衡的基本工作原理、作業(yè)條件及技術(shù)控制要點，并與傳統(tǒng)的堆載法和錨樁法進行了比較。

關(guān)鍵詞：樁基工程;自平衡;檢測技術(shù);應(yīng)用

樁基自平衡檢測技術(shù)作為一種靜載荷試驗方法，最早源于1960年代以色列Afar? Vasela公司多年工程經(jīng)驗積累和樁基檢測理論研究基礎(chǔ)上的“通莫靜載法”，隨后在世界范圍內(nèi)得以逐步推廣;1990年代后期因?qū)W術(shù)交流引進我國后，在東南大學(xué)土木工程學(xué)院理論研究的基礎(chǔ)上開始逐漸應(yīng)用于工程實踐。2009年1月交通運輸部頒布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T738-2009;2017年2月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T403-2017，同年7月山西省頒布地方標(biāo)準(zhǔn)DBJ04/T345-2017。

1 工作原理

樁基自平衡靜載檢測技術(shù)，是利用樁體自身反力的平衡（平衡點上段樁身自重、樁側(cè)阻力及樁頂配重之和與下段樁身側(cè)阻力及樁端阻力之和基本相等）實現(xiàn)對樁身的加載，以接近于豎向抗壓（抗拔）樁的實際工作條件的試驗方法。

其基本工作原理是樁身混凝土澆注前，將特制的加載裝置——荷載箱和鋼筋籠一起埋入樁內(nèi)平衡點位置（具體位置根據(jù)試驗的不同目的和條件而定），荷載箱的加壓管以及所需的其他測試裝置（位移桿及護管、應(yīng)力計等）從樁體引到地面，然后灌注成樁。

休止齡期后，由加壓泵在地面通過預(yù)先埋設(shè)的管路，對荷載箱逐級加壓加載，使得荷載箱產(chǎn)生上、下兩個方向的力;觀測荷載箱上、下承壓板向上、向下的位移，測試上、下段樁的極限承載力。通過試驗數(shù)據(jù)繪制上、下段樁的荷載——位移曲線，從而得到試樁的極限承載力。

2 作業(yè)條件

2.1 《樁基檢測方案》已審批。

2.2 樁頭修整完畢，且預(yù)檢測基樁周邊場地已整理平整。

2.3 配套檢測儀器設(shè)備已就位;檢測所需的現(xiàn)場設(shè)備（吊車、電焊機、配電箱等）、工人、材料須全面到位，基準(zhǔn)梁、基準(zhǔn)樁、防風(fēng)帳篷、電源等已按要求進行配備。

2.4 檢測開始時間應(yīng)同時滿足下列規(guī)定：

混凝土強度達到設(shè)計強度的80%以上且不低于15Mpa或按該強度算得的樁身承載力大于荷載箱單向最大加載值的1.5倍;

土體的休止時間宜按當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗及土性選定，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗則砂土不少于7d，粉土不少于10d，非飽和黏性土不少于15d，飽和黏性土不少于25d。對于泥漿護壁灌注樁，宜適當(dāng)延長土體的休止時間。

3 技術(shù)要點

3.1 平衡點確定

樁基自平衡檢測技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵是“平衡點”位置的選擇，因此必須在熟悉圖紙設(shè)計要求和地勘報告的基礎(chǔ)上，運用自平衡法試樁理論計算確定平衡點位置。

3.1.1 根據(jù)設(shè)計圖紙，確定試樁樁長、樁徑及設(shè)計承載力極限值等相關(guān)參數(shù)。

3.1.2 根據(jù)本工程地勘資料分析樁體設(shè)計長度范圍內(nèi)各土層的摩阻力和該土層的樁身長度及樁端阻力。

按自平衡法試樁理論進行計算，確定平衡點（即荷載箱）位置。

3.2 檢測設(shè)備

3.2.1 設(shè)備選用

荷載箱應(yīng)按樁基類型、檢測要求及樁基施工工藝正確選用。

連接于荷載箱油路的壓力傳感器或壓力表精度均不應(yīng)低于 0.5 級，量程不應(yīng)小于60MPa，壓力表、油泵、油管在最大加載時的壓力不應(yīng)超過額定工作壓力的 80%。

位移傳感器采用電子百分表，測量誤差不得大于O.l%FS ，分辨率不得低于 O.Olmm 。荷載箱處的向上、向下位移應(yīng)各自采用一組位移傳感器，每組不應(yīng)少于2個，且應(yīng)對稱布置。

3.2.2 設(shè)備安裝

荷載箱平放于鋼筋籠中心，其位移方向與樁身軸線夾角不應(yīng)大于1°。

基準(zhǔn)樁與受檢樁之間的中心距離不應(yīng)小于3倍的受檢樁直徑，且不應(yīng)小于 2.0m;基準(zhǔn)樁應(yīng)打入地面以下足夠的深度，不宜小于1. Om?；鶞?zhǔn)梁的截面高度不宜小于其跨度的1/40，基準(zhǔn)樁的線剛度不宜小于基準(zhǔn)梁剛度的3倍。

3.3 現(xiàn)場試驗

自平衡法靜載荷試驗采用慢速維持荷載法。

3.4 檢測數(shù)據(jù)分析與整理

將自平衡法獲得的向上、向下兩條Q—s 曲線，根據(jù)位移協(xié)調(diào)原則，等效轉(zhuǎn)換成傳統(tǒng)樁頂加載靜載試驗的Q—s曲線，以確定樁頂沉降。

4 與傳統(tǒng)樁基檢測方法的對比分析

傳統(tǒng)的樁基靜載試驗方法有堆載法和錨樁法，這兩種方法的共同點是采用油壓千斤頂在樁頂施加荷載。堆載法通過反力架上的堆重與之平衡;樁基檢測過程中必須解決數(shù)百噸甚至數(shù)千噸的荷載來源、堆載及運輸問題，極大地增加了檢測時間和安全隱患。錨樁法通過反力架將反力傳遞給錨樁，與錨樁的抗拔力平衡;檢測過程中需設(shè)置多根錨樁及反力鋼梁，不僅所需費用昂貴、時間長，易受噸位和場地條件的限制，并且荷載安裝時對中不易控制，試驗開始階段容易產(chǎn)生過沖;使用工程樁做錨樁時，又會對工程樁的承載力產(chǎn)生一定影響。

樁基靜載荷檢測試驗中采用自平衡法具有幾下幾項明顯優(yōu)勢：

4.1 省時：樁身混凝土強度達到設(shè)計強度的80%即可進行靜載檢測。如工期要求較緊，則可配置多套設(shè)備多樁同時檢測，省去了大量的時間。

4.2 省力：因沒有“堆載”，不需要笨重的反力架及數(shù)量較大堆載試塊進出場運輸，檢測過程更加方便、安全、綠色環(huán)保。

4.3 綜合檢測成本低：檢測樁完全按工程樁制作，不需到達地面，不需制作樁頭。對有地下室的結(jié)構(gòu)，與常規(guī)方法相比，縮短了檢測樁長度，且檢測后經(jīng)壓漿處理的檢測樁仍可作工程樁使用。

4.4 適用范圍廣：自平衡檢測技術(shù)裝置簡單、操作空間小，傳統(tǒng)的堆載法或錨樁法無法操作的場地，如水上試樁、坡地試樁、基坑底試樁、狹窄場地試樁、斜樁、嵌巖樁、抗拔樁等，自平衡法都可進行樁基檢測。

5 結(jié)語

樁基自平衡檢測技術(shù)作為我國樁基工程施工中引進的先進靜載試驗方法，由于其操作簡單、省時、省力、綜合檢測成本低，且適用范圍廣等諸多優(yōu)點，應(yīng)在施工實踐中積極推廣應(yīng)用。

參考文獻：

[1]《建筑基樁自平衡靜載試驗技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T403-2017）住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

[2]《基樁自平衡靜載試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ04/T345-2017）? 山西省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳