自平衡法桩基检测解析

桩基检检测方方法——自平平衡法法1.桩基检检测方方法---静荷荷载实实验法法1.1堆载法法1.2锚桩法法1.3自平衡衡法1.4自平衡衡法与与传统统加载载方法法比较较2.自平衡衡法荷荷载试试验在在工程程试验验桩的的应用用3.结结论论桩基础础是现现代建建筑中中应用用较普普遍的的一种种地基基处理理技术术。但但桩基基础施施工存存在隐隐蔽性性高，，施工工地形形复杂杂，施施工机机械性性能不不稳，，人员员素质质参差差不齐齐等因因素，，影响响桩基基的质质量。。桩基基质量量不仅仅关系系到建建筑物物的成成败，，更关关系到到人民民群众众的生生命财财产的的安全全，所所以国国家强强制规规定桩桩基础础施工工必须须进行行桩基基检测测。在在工程程实践践中，，由于于对检检测方方法了了解不不多或或使用用不当当，或或者因因不重重视而而使用用存在在着随随意性性，造造成桩桩基工工程质质量检检测的的可靠靠性不不高，，给工工程留留下了了隐患患，甚甚至造造成质质量事事故。。1桩基检检测方法---静荷荷载实验法法基桩工程质质量的好坏坏主要取决决于两个因因素，即承承载能力与与桩身质量量，而承载载力是二者者中的主要要因素。单单桩承载力力的准确测测试对于各各类建筑物物基础设计计乃至上部部结构的设设计都起着着举足轻重重的作用。。长期以来来，国内外外确定单桩桩承载力的的方法很多多，总的可可分为两大大类：第一类是对对工程现场场试桩进行行静载荷试试验和动力力检测；第二类是通通过其它手手段，分别别得出桩端端阻力和桩桩身的侧阻阻力后计算算求得。基基桩检测的的主要目的的之一是确确定单桩承承载力，而而单桩竖向向静载荷试试验是公认认的检测单单桩竖向承承载力最直直观、最可可靠的方法法。静载试验法法:该法被认为为是目前检检测基桩竖竖向抗压承承载力最直直接和最可可靠的试验验方法。它它所获得的的Q—s曲曲线的形形态由桩侧侧和桩端土土的分布和和性质、成成桩工艺、、桩的形状状尺寸等诸诸多因素而而变化。当当其陡降段段明显时，，可取相应应于陡降段起点点的荷载值值；对于缓缓变型曲线线则一般取取s=40~60mm对应的荷载载，对于摩摩擦型灌注注桩，取s=logQ曲线线陡降直线线段的起点点所对应的的荷载值。。当曲线特特征不明确确时，极限限承载力的的确定受人人为因素的的影响较大大。在工程程实践中，，基准梁和和基准桩的的问题常会会被检测人人员所忽视视，容易出出现下列问问题：①基准桩打打入深度不不足，在试试验过程中中产生位移移；②基准梁长长度不符合合规范要求求；③基准梁刚度不足，，产生较大大的挠曲变变形。目前，桩基基静荷载试试验主要有有以下几类类加载方法法：堆载法、锚锚固法和自自反力法。。1.1堆载法：堆载反力梁梁装置就是是在桩顶使使用钢梁设设置一承重重平台，上上堆重物，，依靠放在在桩头上的的千斤顶将将平台逐步步顶起，从从而将力施施加到桩身身。反力装装置的主梁梁可以选用用型钢，也也可用自行行加工的箱箱梁。平台台形状可以以根据需要要设置为方方形或矩形形，堆载用用的重物可可以选用砂砂袋、混凝凝土预制块块、钢锭、、甚至就地地取土装袋袋，也有的的用水箱。。优点：堆载反力梁梁装置使用用比较广泛泛，其承重重平台搭建建简单，适适合于不同同荷载量试试验，及不不配筋或少少配筋的桩桩，可对工工程桩进行行随机抽样样检测。在在千斤顶配配合下，该该装置可以以将力比较较均匀缓慢慢地施加到到桩上，能明显改改善电动油油泵加载中中的过冲现现象，从而而使荷载量量的大小比比较容易控控制。缺点：由于开始试试验前，堆堆重物的重重量由支撑撑墩传递到到地面面，使桩周周土受到了了一定的影影响，有报报道称，当当荷载大于于20000kN时时，影响响深度将达达到45m。而且大大吨位试验验时，若用用袋装砂石石或场地土土等作为堆重物物，由于上上部荷载较较大，造成成安装时间间较长，而而且需要进进行技术处处理，以防防鼓凸倒塌塌。在广东东地区，许许多单位使使用混凝土土预制块堆堆重，大大大减少了安安装时间，，但需运输输车辆及吊吊车配合，，试验成本本较高；使使用水箱配配重，试验验结束后，，由于要放放水，会影影响试验场场地的整洁洁。1.2锚桩法：锚桩反力梁梁装置在具具体的应用用中又可根根据反力锚锚的不同分分为两种：：将反力架架与锚桩连连接在一起起提供反力力的，俗称称锚桩反力力梁装置；；将几只螺螺旋钻钻入入地下使用用地锚提供供反力，俗俗称锚杆反反力梁装置置。锚桩反反力梁装置置就是将被被测桩周围围对称的几几根锚桩用用锚筋与反反力架连接接起来，依依靠桩顶的的千斤顶将将反力架顶顶起，由被被连接的锚锚桩提供反反力。提供供反力的大大小由锚桩桩数量、反反力架强度度和被连接接锚桩的抗抗拔力决定定。锚桩反反力梁装置置一般不会会受现场条条件和加载载吨位数的的限制，当当条件允许许时采用工工程桩作锚锚桩是最经经济的，但但在试验过过程中需要要观测锚桩桩的上拔量量，以免拔拔断，造成成工程损失失。在小吨位基基桩和复合合地基试验验中，小巧巧易用的地地锚就显示示出了工程程上的便捷捷性。地锚锚根据螺旋旋钻受力方方向的不同同可分为斜斜拉式（也也即伞式））和竖直式式，斜拉式式中的螺旋旋钻受土的的竖向阻力力和水平阻阻力，竖直直式中的螺螺旋钻只受受土的竖向向阻力。地地锚提供反反力的大小小由螺旋钻钻叶片大小小和地层土土质有关。。虽然有不不少单位使使用地锚进进行复合地地基试验，，但由于试试验过程中中，地锚会会对复合地地基土产生生扰动，这这一点需要要引起足够够重视。另另外，还有有一些反力力装置比如如锚桩与堆堆重平台联联合装置，，以及利用用现有建筑筑物或特殊殊地形提供供反力的。。优点：锚桩反力梁梁装置是通通过邻近工工程桩或预预设锚桩提提供反力，，安装快捷捷，特别对对于大吨位位试桩，节节约成本明明显。缺点：安装时荷载载对中不易易控制，试试验的开始始阶段容易易产生过冲冲，当使用用工程桩做做锚桩时，，会对工程程桩的承载载力产生一一定的影响响，如果为为试验桩设设置专用的的锚桩，则则会大大增增加相关成成本。锚桩桩在试验过过程中受到到上拔力的的作用，其其桩周土的的扰动同样样会影响到到试桩。《建筑桩基基技术规范范》（JGJ94－－94）提出的的试桩与锚锚桩之间的的中心位置置应≥4d且≤≤2.0m就是是为了减小小这种影响响（d：：试桩或锚锚桩的设计计直径）。。对于桩身身承载力较较大的钻孔孔灌注桩锚锚桩反力梁梁装置无法法进行随机机抽样检测测。1.3自平衡法自平衡法在在国外上世世纪80年年代中期期已经研究究应用，我我国从90年代中中期起开始始实用性的的应用。通通过多年的的科研应用用，目前在在交通桥梁梁和码头工工程领域的的使用较为为广泛，经经过不断的的实践累积积，逐步从从科研转变变为工程的的检测的常常规应用，，部分行业业和地区已已经制定了了相关的检检测规程。。自平衡试试桩法的基基本原理是是接近于竖竖向抗压(拔)桩的的实际工作作条件的试试验方法。。首先把一一种特制的的加载装置置—荷载箱箱放置在桩桩身指定位位置，将荷荷载箱的高高压油管和和位移杆引引到地面（（平台）。。由高压油泵在在地面（平台台）向荷载箱箱充油加载，，荷载箱将力力传递到桩身身，其上部桩桩极限侧摩阻阻力及自重与与下部桩极限限侧摩阻力及及极限端阻力力相平衡来维维持加载，从从而获得桩的的承载力。这这种试验方法法的最大特点点是在桩基自自身内部寻求求反力进行加加载，不同于于传统方法那那样借助于外外部反力加载载。囊式荷载箱安安装应用实例例图片/hzx/shili.htm自平衡法测桩桩技术资料下下载/hzx/dl.htm自平衡法技术术优劣势分析析/hzx/qa_zph.htm自平衡法荷载载试验抗压极极限承载力的的确定⑴根据实测荷荷载箱上、下下位移计算确确定承载力：：⑵Q-S曲曲线确定承载载力和等效转转换曲线。通过自平衡法法检测可获得得的向上、向向下两条Q-S曲线（（S+和S-曲线）。对于于陡降型Q-s曲线，，取陡降起始始点对应的荷荷载。对缓变变形Q-S曲曲线，按位位移值确定极极限值，极限限侧阻取对应应于向上位移移S+=40～60mm对对应应的荷荷载；；极限限端阻阻取S-=40～60mm对对应应荷载载，或或大直直径桩桩的S-=（0.03～～0.06）D（D为为桩端端直径径，大大直径径桩取取低值值，小小直径径桩取取高值值）的的对应应荷载载。如如果根根据位位移随随时间间的变变化特特征确确定极极限承承载力力，下下段桩桩取S-lgt曲曲线尾尾部出出现明明显向向下弯弯曲的的前一一级荷荷载值值，上上段桩桩取S-lgt曲曲线尾尾部出出现明明显向向上弯弯曲的的前一一级荷荷载值值。另外也也可以以通过过转换换等效效为相相应的的传统统静载载方法法获得得的一一条Q-S曲曲线，，将荷荷载箱箱作用用力转转换为为桩顶顶荷载载值，，上下下段桩桩位移移转换换为桩桩顶位位移，，参考考竖向向抗压压静载载的极极限承承载力力取值值方法法确定定极限限荷载载。优点：：自平衡衡测试试法通通过桩桩自身身阻力力作反反力，，避免免了庞庞大的的反力力装置置，其其装置置简单单，准准备工工作省省时省省力，，并且且可以以节省省大量量试验验费用用。缺点：：当使用用工程程桩进进行检检测，，荷载载箱位位置在在加载载后形形成断断桩，，不宜宜处理理，荷荷载箱箱平衡衡点位位置需需要预预估，，上部部桩身身的摩摩擦力力与下下部桩桩身的的摩擦擦力及及端阻阻力不不易平平衡，，另外外测试试时，，荷载载箱上上部测测读的的是负负摩擦擦力，，与实实际情情况不不相同同，需需要根根据经经验进进行调调整。。1.4自平衡衡法与与传统统加载载方法法比较较相同点点试验对对象：相对于于其他他测桩桩方法法（高高、低低应变变等））而言言，自自反力力法与与传统统加载载方法法一样样，同同属于于对桩桩体直直接施施载的的方法法，且且试验验结果果为勘勘探、、设计计、施施工的的综合合结果果。试验原理：自反力（自平平衡）测桩法法，并不是一一种全新的桩桩基静载试验验，其代表的的仅仅是在桩桩基内部寻求求反力的一类类加载方法（（或技巧），，与传统的试试验方法以及及现在普遍执执行的试验规规范并不矛盾盾。将自反力力法（自平衡衡法）视为对对桩基上、下下部同时进行行传统方法加加载，加载设设备、载荷分分级方法、加加载速度、稳稳定判别条件件等，与传统统加载方法基基本一致，完完全可以在现现有的传统试试验规范的框框架内完成。。不同点反力方式：自反力法加载载时，反力来来自于桩基内内部，这也正正是自反力法法技术优势的的根本原因。。而传统方法法加载时，反反力来自于桩桩基外部，比比如堆载配重重反力、锚桩桩反力等。加载方向：传统方法试验验时，桩基一一般总是整体体受载荷，且且加载方向与与传统试验规规程的约定一一致；自反力力法试验时，，桩基经常是是被分段加载载，而且，经经常有上部桩桩体受载方向向与传统试验验规程的约定定相反。因此此，自反力法法加载完成后后，往往不能能加载结果直直接套用传统统试验规程进进行类比，得得出安全性结结论，而是将将加载结果间间接转换以后后，才能套用用传统试验规规程进行类比比，得出安全全性结论。加载位置：传统试验法，，加载点一般般都是在桩顶顶；而自反力力法的加载点点，一般都是是安排在桩基基内部，传力力点-桩头的的概念发生了了变化。因此此，自反力法法实施过程中中，需要采取取一系列特殊殊措施，保证证加载点的局局部桩体的完完整。典型的的措施有：桩桩体强度局部部加强、降低低桩截面载荷荷集中程度、、采用中低压压的专业荷载载箱等。2.自平衡法法荷载试试验在工工程试验验桩的应应用工程试验桩桩的基本情情况：某工程在设设计阶段采采取试验桩桩的方式以以提供桩承承载力作为为设计参考考依据。由由于工程采采用大直径径的混凝土土灌注桩，，承载力较较高，而且且工程现场场及周边环环境比较复复杂，表层层土为较厚厚的淤泥质质土，采用用堆载竖向向抗压静载载检测存在在运输吊装装难和安全全隐患，因因此建设各各方确定采采用自平衡衡法对试验验桩实施承承载力检测测。工程试试验桩为混混凝土摩擦擦端承灌注注桩，混凝凝土等级C35，直直径1.6m，长度度44.7m，设计计要求最大大加载力为为40000kN。。超前钻显显示桩主要要穿越淤泥泥、砂层和和泥质粉砂砂岩层，持持力层为微微风化粉砂砂岩。试验程序：：通过对设计计文件和地地质资料的的分析，将将荷载箱布布置在荷载载箱底板离离桩端1.2m处处，这样能能较有效测测出各土层层的极限侧侧摩阻力。。初步换算算要达到设设计要求的的4000kN荷荷载值，荷荷载箱相应应的加载值值为20084kN。每级加加载为单桩桩极限承载载极限值的的1/10，每级加加载后在第第1h内内的5、15、30、45、、60（（min））测读一一次，以后后每隔30min测测读一次次；每1小小时内的的位移不超超过0.1mm，并并连续出现现两次（由由1.5h内连续续三次观测测值计算）），认为相相对稳定，，可加下一一级荷载。。每级卸载载值为加载载值的2倍倍，每级级卸载后隔隔15min测读读一次残余余沉降，2次后隔隔30min再读读一次，即即可卸下一一级荷载，，全部卸载载后，隔3～4h再再读一次次。检测成果和和分析：当第9级级荷载加载载完成后，，继续通过过油泵加油油，但油泵泵压力表读读数始终无无法上升到到第10级级的对应应读数，而而荷载箱上上部桩整体体不断被顶顶出，持续续7小时时后，荷载载箱体顶位位移增大了了51mm，对应的的桩顶位移移为54mm，已经经达到了停停止加载的的条件，随随后开始分分级卸