摘要：自平衡法是一种在桩端附近安设荷载箱，然后沿桩身方向加载，同时测得荷载箱上下、部桩身各自承载力的静载试验方法。自平衡法的主要装置是一种经特别设计可用于加载的荷载箱。荷载箱主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成，顶、底盖的外径略小于桩身外径，其上布置位移棒测量向上、向下变形。将荷载箱与钢筋笼焊接成一体后，即可浇捣成桩。进行自平衡测试时，通过在地面上的油泵加压，荷载箱将同时向上、向下发生变位，促使桩侧阻力及桩端阻力的发挥。本文就自平衡法在建筑试验桩检验中的应用作简单阐述。
关键词：自平衡法 试验桩检测 基本原理
Application of self-balance detection method in plateau area
BoZhang LingPan Xing-BangGan
（China Southwest Construction Eighth Engineering Division.corp.ltd，chengdu，610051）
1前言
采用堆载法、锚桩法等传统方法进行桩基承载力测试时，受到了试桩吨位和场地条件的限制。当试桩的竖向抗压承载力达到千吨以上时，采用锚桩法、堆载法测试就很困难。对水上、坡地、基坑底、狭窄场地以及斜桩进行承载力测试，传统静载法也是难以实现的。
2工程概况
拉萨贡嘎机场航站区改扩建工程新建航站楼桩基础工程试验桩基共有9根，直径均为0.8m，桩长有13m、26m两种形式，承载方式为端承桩，成桩后采用桩底后注浆法消除沉渣。由于3根26m水平抗压试桩荷载需求为11000KN，需购置1100吨物料且占用场地极大、极不方便。因此贡嘎桩基项目在试桩检测前，项目技术人员结合以往施工经验，利用自平衡技术，对试桩基桩承载力测试进行创新，形成自平衡试验桩检测技术。
3 工艺原理
试桩时，先在地面上设置基准梁，作为位移0点，在基准梁上架设4只位移传感器，2只用于量测桩身荷载箱处的向上位移，2只用于量测桩身荷载箱处的向下位移，位移传感器与桩主筋相连。正式检测时先从桩顶通过输压管对荷载箱内腔施加压力（加载系统），箱盖与箱底被推开，从而调动桩周土的摩阻力与端阻力，直至破坏。将桩侧土摩阻力与桩底土阻力叠加而得到单桩抗压承载力，同时通过位移传感器将位移数据传输到电脑上（数据采集系统），得到向上Q-s、s-lgt和s-lgQ等曲线确定桩承载力及各层土摩擦力。如图所示。
图1 桩承载力自平衡试验示意图
4自平衡法施工工艺
4.1 自平衡法施工流程
旋挖成桩→预埋荷载箱→焊接钢筋及荷载箱→吊装钢筋笼→浇筑混凝土→28d后进行检测。
4.2 施工方法
4.2.1 旋挖成孔
按规定将试验桩挖至指定深度。
4.2.2 钢筋笼与荷载箱连接
要确定荷载箱的位置，先要计算出平衡点。遵循的计算原则为：上段桩的反向摩阻力＋上段桩自重＝下段桩摩阻力＋端阻力，如下图所示。
图3 荷载箱预埋示意图
图4 荷载箱焊接
4.2.3 吊装钢筋笼
在焊接完毕后将钢筋笼放进孔内。
4.2.4 浇筑混凝土
吊装完毕后按设计浇筑水下C35混凝土。
4.2.5 检测前准备工作
28天后达到设计强度，进行桩头破除及试桩基桩承载力检测。
1）检查荷载箱是否正常工作，仪器初调；
2）布置基准梁：基准梁一端与基准桩铰接，另一端与基准桩焊接。本次试验基准梁长度为≥6D，采用I30（可调）工字钢
4）调试加载系统：加载前由省计量部门进行系统标定后，由生产厂家进行系统试压，以确保试验荷载的准确性。
5）进行试验。
4.2.6 检测方法
基桩自平衡试验采用的设备有：荷载箱、电动油泵、电子位移计、数据采集仪、笔记本电脑等。
5结论
当桩顶埋在地下时，采用自平衡法检测试桩的抗压承载力，不需要地面压力装置，设备简单，所需时间短，还可以多桩联测。为了消除桩顶以上部位的渣土及回填土的影响，可以在桩顶预埋钢筋计，将桩顶轴力扣除后，得到桩的抗压承载力。此法装置较简单，不占用场地，不需运入数百吨或数千吨物料，不需构筑笨重的反力架，可同时测试多根桩，试桩准备工作省时、省力、安全；自平衡法利用桩的侧阻与端阻互为反力，因而可清楚的分出侧阻力与端阻力分布和各自的荷载一位移曲线；节省试验费用，尽管荷载箱为一次性投入器件，但与传统方法相比可节省试验总费用的30％-60%，具体比例视桩吨位与地质条件而定；由于试验方便，费用低，时间省，该法有利于增加试桩的数量，扩大检测面；试验后试桩仍可作为工程桩使用，必要时可利用预埋管对荷载箱进行压力灌浆；在下列情况下或当设置传统的堆载平台或锚桩反力架特别困难或特别花钱时，该法更显示其优势，例如：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。
参考文献
[1]东南大学.《桩承载力自平衡测试技术研究与应用（第二版）》中国建筑工业出版社.2016
[2]龚维明，戴国亮，蒋永生，薛国亚.桩承载力自平衡测试理论与实践[J].建筑结构学报，2002，（01）：82-88.
[3]朱建民，靳朋刘，谢礼飞.桩顶深埋抗拔桩的承载力自平衡测试[J].土工基础，2018，（32）：103-106.
论文作者:张波,潘灵,甘兴邦,陈波,何平
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/18
标签：荷载论文; 承载力论文; 阻力论文; 桩基论文; 位移论文; 基准论文; 钢筋论文; 《建筑学研究前沿》2018年第29期论文;