自平衡深層平板載荷技術在巖土檢測中的運用

李欽斌

(廣西桂商實業投資有限公司， 廣西南寧 530004)

自平衡深層平板載荷技術在巖土檢測中的運用

李欽斌

(廣西桂商實業投資有限公司， 廣西南寧 530004)

為驗證自平衡試樁法在工程實踐中的有效性，通過在某一合格樁基的現場試驗，采用加載泵站、荷載箱以及油管作為加載系統、簡易可靠的數據傳感裝置，通過人工記錄進行數據錄入。根據Q-s曲線和s-lgt曲線走勢和形態，結合單樁承載力和沉降量，得出樁基承載在設計范圍內，最終表明該試驗方法具有一定的工程實踐性。

自平衡試樁法；樁基；載荷；巖土檢測

0 前 言

自平衡法相比一般的靜載荷試驗，技術較先進，設計更加合理，所檢測得數據更接近實際動態，是近年來新使用的單樁承載測試手段，在基樁檢測中正逐步得到推廣和應用。如何在基樁測試工程中結合自平衡法的理論進行合理的設計，使基樁的數據更可靠，和基樁的實際承載更相一致，需要進行合理的試驗進行論證。本文介紹了在某地基項目中使用的自平衡法平板載荷試驗的檢測試驗，驗證其在實際運用的可靠和實用性。

1 試驗原理及方法

本次載荷試驗的原理是通過樁基內部加載反力間接作用于樁基底部平板，進而檢測得樁基底部的承載力。試驗針對沖孔灌注樁，將載荷箱設置于樁基底部，荷載箱垂直度不能大于自然豎直方向5°，以600 mm的剛性鋼筋混凝土作為墊層放置于樁端底部，強度等級大于樁身，實驗原理見圖1。

試驗樣件不能因為在加載過程出現應力集中而被破壞，在形狀上應設計成緩沖渾圓狀，并適當的增大基座和墊層的強度。

圖1 試驗原理

1.1 試驗裝置

(1)試驗加載系統包括荷載箱以及油管、加載泵站。本試驗采用CIED囊式專業荷載箱。

(2)數據采集。試驗由3個人進行記錄，分別記錄油壓、荷載箱下部位移、樁頂位移等，所得數據錄入電子表格，并進行數據分析。

(3)數據傳感裝置。樁基的位移值通過精確度為0.01 mm的百分表測量。

1.2 試驗加/卸載方法

試驗加載可逐級進行，慢速加載，等加載趨于穩定后再經行下一級加載，一直到加載量最大值或到樁基破壞。

試驗的卸載也是通過逐級卸載進行，每級的卸載值為最大載荷量的1/10，第一級可分兩次進行。

1.3 終止加載條件

當出現以下任何一種情況時，則停止加載。

(1)載荷所產生的位移量是上一級位移量的5倍。如果位移的上下波動起伏量＜40 mm且位移值相對穩定，應增大載荷直至大于40 mm。

(2)載荷所產生的位移量是上一級位移量的2倍以上，相對穩定標準在24 h后仍沒有形成。

(3)載荷量和沉降量的相對變化相對平緩時，位移量可通過加載調整為60～80 mm。

1.4 承載力對于單個基樁最值

在記錄樁基上段的載荷極限值Qu上和樁基下接觸面的載荷和極限值Qu下后，按單樁豎向抗壓極限承載力的公式(見式(1))計算。

式中:Qu——單根樁基豎直方向抗壓極限承載力；

W上——上段樁樁身自重；

Wp——有效堆載重量。

λ——樁側抗拔—抗壓阻力比，粘性土、粉土、碎石土取0.8，砂土取0.7；Qpk——Qpk＝ψp×Qu下×(Ap/A)；

A——樁基接觸面承壓底板面積；

Ap——樁底面積；

ψp——大直徑樁端阻力尺寸效應系數。

如果單樁的承載端為大直徑且帶擴底，其承載力的抗壓極限值Qu＝Qpk。

單根樁豎直方向抗壓極限承載力值的統計可通過以下計算:

(1)當測試樁的統計數量超過3根，且平均值的30%大于所測得承載力的極差，單樁的豎直方向的極限抗壓承載值等于平均值。

(2)測樁的統計數量仍如上，平均值的30%＜極差，即可對過大的極差進行分析，根據相應的工程綜合實際條件，適當的加大測樁的統計量。

(3)當測樁的統計數量＜3時，或基樁承載臺的統計數量≤3時，可以就低取值。

(4)對于需要取單根樁基的承載特征值時，可取相應統計值的50%。

2 自平衡載試驗結果

試驗結果各點的單樁豎向抗壓靜載試驗數據結果見表1，單樁豎向抗壓靜載試驗Q-s曲線見圖2，s-lgt曲線見圖3。

表1 單樁豎向抗壓靜載試驗數據

圖2Q－s曲線

從試驗結果可見，所測試驗反映出來的Q-s曲線沒有出現折拐點，可以認為Q和s兩個值的的變化均平緩，屬緩變型，穩定性較好；同樣的，通過試驗樁試驗數據表現出來的s-lgt曲線在相應試驗條件下變化也都較平緩。當基樁加載值增大，達到設計單樁在豎直方向上的抗壓極限承載力特征值的2倍時，各試驗點的沉降量均小于40 mm，故各試驗樁單樁在豎直方向上的抗壓極限承載力實測值均大于設計承載力的2倍。