自平衡法在大直徑樁基檢測(cè)中的運(yùn)用初析

王 明

（安徽省建設(shè)工程測(cè)試研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230000）

樁基在工程建設(shè)中占據(jù)70%的比例。而通過運(yùn)用自平衡法對(duì)大直徑樁基進(jìn)行檢測(cè)，既能增強(qiáng)樁基穩(wěn)定性，又能提升安全性，保證大直徑樁基在工程發(fā)展階段體現(xiàn)出真正的支撐作用。與常規(guī)檢測(cè)法相比，自平衡法不易受場(chǎng)地空間的影響而出現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果不精準(zhǔn)等問題。所以，相關(guān)人員需意識(shí)到自平衡法的重要性。

1 自平衡法的檢測(cè)原理與特點(diǎn)

1.1 原理

自平衡法在實(shí)際應(yīng)用過程中主要是借助荷載箱獲取所需信息。它是將其與鋼筋籠在混凝土澆筑環(huán)節(jié)一同放入基礎(chǔ)樁中，然后利用加壓管將測(cè)試裝置從中引入到地面上，并經(jīng)過灌注處理形成樁體。當(dāng)對(duì)樁基進(jìn)行加壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生加載力，此時(shí)通過科學(xué)的計(jì)算可得出準(zhǔn)確度較高的樁基承載力、土層側(cè)阻系數(shù)等數(shù)據(jù)，并以此作為工程建設(shè)依據(jù)，對(duì)樁基承載極限進(jìn)行確定，從而達(dá)到高效精準(zhǔn)檢測(cè)的目的。

1.2 特點(diǎn)

自平衡法相比其它樁基檢測(cè)法，它具有空間小、影響小、易操作、成本低等優(yōu)勢(shì)，故而在樁基檢測(cè)工作中擁有廣泛的應(yīng)用空間。通常情況下，自平衡法具有以下特點(diǎn)：

其一，可靠性較強(qiáng)。它在樁基檢測(cè)階段，在荷載箱的輔助下只需利用低于20MPa的較小壓力就能獲得較大加載力，促使樁基檢測(cè)結(jié)果更加可靠。其二，準(zhǔn)確性高。自平衡法在樁基檢測(cè)工作中可利用荷載箱位移變化情況反映出樁體移動(dòng)區(qū)間。為了增強(qiáng)準(zhǔn)確性，應(yīng)在原有基礎(chǔ)上確定測(cè)量點(diǎn)的位置，進(jìn)而得出更精確的位移變化值。其三，提升樁體質(zhì)量。自平衡法在優(yōu)化荷載箱之后可降低斷層的發(fā)生率，確保自平衡法能夠?yàn)闃痘|(zhì)量的提升帶來保障。其四，自平衡法中所應(yīng)用的荷載箱質(zhì)量較輕，且易于工作人員操作，并且所投入的檢測(cè)成本也較低。因此，自平衡法在樁基檢測(cè)中具有一定的應(yīng)用價(jià)值［1］。

2 自平衡法在大直徑樁基檢測(cè)中的運(yùn)用策略

2.1 合理設(shè)計(jì)試驗(yàn)樁

要想保證自平衡法在大直徑樁基檢測(cè)中發(fā)揮出真正的作用，就應(yīng)在正式操作前設(shè)計(jì)試驗(yàn)樁，以此判斷自平衡法是否適應(yīng)于大直徑樁基檢測(cè)工作。以某樁基礎(chǔ)工程為例，它所建設(shè)的鉆孔灌注樁直徑為2m，且輔助樁基礎(chǔ)直徑為1.8m。在施工現(xiàn)場(chǎng)中的樁基施工土層分別包括雜填土、粘土、淤泥、細(xì)砂、鵝卵石等物質(zhì)，為了測(cè)試在此工程中自平衡法是否適用，專門設(shè)置了試驗(yàn)樁。首先，它以長(zhǎng)60m到95m、直徑1.8m的鉆孔灌注樁作為試驗(yàn)樁，并保證樁身底部到達(dá)鵝卵石土層；其次，通過科學(xué)的計(jì)算得出單樁承載力在19980KN到53164KN范圍內(nèi)；最后，通過樁基本身的澆筑與樁身的插入情況判斷樁身質(zhì)量是否符合施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 規(guī)范樁基檢測(cè)步驟

大直徑樁一般是指直徑超過2m的鉆孔灌注樁，在對(duì)大直徑樁基加以檢測(cè)時(shí)應(yīng)進(jìn)一步規(guī)范檢測(cè)步驟，以免影響檢測(cè)效果。其中在加載部分，是指將荷載箱聯(lián)合鋼筋籠放入到基礎(chǔ)樁時(shí)，通過持續(xù)加載的方式獲取樁體的承載力。當(dāng)測(cè)量位移變化值時(shí)，發(fā)現(xiàn)數(shù)值≥40mm且下沉量明顯超過5倍的前一級(jí)荷載下沉量時(shí)應(yīng)立即終止加載操作，又或者當(dāng)荷載值≥安全系數(shù)與初期設(shè)計(jì)值的乘積時(shí)，也應(yīng)終止加載。

2.3 明確樁基平衡點(diǎn)

在大直徑樁基檢測(cè)中運(yùn)用自平衡法時(shí)還需明確平衡點(diǎn)，以此保證所得到的檢測(cè)結(jié)果具有一定的可信度。

比如在一個(gè)以直徑1m、長(zhǎng)為52m左右的大直徑鉆孔灌注樁為主要樁基結(jié)構(gòu)，其它樁長(zhǎng)為39m的工程中。首先應(yīng)將最大加載力確定在1.2倍的樁體極限承載力范圍內(nèi)，然后在施工初期按照應(yīng)用的施工技術(shù)及工程條件確定平衡點(diǎn)。最后結(jié)合荷載箱的具體位置及所受摩擦力、灌注樁摩擦力、樁體重量等參數(shù)計(jì)算出平衡點(diǎn)的具體數(shù)值。平衡點(diǎn)計(jì)算公式如下：

抗壓承載力最大值=（荷載箱上端樁體所承受的最大加載值-荷載箱上端樁體重量） ×荷載箱上端樁體側(cè)阻力系數(shù)+荷載箱下端樁體最大加載值，經(jīng)過上述計(jì)算后可總結(jié)出平衡點(diǎn)的具體位置，據(jù)此得出樁基檢測(cè)結(jié)果，為樁基礎(chǔ)工程的建設(shè)提供重要依據(jù)［2］。

2.4 優(yōu)選樁基試驗(yàn)方法

自平衡法可以剛好彌補(bǔ)以往靜載試驗(yàn)法中無法對(duì)大直徑樁基進(jìn)行檢測(cè)的不足之處。其中堆載法是在樁基頂部利用承重裝置堆積重物，然后對(duì)樁身施加壓力，最后可從樁身下沉狀況判斷樁基穩(wěn)定性。相比于自平衡法，在加載方向與加載位置上都有所不同。比如常規(guī)方法會(huì)將樁基進(jìn)行分段，而自平衡法是直接將荷載箱一同插入到基礎(chǔ)樁里，為了防止開放的荷載箱受到沉渣影響而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確，目前常將荷載箱設(shè)計(jì)成封閉式，以便荷載箱在反饋樁基位移量時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)最小化誤差。至于加載方向方面，自平衡法與常規(guī)試驗(yàn)法加載方向基本一致，只是自平衡法所形成的反力方向來源于樁體內(nèi)部，而常規(guī)方法反力方向來自外部。對(duì)此，自平衡法在大直徑樁基檢測(cè)中確實(shí)具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，故而相關(guān)人員在判斷樁基質(zhì)量時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際工況選擇適合的檢測(cè)方法。

3 結(jié)語

綜上所述，自平衡法作為一種經(jīng)濟(jì)性與合理性較強(qiáng)的檢測(cè)技術(shù)，它在大直徑樁基檢測(cè)過程中的確體現(xiàn)出了一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。為了進(jìn)一步提升大直徑樁基的穩(wěn)定性。相關(guān)人員需充分運(yùn)用自平衡法對(duì)大直徑樁基質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)，由于自平衡法可有效節(jié)約檢測(cè)時(shí)間，故而值得在大直徑樁基檢測(cè)工作中積極推廣。