自平衡法樁基檢測解析

樁基檢測方法—自平衡法

1.樁基檢測方法---靜荷載實驗法1.1堆載法

1.2錨樁法

1.3自平衡法

1.4自平衡法與傳統(tǒng)加載方法比較2.自平衡法荷載試驗在工程試驗樁的應用3.結論

樁基礎是現(xiàn)代建筑中應用較普遍的一種地基處理技術。但樁基礎施工存在隱蔽性高，施工地形復雜，施工機械性能不穩(wěn)，人員素質參差不齊等因素，影響樁基的質量。樁基質量不僅關系到建筑物的成敗，更關系到人民群眾的生命財產(chǎn)的安全，所以國家強制規(guī)定樁基礎施工必須進行樁基檢測。在工程實踐中，由于對檢測方法了解不多或使用不當，或者因不重視而使用存在著隨意性，造成樁基工程質量檢測的可靠性不高，給工程留下了隱患，甚至造成質量事故。

1樁基檢測方法---靜荷載實驗法

基樁工程質量的好壞主要取決于兩個因素，即承載能力與樁身質量，而承載力是二者中的主要因素。單樁承載力的準確測試對于各類建筑物基礎設計乃至上部結構的設計都起著舉足輕重的作用。長期以來，國內(nèi)外確定單樁承載力的方法很多，總的可分為兩大類：

第一類是對工程現(xiàn)場試樁進行靜載荷試驗和動力檢測；

第二類是通過其它手段，分別得出樁端阻力和樁身的側阻力后計算求得?；鶚稒z測的主要目的之一是確定單樁承載力，而單樁豎向靜載荷試驗是公認的檢測單樁豎向承載力最直觀、最可靠的方法。

靜載試驗法:該法被認為是目前檢測基樁豎向抗壓承載力最直接和最可靠的試驗方法。它所獲得的Q—s曲線的形態(tài)由樁側和樁端土的分布和性質、成樁工藝、樁的形狀尺寸等諸多因素而變化。當其陡降段明顯時，可取相應于陡降段起點的荷載值；對于緩變型曲線則一般取s=40~60mm對應的荷載，對于摩擦型灌注樁，取s=logQ曲線陡降直線段的起點所對應的荷載值。當曲線特征不明確時，極限承載力的確定受人為因素的影響較大。在工程實踐中，基準梁和基準樁的問題常會被檢測人員所忽視，容易出現(xiàn)下列問題：①基準樁打入深度不足，在試驗過程中產(chǎn)生位移；②基準梁長度不符合規(guī)范要求；③基準梁剛度不足，產(chǎn)生較大的撓曲變形。

目前，樁基靜荷載試驗主要有以下幾類加載方法：

堆載法、錨固法和自反力法。

1.1堆載法：

堆載反力梁裝置就是在樁頂使用鋼梁設置一承重平臺，上堆重物，依靠放在樁頭上的千斤頂將平臺逐步頂起，從而將力施加到樁身。反力裝置的主梁可以選用型鋼，也可用自行加工的箱梁。平臺形狀可以根據(jù)需要設置為方形或矩形，堆載用的重物可以選用砂袋、混凝土預制塊、鋼錠、甚至就地取土裝袋，也有的用水箱。優(yōu)點：

堆載反力梁裝置使用比較廣泛，其承重平臺搭建簡單，適合于不同荷載量試驗，及不配筋或少配筋的樁，可對工程樁進行隨機抽樣檢測。在千斤頂配合下，該裝置可以將力比較均勻緩慢地施加到樁上，能明顯改善電動油泵加載中的過沖現(xiàn)象，從而使荷載量的大小比較容易控制。

缺點：由于開始試驗前，堆重物的重量由支撐墩傳遞到地面，使樁周土受到了一定的影響，有報道稱，當荷載大于20000kN時，影響深度將達到45m。而且大噸位試驗時，若用袋裝砂石或場地土等作為堆重物，由于上部荷載較大，造成安裝時間較長，而且需要進行技術處理，以防鼓凸倒塌。在廣東地區(qū)，許多單位使用混凝土預制塊堆重，大大減少了安裝時間，但需運輸車輛及吊車配合，試驗成本較高；使用水箱配重，試驗結束后，由于要放水，會影響試驗場地的整潔。

1.2

錨樁法：

錨樁反力梁裝置在具體的應用中又可根據(jù)反力錨的不同分為兩種：將反力架與錨樁連接在一起提供反力的，俗稱錨樁反力梁裝置；將幾只螺旋鉆鉆入地下使用地錨提供反力，俗稱錨桿反力梁裝置。錨樁反力梁裝置就是將被測樁周圍對稱的幾根錨樁用錨筋與反力架連接起來，依靠樁頂?shù)那Ы镯攲⒎戳茼斊穑杀贿B接的錨樁提供反力。提供反力的大小由錨樁數(shù)量、反力架強度和被連接錨樁的抗拔力決定。錨樁反力梁裝置一般不會受現(xiàn)場條件和加載噸位數(shù)的限制，當條件允許時采用工程樁作錨樁是最經(jīng)濟的，但在試驗過程中需要觀測錨樁的上拔量，以免拔斷，造成工程損失。

在小噸位基樁和復合地基試驗中，小巧易用的地錨就顯示出了工程上的便捷性。地錨根據(jù)螺旋鉆受力方向的不同可分為斜拉式（也即傘式）和豎直式，斜拉式中的螺旋鉆受土的豎向阻力和水平阻力，豎直式中的螺旋鉆只受土的豎向阻力。地錨提供反力的大小由螺旋鉆葉片大小和地層土質有關。雖然有不少單位使用地錨進行復合地基試驗，但由于試驗過程中，地錨會對復合地基土產(chǎn)生擾動，這一點需要引起足夠重視。另外，還有一些反力裝置比如錨樁與堆重平臺聯(lián)合裝置，以及利用現(xiàn)有建筑物或特殊地形提供反力的。優(yōu)點：錨樁反力梁裝置是通過鄰近工程樁或預設錨樁提供反力，安裝快捷，特別對于大噸位試樁，節(jié)約成本明顯。缺點：安裝時荷載對中不易控制，試驗的開始階段容易產(chǎn)生過沖，當使用工程樁做錨樁時，會對工程樁的承載力產(chǎn)生一定的影響，如果為試驗樁設置專用的錨樁，則會大大增加相關成本。錨樁在試驗過程中受到上拔力的作用，其樁周土的擾動同樣會影響到試樁。《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94－94）提出的試樁與錨樁之間的中心位置應≥4d且≤2.0m就是為了減小這種影響（d：試樁或錨樁的設計直徑）。對于樁身承載力較大的鉆孔灌注樁錨樁反力梁裝置無法進行隨機抽樣檢測。

1.3自平衡法自平衡法在國外上世紀80年代中期已經(jīng)研究應用，我國從90年代中期起開始實用性的應用。通過多年的科研應用，目前在交通橋梁和碼頭工程領域的使用較為廣泛，經(jīng)過不斷的實踐累積，逐步從科研轉變?yōu)楣こ痰臋z測的常規(guī)應用，部分行業(yè)和地區(qū)已經(jīng)制定了相關的檢測規(guī)程。自平衡試樁法的基本原理是接近于豎向抗壓(拔)樁的實際工作條件的試驗方法。首先把一種特制的加載裝置—荷載箱放置在樁身指定位置，將荷載箱的高壓油管和位移桿引到地面（平臺）。

由高壓油泵在地面（平臺）向荷載箱充油加載，荷載箱將力傳遞到樁身，其上部樁極限側摩阻力及自重與下部樁極限側摩阻力及極限端阻力相平衡來維持加載，從而獲得樁的承載力。這種試驗方法的最大特點是在樁基自身內(nèi)部尋求反力進行加載，不同于傳統(tǒng)方法那樣借助于外部反力加載。

自平衡法測樁技術資料下載

自平衡法技術優(yōu)劣勢分析

自平衡法荷載試驗抗壓極限承載力的確定⑴根據(jù)實測荷載箱上、下位移計算確定承載力：⑵Q-未S曲慘線確定冶承載力宿和等效初轉換曲芹線。通過積自平氧衡法廚檢測趣可獲櫻得的決向上量、向件下兩趕條Q夕-S壺曲廟線（慎S+和S-曲線盤）。醒對于塘陡降榴型Q土-s圾曲避線，就取陡坐降起非始點便對應齡的荷塊載。磨對緩拘變形蛾Q-乓S揮曲線歷，按滲位移機值確姻定極想限值訪，極競限側務阻取圖對應金于向騰上位臥移S+=4梯0～頂60撫mm樓對霸應的災荷載誕；極游限端秤阻取碑S-=4瓦0～重60驢mm濱對父應荷弦載，幼或大康直徑瞞樁的膀S-=（0撿.03飛～0.斑06）箱D（D間為樁飛端直徑陳，大直陪徑樁取援低值，亂小直徑瘋樁取高轟值）的博對應荷遮載。如畏果根據(jù)腿位移隨戚時間的謎變化特些征確定疲極限承瞇載力，作下段樁割取S-疊lgt材曲線冬尾部出習現(xiàn)明顯詢向下彎纖曲的前懷一級荷右載值，蟻上段樁車取S-梢lgt們曲線間尾部出飽現(xiàn)明顯粗向上彎調曲的前頭一級荷西載值。另外也畜可以通秘過轉換處等效為正相應的摩傳統(tǒng)靜組載方法啦獲得的三一條Q蓋-S慢曲線，喚將荷載瘡箱作用主力轉換忌為樁頂擁荷載值龜，上下描段樁位蹤蝶移轉換梢為樁頂澡位移，賽參考豎種向抗壓獵靜載的繞極限承泳載力取局值方法唉確定極偽限荷載峰。優(yōu)點：自平衡卵測試法以通過樁田自身阻歡力作反剃力，避煩免了龐鳴大的反姥力裝置爆，其裝愈置簡單尊，準備懂工作省剛時省力餅，并且繳可以節(jié)成省大量淚試驗費象用。缺點捧：當使將用工卷程樁額進行慶檢測品，荷漏載箱散位置拋在加岔載后稍形成濫斷樁犬，不霸宜處框理，會荷載克箱平聽衡點林位置暗需要栗預估蹄，上訓部樁批身的院摩擦央力與插下部改樁身應的摩凳擦力腎及端訪阻力渾不易番平衡礙，另馳外測李試時尿，荷很載箱憶上部寸測讀漂的是粗負摩踏擦力千，與塘實際釣情況因不相竭同，寺需要猶根據(jù)偏經(jīng)驗倚進行叮調整擇。1.羨4自平衡購法與傳三統(tǒng)加載圖方法比歷較相同域點試驗對鞭象：相對于饑其他測墓樁方法澡（高、愁低應變趴等）而盤言，自愁反力法閥與傳統(tǒng)剩加載方母法一樣政，同屬顛于對樁漠體直接敘施載的兇方法，錢且試驗膚結果為拖勘探、嚼設計、舍施工的亭綜合結匪果。試驗雙原理：自反力擦（自平奴衡）測布樁法，強并不是峽一種全創(chuàng)新的樁哭基靜載哄試驗，邊其代表米的僅僅棚是在樁艘基內(nèi)部練尋求反具力的一塊類加載保方法（沾或技巧楚），與胃傳統(tǒng)的蹄試驗方禍法以及口現(xiàn)在普硬遍執(zhí)行爹的試驗載規(guī)范并掘不矛盾農(nóng)。將自譽反力法現(xiàn)（自平樂衡法）突視為對縮慧樁基上衰、下部休同時進歪行傳統(tǒng)混方法加獸載，加運載設備善、載荷昆分級方昌法、加兇載速度靈、穩(wěn)定臺判別條鵲件等，舌與傳統(tǒng)丸加載方塔法基本背一致，睜完全可役以在現(xiàn)魯有的傳縮慧統(tǒng)試驗崇規(guī)范的制框架內(nèi)碗完成。不同盞點反力竟方式：自反紀力法膝加載共時，制反力而來自站于樁怕基內(nèi)托部，婚這也輝正是憑自反饒力法絲式技術淘優(yōu)勢仙的根束本原慈因。沉而傳帆統(tǒng)方瓦法加短載時愚，反頓力來遲自于堪樁基善外部裹，比殲如堆調載配礦重反脅力、幼錨樁判反力因等。加載狠方向：傳統(tǒng)方改法試驗植時，樁徐基一般亮總是整劫體受載呆荷，且存加載方塌向與傳市統(tǒng)試驗糊規(guī)程的訴約定一畫致；自炸反力法悠試驗時慨，樁基鎖經(jīng)常是排被分段雨加載，毅而且，策經(jīng)常有圣上部樁艱體受載全方向與攤傳統(tǒng)試續(xù)驗規(guī)程恢的約定卸相反。助因此，顆自反力許法加載絹完成后賄，往往濱不能加厲載結果悔直接套令用傳統(tǒng)辨試驗規(guī)門程進行心類比，陸得出安煮全性結仍論，而食是將加塞載結果攏間接轉句換以后塘，才能碼套用傳底統(tǒng)試驗敏規(guī)程進襖行類比漁，得出壤安全性慨結論。加載位疊置：傳統(tǒng)試訴驗法，位加載點炒一般都潛是在樁勝頂；而檔自反力碼法的加爸載點，艷一般都默是安排救在樁基啄內(nèi)部，富傳力點植-樁頭哥的概念梳發(fā)生了屯變化。繩因此，則自反力鉗法實施區(qū)過程中攏，需要到采取一爪系列特粱殊措施刃，保證溉加載點撐的局部棍樁體的想完整。剩典型的版措施有急：樁體旁強度局慕部加強虜、降低肉樁截面陪載荷集懷中程度境、采用延中低壓糊的專業(yè)精荷載箱洲等。2.自平衡高法荷載輝試驗在債工程試于驗樁的宵應用工程海試驗池樁的麗基本她情況傳：某工程誓在設計綢階段采病取試驗挺樁的方懷式以提責供樁承現(xiàn)載力作狐為設計譯參考依蠢據(jù)。由悟于工程鈔采用大蟻直徑的齡混凝土喬灌注樁名，承載崖力較高轟，而且姿工程現(xiàn)墻場及周權邊環(huán)境班比較復承雜，表蔬層土為喘較厚的貓淤泥質繁土，采他用堆載湊豎向抗龍壓靜載著檢測存涂在運輸企吊裝難粘和安全速隱患，情因此建編設各方枯確定采吵用自平訊衡法對屈試驗樁其實施承弊載力檢懼測。工彈程試驗感樁為混企凝土摩報擦端承豪灌注樁叮，混凝敬土等級至C35負，直徑曬1.6兆m，長仰度44小.7m揪，設計卵要求最擊大加載斧力為4求000造0kN休。超前魯鉆顯示隊樁主要坦穿越淤抹泥、砂賴層和泥貪質粉砂濾巖層，粉持力層艘為微風沃化粉砂尾巖。試驗程對序：通過對樂設計文艷件和地界質資料浮的分析佩，將荷池載箱布浙置在荷盜載箱底品板離樁同端1.薪2m不處，這涂樣能較扣有效測渾出各土序層的極術限側摩滴阻力。毅初步換害算要達貴到設計綢要求的勇400存0kN柴荷載衫值，荷蠶載箱相嗎應的加軋載值為挽200苗84k辛N。每惠級加載掌為單樁紋極限承坐載極限飛值的1糟/10封，每級覆加載后龜在第1爪h內(nèi)烈的5、秩15、取30、轟45、桃60葬（mi刪n）鮮測讀一餅次，以堵后每隔亞30m智in房誠測讀一咱次；每豆1小西時內(nèi)的本位移不柴超過0境.1m偶m，并護連續(xù)出踐現(xiàn)兩次叉（由1份.5h氧內(nèi)連旨續(xù)三次稠觀測值河計算）壇，認為啞相對穩(wěn)支定，可困加下一持級荷載桑。每級淹卸載值廟為加載差值的2承倍，洞每級卸傷載后隔熄15m暈in晝測讀一只次殘余窗沉降，永2次丹后隔3暮0mi添n再殊讀一次查，即可況卸下一為級荷載冤，全部科卸載后狹，隔3插～4h投再讀識一次。檢測閑成果迅和分豬析：當?shù)诹?類級荷傲載加訓載完話成后溫，繼暑續(xù)通悟過油醋泵加榆油，謊但油漁泵壓廳力表丙讀數(shù)及始終丘無法丈上升檔到第奏10保級萄的對食應讀傲數(shù)，元而荷六載箱亂上部悲樁整勉體不低斷被蜻頂出武，持申續(xù)7仗小須時后卻，荷席載箱肌體頂洪位移繭增大捐了5開1m龜m，定對應顆的樁鐵頂位稍移為匠54民mm匙，已而經(jīng)達科到了縫停止在加載口的條歉件，杰隨后榜開始與分級醒卸載雞。根據(jù)試島驗數(shù)據(jù)罰，荷載崗箱上部悉樁位移惜已經(jīng)達寫到極限義破壞的胸數(shù)值，飄因此向潛下極限獵摩阻力黎取Q+u=1曾81硬89銀kN劫。而下部釀樁未發(fā)混生破壞咬，Q-u≥18拴189弟kN，威從位移訴記錄顯示荷載挖箱下部業(yè)樁的變無形量比找較小，磚表明樁雅端無沉任渣或沉渣較掛小，織樁端笑混凝植土與翅巖層素結合罪較好剖。根據(jù)公室式匪=3粒600脈0kN皺（荷鈴載箱上損部樁側向上阻遲力換算演向下修成正系數(shù)陶通過對車圖層分甚布的加立權平均誰計算取嚷γ=0蟻.9）。