自平衡法靜載試驗在基樁中的應用

自平衡法靜載試驗在樁基中的應用目錄01自平衡法--定義及適用范圍04自平衡法--自平衡法檢測特點1.1定義自平衡法靜載試驗技術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量裝置于樁頂部,待砼養(yǎng)護到標準齡期后,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，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部尋求加載反力的靜荷載試驗方法。自平衡試樁法：上段樁的側摩阻力+上段樁的自重=下段樁的側摩阻力+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、狹窄場地試樁、斜樁、嵌巖樁、抗拔樁等。2.檢測設備高壓油泵：荷載箱油管順著鋼筋籠主筋捆綁并引至地面。測試時，將油管接入高壓油泵進行加壓。荷載箱：主要由活塞、頂蓋、底蓋及箱壁四部分組成，基樁自平衡法檢測的關鍵設備。一次性荷載箱埋入樁內后不可回收，成本高，可回收的荷載箱一般放置在空心預制樁的內部，樁端的不遠處。2.1加載設備：2.2位移量測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鋼梁上。每樁6只，兩只用于測樁身荷載箱的向上位移，兩只用于側樁身荷載箱的向下位移，兩只測樁頂向上位移。數(shù)據采集系統(tǒng):包括數(shù)據采集儀、計算機、穩(wěn)壓電源、不間斷電源2.3應力量測裝置常規(guī)鋼筋應變計：測量樁身內力，并由樁身內力推算各土層的抗壓或抗拔側摩阻力。2.4其他裝置平衡梁：又叫基準量，由基準樁和基準梁組成，作用是為測試元件提供一個穩(wěn)定的平臺。防風棚架：為測試提供一個相對穩(wěn)定的環(huán)境，減少試樁時外部因素的影響。3.1檢測步驟

（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相應的位置，將加載箱的加壓管以及所需的其他測試裝置從樁體引到地面，然后灌注成樁。（2）荷載箱加壓加載：使樁體內部產生加載力，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)據以及各層土的檢測數(shù)據進一步來測定樁的承載力。（3）成果：獲得每層土層的側阻系數(shù)、樁的側阻、樁端承力等一系列數(shù)據，這種方法可以用于為設計提供數(shù)據依據，也可用于工程樁承載力的檢驗。1、自平衡測試法是利用自身平衡反力的樁基檢測方法。荷載箱是一個組合千斤頂，通過荷載箱上預留的注油管給荷載箱進行加壓，從而荷載箱的活塞上下板開始移動，形成一對平衡力，從而實現(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得，根據位移和荷載的唯一對應關系，計算機繪制相應的“向上的力和位移圖”和“向下的力和位移圖”通過自平衡試驗結果與傳統(tǒng)靜載試樁結果進行轉換。3.2檢測原理

4.自平衡法檢測特點

1.裝置較簡單，不占用場地，不需要運入數(shù)百噸或者數(shù)千噸物料，不需構筑笨重的反力架，可多根樁同時測試，試驗準備工作省時、省力、安全；2.該法利用樁的側阻與端阻互為反力，因而可清楚的分出側阻力與端阻力分布和各自的荷載—位移曲線；3.試驗費用節(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)省試驗總費用30%～60%，具體比例試樁噸位與地質條件而定；4.由于試驗方便、費用低、時間節(jié)省，該方法有利于增加試樁的數(shù)量，擴大檢測面；5.試驗后的試樁仍可作為工程樁使用，必要時可利用預埋管對荷載箱進行壓力灌漿.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理不同。傳統(tǒng)的靜載法荷載作用在樁頂，符合樁實際工作狀態(tài)，傳統(tǒng)靜載試驗只需從單樁總體上考慮。自平衡荷載作用在荷載箱處，對單樁承載力需要分為上下兩段樁進行考慮。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，從而導致自平衡上段樁樁側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摩阻力為負摩阻力，確定上段樁的極限承載力需要將負摩阻力通過公式轉換為正摩阻力。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)，導致樁周土密實度增加，從而樁側摩阻力增大。自平衡檢測法：上段荷載作用在樁底，樁側土層會隨著樁身的向上移動向上移動，而上段樁樁頂并沒有覆蓋土層和其他荷載，因此樁周土體會逐漸松弛，從而樁側摩阻力也會下降。5.2樁周土應力狀態(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，從而樁身會產生向上的位移，樁周土跟著向上移動，樁側上部土體并沒有土層覆蓋和其他荷載，因此從樁側上部土層到樁側下部土層隨樁身位移的增大而變得越來越松散，當土層剛度較小時在樁頂可能會出現(xiàn)隆起，樁身上部的樁側摩阻力呈減小的趨勢。在樁底加載點部位，出現(xiàn)徑向應力集中土拱，下部土層摩擦力會增大。傳統(tǒng)靜載試驗：荷載作用向下，樁身產生向下的位移，樁周土體同時向下移動，使得樁周土體變得密實，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，導致側摩阻力增大趨勢。樁身變形的問題導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)別由于加載點位置的樁身變形大，因此該處的截面位移最大，而離加載點位置越遠樁身壓縮變形越小，從而截面位移隨離加載點位置的距離逐漸減小。由于自平衡上段樁與傳統(tǒng)試樁加載點位置不同，導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，所受的荷載由樁側摩阻力承擔，且樁身軸力從樁頂?shù)綐兜字饾u遞減。隨著荷載的增大，樁側摩阻力達到極限承載力后，樁端土層承擔全部隨后增加的荷載，隨著位移的增大，樁端土層進一步壓縮變形，從而使得樁端阻力達到極限值，單樁承載能力迅速減小。自平衡