淺談單樁承載力自平衡法靜載試驗的測試技術

【摘要】隨著城市的不斷發展與擴張，建設工程的規模在不斷擴大，工程樁的樁徑和單樁承載力也在不斷的增大。文章就單樁承載力自平衡法靜載試驗的測試技術進行探討。

【關鍵詞】建設工程；工程樁；承載力；自平衡法；檢測

前言

目前，建設工程工程樁的設計樁徑越來越大，設計單樁豎向抗壓承載力也越來越高，有的甚至高達10000噸，且建設場地也越來越復雜，有的在山坡上，有的在水中（如橋梁工程），利用現有的常規靜載試驗方法（如堆荷法、錨樁法、錨樁堆荷聯合法等）已經難以進行單樁承載力檢測。那么，對于大噸位或建設場地復雜的工程樁，我們應該如何有效檢測其單樁承載力呢？下面就粗略談談如何運用自平衡法靜載試驗檢測單樁豎向抗壓或抗拔承載力。

一、自平衡法靜載試驗測試原理簡介

樁基靜載試驗自平衡法測試技術是把一種特制的加載裝置（荷載箱，見圖1）在混凝土澆注之前和鋼筋籠焊接在一起埋入樁內（荷載箱直徑與鋼筋籠直徑相同），將荷載箱的高壓油管和位移棒引到地面，然后澆注樁身混凝土。由高壓油泵在地面向荷載箱充油，荷載箱通過厚鋼板將力傳遞到樁身，其上部樁身的摩擦力與下部樁身的摩擦力及端阻力相平衡來維持加載（見圖2）。位移棒與架在基準梁上的電阻應變式位移計相連，并接到電腦，直接由電腦控制測讀，同時在電腦屏幕上顯示向上、向下Q-s、s-lgt等曲線，將自平衡法獲得的向上、向下兩條Q-s曲線通過轉換等效為相應的傳統靜載方法獲得的一條Q-s曲線（等效轉換曲線，見圖3），根據等效轉換曲線判斷其單樁豎向承載力。

二、自平衡法靜載試驗的基本步驟

①、基樁成孔；

②、鋼筋籠制作；

③、荷載箱、位移棒及護管與鋼筋籠連接，荷載箱放到樁身“平衡點”處（見圖2）；

④、清孔；

⑤、下放鋼筋籠（見圖1）；

⑥、混凝土澆筑一段齡期后，進行現場測試（見圖4）；

⑦、現場測試完成后按相關規范要求進行壓力注漿（見圖5）。

三、自平衡法靜載試驗適用范圍

自平衡法靜載試驗適用于淤泥質土、粘性土、粉土、砂土、巖層及黃土、凍土、巖溶特殊土中的機械鉆孔灌注樁（含旋挖樁）、機械沖孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、沉管灌注樁，包括摩擦樁、端承樁和摩擦端承樁。特別適用于傳統靜載試驗（如堆荷法、錨樁法、錨樁堆荷聯合法等）相當困難的大噸位試驗樁、水上試驗樁、坡地試驗樁、基坑底試驗樁、狹窄場地試驗樁等情況。

四、自平衡法靜載試驗的優點

自平衡法靜載試驗與傳統靜載試驗相比具有三方面的優點

①、工期短 荷載箱埋設后待混凝土達到一定強度（70%左右），且土體穩定（砂類土10天，粉土和粘性土15天）后即可測試，并且可同時測試多根樁，測試時間大大縮短。

②、承載力高 當傳統的堆載法特別困難、特別花時時，該法更顯優勢。

③、場地小 由于無需笨重的反力架和大量的“堆載”，加載只需一臺高壓油泵，占用場地極小，且不受場地條件的限制。測試時只要能保證在試樁周圍10米內無較大的震動，施工可照常進行。

由于其獨特的優點和顯著的經濟效益和社會效益，該項技術已在江蘇、浙江、安徽、上海、北京、山西、青海、新疆、遼寧、吉林、河南、河北、四川、重慶、云南、貴州、江西、福建、廣東等省市得到廣泛應用。2004年，我們在南寧市乃至廣西率先引進該項技術，先后成功運用在南寧市的地王國際、佳德鑫·水晶城、興寧區政府大樓、江南區機關后勤服務中心招商中心大樓、永凱現代城、金鳳凰·南湖御景、水塘江大橋、廣西體育中心、南寧華潤中心一期工程西辦公樓等項目的基樁承載力靜載試驗中。其中，南寧華潤中心一期工程西辦公樓的試驗單樁最大承載力高達10800噸。

五、自平衡法靜載試驗的缺點

對于建設工程質量檢測來說，每種檢測方法都有兩面性，不可能十全十美，自平衡法靜載試驗也不例外。首先，自平衡法靜載試驗要求擬抽檢的試驗樁，其荷載箱上段要有足夠的樁側摩擦力，不是每根樁都適用自平衡法；其次是要預先埋置荷載箱，對于后期檢測中發現樁身完整性較差的基樁，還得借助常規堆荷法或鉆芯法來進一步驗證，自平衡法無能為力。

六、工程實例

B39號樁設計樁身直徑為1.3m，樁長為32.0m，設計單樁豎向抗壓承載力特征值為7500kN，樁身混凝土設計強度等級為C30。根據地質勘察報告估算，荷載箱放置在樁身的中部，即荷載箱上段樁身長度為16.0m。

七、結束語

自平衡法靜載試驗已經成功運用在南寧市的多個重點建設項目上，根據多年的實踐經驗，自平衡法靜載試驗能有效解決大噸位試驗樁、水上試驗樁、坡地試驗樁、基坑底試驗樁及狹窄場地試驗樁的承載力檢測，為及時掌握工程質量提供了第一手資料。自平衡法靜載試驗不僅能有效運用在檢測基樁的單樁豎向抗壓承載力，還可以運用在檢測基樁的單樁豎向抗拔承載力以及深層壓板試驗。

參考文件

⑴、江蘇省地方標準《樁承載力自平衡測試技術規程》DB32/T291-1999。

⑵、中華人民共和國行業標準《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106-2003。