自平衡法靜載試驗(yàn)在基樁中的應(yīng)用

自平衡法靜載試驗(yàn)在樁基中的應(yīng)用目錄01自平衡法--定義及適用范圍04自平衡法--自平衡法檢測(cè)特點(diǎn)1.1定義自平衡法靜載試驗(yàn)技術(shù)是將千斤頂放置在樁的底部或下部，連接施壓油管及位移測(cè)量裝置于樁頂部,待砼養(yǎng)護(hù)到標(biāo)準(zhǔn)齡期后,通過頂部高壓油泵給底部或下部荷載箱施壓向上頂樁身的同時(shí)，向下壓樁底，使樁的摩阻力和端阻力互為反力，分別得到荷載-位移曲線，疊加后得到樁頂?shù)某休d力和位移管線的Q-s曲線。自平衡法是一種基于在樁基內(nèi)部尋求加載反力的靜荷載試驗(yàn)方法。自平衡試樁法：上段樁的側(cè)摩阻力+上段樁的自重=下段樁的側(cè)摩阻力+端阻力1.2自平衡法適用范圍粘性土、粉土、砂石巖層中的鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁水上試樁、坡地試樁、基坑底試樁、狹窄場(chǎng)地試樁、斜樁、嵌巖樁、抗拔樁等。2.檢測(cè)設(shè)備高壓油泵：荷載箱油管順著鋼筋籠主筋捆綁并引至地面。測(cè)試時(shí)，將油管接入高壓油泵進(jìn)行加壓。荷載箱：主要由活塞、頂蓋、底蓋及箱壁四部分組成，基樁自平衡法檢測(cè)的關(guān)鍵設(shè)備。一次性荷載箱埋入樁內(nèi)后不可回收，成本高，可回收的荷載箱一般放置在空心預(yù)制樁的內(nèi)部，樁端的不遠(yuǎn)處。2.1加載設(shè)備：2.2位移量測(cè)裝置電子位移傳感器：位移傳感器：一般采用電子百分表或電子千分表，通過磁性表座固定在基準(zhǔn)鋼梁上。每樁6只，兩只用于測(cè)樁身荷載箱的向上位移，兩只用于側(cè)樁身荷載箱的向下位移，兩只測(cè)樁頂向上位移。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):包括數(shù)據(jù)采集儀、計(jì)算機(jī)、穩(wěn)壓電源、不間斷電源2.3應(yīng)力量測(cè)裝置常規(guī)鋼筋應(yīng)變計(jì)：測(cè)量樁身內(nèi)力，并由樁身內(nèi)力推算各土層的抗壓或抗拔側(cè)摩阻力。2.4其他裝置平衡梁：又叫基準(zhǔn)量，由基準(zhǔn)樁和基準(zhǔn)梁組成，作用是為測(cè)試元件提供一個(gè)穩(wěn)定的平臺(tái)。防風(fēng)棚架：為測(cè)試提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境，減少試樁時(shí)外部因素的影響。3.1檢測(cè)步驟

（1）灌注成樁：加載裝置-----荷載箱在混凝土澆筑之前和鋼筋籠一起埋入樁內(nèi)相應(yīng)的位置，將加載箱的加壓管以及所需的其他測(cè)試裝置從樁體引到地面，然后灌注成樁。（2）荷載箱加壓加載：使樁體內(nèi)部產(chǎn)生加載力，荷載箱本身的打開面打開后通過位移絲或位移桿的走位數(shù)據(jù)以及各層土的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)一步來測(cè)定樁的承載力。（3）成果：獲得每層土層的側(cè)阻系數(shù)、樁的側(cè)阻、樁端承力等一系列數(shù)據(jù)，這種方法可以用于為設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，也可用于工程樁承載力的檢驗(yàn)。1、自平衡測(cè)試法是利用自身平衡反力的樁基檢測(cè)方法。荷載箱是一個(gè)組合千斤頂，通過荷載箱上預(yù)留的注油管給荷載箱進(jìn)行加壓，從而荷載箱的活塞上下板開始移動(dòng)，形成一對(duì)平衡力，從而實(shí)現(xiàn)給試樁加載。2、荷載箱提供的荷載和向上、向下位移均通過儀器測(cè)得，根據(jù)位移和荷載的唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算機(jī)繪制相應(yīng)的“向上的力和位移圖”和“向下的力和位移圖”通過自平衡試驗(yàn)結(jié)果與傳統(tǒng)靜載試樁結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)換。3.2檢測(cè)原理

4.自平衡法檢測(cè)特點(diǎn)

1.裝置較簡(jiǎn)單，不占用場(chǎng)地，不需要運(yùn)入數(shù)百噸或者數(shù)千噸物料，不需構(gòu)筑笨重的反力架，可多根樁同時(shí)測(cè)試，試驗(yàn)準(zhǔn)備工作省時(shí)、省力、安全；2.該法利用樁的側(cè)阻與端阻互為反力，因而可清楚的分出側(cè)阻力與端阻力分布和各自的荷載—位移曲線；3.試驗(yàn)費(fèi)用節(jié)省較多，盡管荷載箱為一次性投入器件，但與傳統(tǒng)的方法相比，可節(jié)省試驗(yàn)總費(fèi)用30%～60%，具體比例試樁噸位與地質(zhì)條件而定；4.由于試驗(yàn)方便、費(fèi)用低、時(shí)間節(jié)省，該方法有利于增加試樁的數(shù)量，擴(kuò)大檢測(cè)面；5.試驗(yàn)后的試樁仍可作為工程樁使用，必要時(shí)可利用預(yù)埋管對(duì)荷載箱進(jìn)行壓力灌漿.5.自平衡試樁法荷載傳遞規(guī)律與傳統(tǒng)靜壓試樁法區(qū)別1、自平衡試樁法和傳統(tǒng)的靜載法最大的區(qū)別在于樁的荷載傳遞機(jī)理不同。傳統(tǒng)的靜載法荷載作用在樁頂，符合樁實(shí)際工作狀態(tài)，傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)只需從單樁總體上考慮。自平衡荷載作用在荷載箱處，對(duì)單樁承載力需要分為上下兩段樁進(jìn)行考慮。2、自平衡上段樁的位移方向向上與傳統(tǒng)靜載試樁側(cè)摩阻力方向相反，隨著樁身位移的增大樁周土體愈發(fā)松散，從而導(dǎo)致自平衡上段樁樁側(cè)土體抵抗荷載的能力要比傳統(tǒng)靜載試樁要小很多。且自平衡上段樁樁側(cè)摩阻力為負(fù)摩阻力，確定上段樁的極限承載力需要將負(fù)摩阻力通過公式轉(zhuǎn)換為正摩阻力。而自平衡下端樁荷載傳遞情況類似于傳統(tǒng)靜載樁。5.1傳遞規(guī)律傳統(tǒng)靜壓樁：樁身受到壓荷載作用下，樁身處于壓縮狀態(tài)，導(dǎo)致樁周土密實(shí)度增加，從而樁側(cè)摩阻力增大。自平衡檢測(cè)法：上段荷載作用在樁底，樁側(cè)土層會(huì)隨著樁身的向上移動(dòng)向上移動(dòng)，而上段樁樁頂并沒有覆蓋土層和其他荷載，因此樁周土體會(huì)逐漸松弛，從而樁側(cè)摩阻力也會(huì)下降。5.2樁周土應(yīng)力狀態(tài)的區(qū)別5.2樁身受力情況的異同自平衡法：上段樁中荷載作用在樁底且方向向上，從而樁身會(huì)產(chǎn)生向上的位移，樁周土跟著向上移動(dòng)，樁側(cè)上部土體并沒有土層覆蓋和其他荷載，因此從樁側(cè)上部土層到樁側(cè)下部土層隨樁身位移的增大而變得越來越松散，當(dāng)土層剛度較小時(shí)在樁頂可能會(huì)出現(xiàn)隆起，樁身上部的樁側(cè)摩阻力呈減小的趨勢(shì)。在樁底加載點(diǎn)部位，出現(xiàn)徑向應(yīng)力集中土拱，下部土層摩擦力會(huì)增大。傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)：荷載作用向下，樁身產(chǎn)生向下的位移，樁周土體同時(shí)向下移動(dòng)，使得樁周土體變得密實(shí)，樁頂土體可能出現(xiàn)下陷現(xiàn)象。樁身處于受壓狀態(tài)，樁身截面變粗，導(dǎo)致側(cè)摩阻力增大趨勢(shì)。樁身變形的問題導(dǎo)致自平衡上段樁的截面位移與傳統(tǒng)靜載試樁有著很大區(qū)別由于加載點(diǎn)位置的樁身變形大，因此該處的截面位移最大，而離加載點(diǎn)位置越遠(yuǎn)樁身壓縮變形越小，從而截面位移隨離加載點(diǎn)位置的距離逐漸減小。由于自平衡上段樁與傳統(tǒng)試樁加載點(diǎn)位置不同，導(dǎo)致兩者截面位移曲線呈反比的規(guī)律。5.3樁身截面位移的區(qū)別5.4樁端破壞形式的區(qū)別傳統(tǒng)靜載試樁：荷載較小時(shí)，所受的荷載由樁側(cè)摩阻力承擔(dān)，且樁身軸力從樁頂?shù)綐兜字饾u遞減。隨著荷載的增大，樁側(cè)摩阻力達(dá)到極限承載力后，樁端土層承擔(dān)全部隨后增加的荷載，隨著位移的增大，樁端土層進(jìn)一步壓縮變形，從而使得樁端阻力達(dá)到極限值，單樁承載能力迅速減小。自平衡