建筑基桩静载检测——自平衡试桩法

近年来，随着我国城市化进程的加快，高层建筑越来越多，相应的高层建筑物采用大吨位的桩基础已经十分普遍。为确保建筑物的安全，必须对成桩质量的可靠性进行评价，而评价成桩质量最普遍，最直观的检测手段就是静载试验。然而由于城市空间日益狭窄，工地现场也有了很多限制，对静载试验的带来很多的限制和要求，静压法反力平台的体量和对堆载场地的承载力要求也是很多城市内高层建筑工地不容易满足的，而近年来新兴发展起来的自平衡法，正好摆脱了这些限制，在基桩承载力检测作业中，有效发挥其优势，同时提升了检测的质量。

什么是自平衡法静载试验？

自平衡法静载试验是将千斤顶放置在桩的底部或下部，连接施压有关及位移测量装置于桩顶部，待砼养护到标准龄期后，通过顶部高压油泵给底部或下部荷载箱施压向上顶桩身的同时，向下压桩底，使桩的摩阻力和端阻力互为反力，分别得到荷载-位移曲线，叠加后得到桩顶的承载力和位移管线的Q-s曲线。自平衡法是一种基于在桩基内部寻求加载反力的静荷载试验方法。

自平衡法试验检测原理

自平衡试桩法作基桩静载检测，是目前基桩静载检测中的一种较新的检测方法。采用自平衡法作基桩静载检测的原理：是在基桩施工阶段，把一种特制的加载装置—荷载箱，预先放置在桩身指定位置，同时将荷载箱的高压油管和位移杆引到地面（平台）。测试时由高压油泵通过输压管对荷载箱充油加压，从而使荷载箱处自动产生上部桩身向下的摩擦力、和荷载箱处下部桩身向上的摩擦力、以及桩端阻力，通过对上段桩的摩擦力和下段桩的摩擦力以及桩端阻力相平衡的维持加载，再根据加载时所得到的两条荷载——位移曲线（即向上、向下的q-s和s-lg曲线）来确定出基桩的承载力。

自平衡法适用范围

黏性土、粉土、砂石岩层中的钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉管灌注桩、水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩、斜桩、嵌岩桩、抗拔桩等。

自平衡试桩法检测要求

（1）试桩数量

工程总桩数在50根以内时不宜少于2根，其他条件下不宜少于3根。

（2）试桩位置

应符合设计要求，若无要求时，宜选择在有代表性地质的地方，并尽量靠近钻探孔或静力触探孔，其间距不宜大于5m。

（3）试桩加载值

为设计提供依据的试桩，应加载至破坏。最大双向加载值可取按地质报告计算的单桩极限承载力的1.2~1.5倍。对工程桩抽样检测时，最大双向加载值不应小于设计要求的单桩极限承载力。

荷载箱安装

安装和使用荷载箱是自平衡静载荷试验的重点。

1、极限桩端阻力小桩侧极限摩阻力时，荷载箱置于平衡点处，使上、下段桩的极限承载力基本相等，以维持加载。

2、极限桩端阻力大于桩侧极限摩阻力时，荷载箱置于桩端，根据桩的长径比、地质情况在桩顶提供一定量的配重，或用小直径桩模拟，先测出极限桩端承载力，再根据实际尺寸换算总的桩端阻力值。

3、试桩为抗拔桩时，荷载箱直接置于桩端。

试验测试规程

（1）加卸载分级

每级加载值为极限承载力的1/10~1/15。按15级14次加载，第一级按两倍荷载分级加载，卸载分级进行，每级卸载量为2级加载分级量。

（2）位移量测

每级加载后在第1h内应在5min、10min、15min、30min、45min、60min测读一次，以后每隔30min测读一次。

（3）稳定标准

在每级荷载作用下桩的位移量在1h内＜0.1mm，并连续出现两次。

（4）终止加载条件

①当荷载-位移（Q-S）曲线和位移-时间（S-lgt）曲线上有可判定极限承载力的陡降段；

②某级荷载作用下，桩的位移量为前一级荷载作用下位移量的5倍；

③某级荷载作用下，桩的位移量大于前一级荷载作用下位移量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定；

④加载到预估承载力即终止。

结语

桩基自平衡检测法作为我国在岩土工程施工中引进的先进的桩基静载试验的科学方法，由于其能满足各种不同地质条件下的桩基静载试验，具有安全、准确、可靠的特点，以及其方法独特、操作简便的特征，可用于检验试桩极限承载力是否满足设计要求。自平衡法试桩静载试验检测技术是基桩静载试验方法的一种积极尝试与开拓，正成为我国高速公路、铁路、高层建筑、近海建筑物等岩土工程施工中的通行检测方法。