关于桩基检测中自平衡法静载试验的应用分析

关于桩基检测中自平衡法静载试验的应用分析

黄润娟

东莞市建设工程检测中心

摘要：当前检测单位和相关工程检测管理人员必须以项目基本情况和桩基检测理论为基础，优化配置和整合桩基检测工程的人、财、物，进而合理科学控制自平衡法静载试验在桩基检测应用中的常见问题，并从根本上提升桩基检测中的自平衡法静载试验应用措施。

关键词：桩基检测；自平衡法；静载试验；应用分析

一、引言

现阶段桩基检测存在较为繁复的管理程序，并且包括多方面的内容，必须在整个项目中管理工程检测质量、安全、进度等内容。实施桩基检测工程，其中最为重要的是自平衡法静载试验的应用，并且只有通过现场检测试验才能保证稳定有效开展项目的桩基检测应用。桩基检测管理必须更新技术，提高技术管理的水平，以便有效开展桩基检测工程项目的实施，并且在具体的检测过程中引进最新的先进技术。笔者首先对自平衡法静载试验的应用原理进行了深入研究和分析，并从加载箱安装、试验过程、试验注意事项、数据处理和分析等方面，对自平衡法静载试验在桩基检测中的应用进行了探讨。

二、桩基检测中自平衡法静载试验的应用原理

“自平衡”就是让自身处于平衡的状态，能够将反力表现出来，因此，也被称作“自反力静载荷试验法”。其中最重要的就是将桩身沿竖向的平衡点找出来，通常而言在平衡点上放置加载箱，经过计算可得出平衡点所处的位置，通常在桩端上部某点上，结合具体情况不同有些项目也会放置于非平衡点。在开始试验过程中，沿着竖直方向加载平衡点位置周围的加载箱，在受到千斤顶的作用下，加载箱上下部分桩体分别向上和向下移动，形成相对位移，加载箱上部的桩附近土形成向下的摩阻力，而加载箱下部桩周土形成向上的摩阻力，并且由于受到不断加大的荷载的影响形成桩端阻力。进行加载时，加载箱上部与下部的侧阻力和端阻力分别是不平衡的状态，利用有关位移传感器，将桩侧上拔力和桩身向上位移曲线、桩端阻力和桩身向下位移曲线，按照测试的结果和有关要求，全面评估桩身侧阻力与端阻力。自平衡法桩基静载荷试验比传统的堆载法、锚桩法更具有优势，主要表现在工程施工时间不长、试验风险较小和成本低廉。堆载法需要较长的时间，只是为了试验而运输，吊装荷载配种上百甚至上千吨，费用也较高，而自平衡法无需这些较高的要求，能很好地应对特大吨位的载荷试验，并且风险性较小；再相比传统的锚桩法优势也较明显，无需过大的反力锚桩，对于锚桩法，为了达到试验的要求，锚桩桩身必须具备具有的配筋和强度，并且使用大截面反力梁开展试验，需要较长的时间完成试验等等。

三、桩基检测中自平衡法静载试验的应用

3.1加载箱安装

安装和使用加载箱是自平衡静载荷试验的重点，其实，加载箱即为异性的亲近定，直径通常和桩身相同，甚至可能比桩身直径稍小，高度通常在300mm到600mm之间，千斤行程通常在100mm到200mm之间。检测经过平衡计算，在和桩端上部距离1.5m左右的桩身处设置载荷箱，在试桩中心设置荷载箱，焊接好钢筋之后安装加载箱，在荷载箱处将钢筋笼主筋断开，上主筋连接荷载箱上平面，下主筋连接荷载箱下平面，将4根钢管焊接在荷载箱上，在荷载箱上平面上焊接2根钢管，对荷载箱上板位移进行测定，2根钢管下部经过荷载箱直到荷载箱下平面，对荷载箱下板位移进行测定，在竖直方面将4根钢管延伸到地面。

3.2试验过程

安装好荷载箱之后进行混凝土浇注，桩身强度达到设计要求后展开试验。通过慢速维持荷载法逐级加载试验，在各级荷载处于一定水平之后接着加载下级荷载，直至破坏试桩再分级卸载为零。使用压力表对油压进行测量，压力表和荷载箱连接，通过荷载箱率定曲线换算荷载。使用电子位移计测量试桩位移，在钢钎连接加载箱上下板处安装位移传感器。

3.3试验注意事项

自平衡静载荷试验具有自身特性，和其他静载荷试验相比具有很大不同，所以，必须从以下几方面展开安装与试验：

1）找准平衡点位置。要以科学、合理、有效地地勘报告确定平衡点，按照试验时桩身自重和上部负摩擦阻力值和端阻力值，将平衡点位置正确计算出来。

2）试验桩钢筋笼焊接。

因为在加载箱位置钢筋笼断开，所以试验桩没有钢筋笼，钢筋笼主筋实际长度为和加载箱高度之差。另外，因为上下段钢筋笼主筋和加载箱上下钢板相连接，所以使用吊车起吊加载箱，竖向焊接，在孔口设置下部钢筋笼，和下部焊接，接着在桩头内放置下部钢筋笼，再和上部焊接，焊接好之后将钢筋笼放至桩端。因为传统钢筋笼焊接都平躺在地面，接着起吊下孔，若在地面平躺焊接加载箱，然后再进行起吊，那么因为荷载箱自身重量过大，可能造成倾斜起吊，下部钢筋笼承担所有荷载箱重量，导致下部钢筋笼变形较大，遭受破坏，为了解决这个问题也使用竖向先起吊再进行焊接。3）安装位移测试钢管。加载箱上部的焊接钢管是为了进行位移测试通道，焊接钢管必须将上下部位移测试钢管分来来，分别设置2根，呈现十字交叉90度角状态。下部位移测试钢管在加载箱上部的位移测试口内直接焊接，包括2个位移测试，并按照180°进行对称布置，贯通于加载箱之内，对加载箱下板的位移进行测定；在加载箱上板直接焊接上部位移测试钢管，2根钢管为180°。4根钢管焊接外接圆直径比钢筋笼内径略小，焊接完成后，钢管直接绑扎于钢筋笼主筋笼上面。4）施工注意事项如下：a.在焊接位移测试钢管和加载箱上下板时必须保持严密，若不能良好地焊缝，则可能在浇注混凝土时，由于灰浆受到过重压力渗出不严密出，堵塞钢管，位移传感器钢钎不能延长到加载箱上下板，造成位移观测难以实施，造成试验不通过。b.加载箱的2根油管通过加载箱出来之后，必须从桩身延伸到地面，在油管和钢筋笼绑扎之间保持一定距离，到达地面超出地面一段距离之后标记清楚，开凿基坑开挖和桩头时，必须将位置标记清楚并保护好，充分保护好油管，保证试验顺利进行。

3.4数据分析与处理

和传统锚桩、堆载法的测试数据相比，自平衡法静载荷试验测试数据有所不同，其数据包括两组，一组是加载箱上部桩体荷载到位移曲线，另一组为加载箱下部桩体荷载到位移曲线，按照两组数据的结果将试桩的极限承载力计算出来。

四、结束语

总之，桩基检测管理是一项系统的工程，并且有极大的难度，一方面要将各种外部影响因素考虑在内，另一方面要保证管理者的工作稳定有序开展，抓好各个环节，要将各项事宜落实到位。对桩基检测严格把关，并重视和有效控制自平衡法静载试验的应用问题，将控制管理整个桩基检测工程项目落实到位。我国现如今普遍开展了控制和管理自平衡法静载试验应用问题的工作，然而在整个桩基检测工程项目应用管理依然存在问题。因此，进一步科学有效控制桩基检测中自平衡法静载试验应用问题是现如今桩基检测管理人员亟待解决的重要问题。

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