基桩自平衡法检测在实际工程中的应用

王本均

摘要：建筑工程中桩基础的采用逐渐成为了一种趋势，并且在大量的工程实践中，它的类型和施工方法也得到了进一步的创新。对于基桩承载力的检测不仅关系着施工活动的顺利进行，而且也与工程施工成本的投入也有很大关系，因此，做好基桩承载力检测工作就显得十分重要。本文通过实际工程案例对自平衡法在基桩承载力检测中的应用进行了分析。

关键词：基桩承载力；自平衡法；检测

中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2016）22-0175-02

引言

基桩承载力自平衡测试是近年对检测大直径灌注桩承载力的一种新方法，它是一种接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法。把一种特制的加载装置一荷载箱一预先放置在桩身平衡点或桩底，将荷载箱的高压油管和位移杆引到地面（或平台）。由高压油泵在地面（或平台）向荷载箱充油加压，荷载箱将力传递到桩身，其上部桩侧极限摩阻力及自重与下部桩侧极限摩阻力及极限桩端阻力相平衡来维持加载，从而获是桩的承载力。

1工程案例

南部县满福坝片区棚户区改造工程，是南部县政府为改造、开发满福坝片区棚户区的一项为民工程，首期A9-01号地块用于安置房建设，拟建六栋安置房及相应配套设施，由四川华西建筑设计院有限责任公司青羊分公司设计。为了查清建设场地的工程地质条件，为设计施工提供必要的地质资料和依据，受四川华西建筑设计院有限责任公司青羊分公司委托，达州市水利电力建筑勘察设计院承担了该场地的地质勘察任务，具体由达州市水利电力建筑地质勘探队实施。

由表1数据可知：本工程场地土类型为中软土，建筑场地类别为Ⅱ类。本工程地段属对建筑抗震一般地段。

2检测的仪器设备

3检测前的准备工作

（1）收集原始资料，了解试桩场地工程地质情况，试桩桩位对应的地质柱状图，试桩的基本情况（如桩长、桩径、混凝土强度等级、施工日期、施工工艺等）。

（2）为了能够提供足够的桩端反力，需预先埋设压浆管进行桩底压浆，并延长施工桩端段，即试桩挖至设计要求的标高位置后，继续往下挖0.8m深延长段（见图3），其中0.3m为预留荷载箱的高度，0.5m为桩底加强层用来提供施加于桩身的向上反力。

（3）准备位移杆和位移管，位移杆用16-25mm直径钢筋，位移管采用42×2mm钢管。

（4）准备直角筋和喇叭筋。直角筋直径同钢筋笼主筋，直角筋用来连接钢筋笼和荷载箱，直角筋一端与上部钢筋笼中的主筋相连，另一端与荷载箱的上顶板或下底板连接。直角筋的尺寸与使用方法（见图4）。荷载箱上板中孔周边应焊接导管导向喇叭筋，用来引导导管顺利通过荷载箱。

（5）准备荷载箱。荷载箱安装前需进行室内标定、试压合格后，方可运至现场按要求进行焊接安装。

（6）试桩和基准桩之间的中心距离应大于等于3D且不小于4.0m，基准桩应具有充分的稳定性。

（7）基准桩和基准梁都应有一定的刚度。基准梁的截面高度不应小于其跨度的1/40，基准桩的线刚度不应小于基准梁线刚度的3倍。基准梁的一端应固定在基准桩上，另一端应简支在基准桩上（能沿其轴线方向自由移动）。

4具体检测中的要求

4.1对钢筋笼加工及吊装的要求

（1）在同一根钢筋上宜少设接头，由于钢筋笼较长，现场施工过程中将钢筋笼分两段连接，钢筋笼主筋采用直螺纹连接，主筋接头按50%错开，加强筋与主筋点焊连接。

（2）钢筋笼安装，钢筋笼安装采用吊车吊装人孔，起吊时，确保钢筋笼和上下两组位移管不因吊装而变形。吊装时要对准孔位，吊直扶稳、缓慢下沉，直至荷载箱人孔后，用枕木穿过钢筋笼骑于孔口，再次检查位移管是否偏位，焊接处是否脱落，检查无误后钢筋笼再入孔，下笼过程中应避免钢筋笼过多的碰撞孔壁，钢筋笼到底后检查钢筋笼的平面位置偏差。

4.2浇筑混凝土时选用的导管

（1）桩径小于1m时需根据荷载箱内孔寸选用导管。

（2）混凝土浇筑前应先清孔达标，导管使用前，应按桩长试拼接，除干浇混凝土外，根据水下混凝土流动扩散规律，导管埋深过小，往往使管外混凝土面上的浮浆沉渣挟裹卷入混凝土内，形成夹层；埋深过大，导管的超压力减少，管内混凝土不易流出，容易产生堵管，并给导管的起升带来困难。所以，保持合理的导管埋深，对水下混凝土的灌注是非常重要的。正常灌注时，导管埋人混凝土内深度一般为2.5～3.5m，最小深度为1.5～2.0m，最深不超过4m。

4.3对混凝土浇筑速度的要求

水下混凝土施工时，为防止钢筋笼上浮，应降低混凝土的浇筑速度（注意：此处过早过快提升导管将导致荷载箱底板以下存在泥浆，直接影响成桩质量），当灌注的混凝土上升到荷载箱顶部4m以上时，提升导管，使其底口高于荷载箱顶部2m以上，即可恢复正常灌注速度。

4.4位移杆位移管延升至地面采取的稳定措施

如因桩顶标高与地面标高相差大于1m时，为便于试验操作，需将位移杆、位移管由桩顶延升至地面，采用枕木在地面搭设“井字架”，并在枕木上施加一定配重，将位移管延升至需要高度后将其固定在枕木上，使其不能横向移动或转动，保证试验过程稳定可靠。

5基桩自平衡法检测的优势

通过对南部县满福坝片区棚户区改造工程所采用的基桩自平衡法检测应用分析，相对于传统的静载试验法（堆载法和锚桩法）来讲，基桩自平衡法检测具有以下几方面优势：首先，它的测力比较直接，它利用桩的侧阻力和端阻力来形成一种相对反力，进而得到侧阻力和端阻力；其次，工期比较短，对于荷载箱的检测要在混凝土达到一定强度（70%）以及土体稳定（砂类土为lOd，粉土和粘性土是15d）之后进行，一般是15d左右；第三，节约成本，荷载箱属于是一次性投入器件，但是，可以节省总成本的30%-60%，具体比例大小需要依据桩和地质条件来决定，试桩顶部不需要进行特殊化处理，也不需要露出地面，这样可以节省材料；第四，装置简单，占地面积小。它不需要过重的反力架和过多的物料，因此，占地面积很少，可以同时对多个基桩进行测试；第五，适应性强，这种方法可以在复杂的场地环境中使用，而且在传统堆载平台和锚桩反力架设置较为困难时，這种方法也可以很好应用。

6总结

通过上述工程案例的施工分析，可知自平衡法检测基桩的承载力是具有重要作用的，相对于传统的静载实验来说，可以节省大量的施工成本，缩短施工周期，从而使工程的社会效益得到保障。