自平衡試樁法在高層樁基檢測中的應用與思考[摘要]針對高層樁基單樁設計承載大、試樁場地不便等特點，采用東南大學研制的一種新的靜載試樁專利產品┅自平衡試樁法對其進行測試，它成功地解決了采用傳統靜載試驗方法難以解決的特殊現場試驗條件與大噸位試樁問題，在樁基檢測中具有廣泛的應用前景。[關鍵詞]鉆孔擴底灌注樁自平衡法靜載試驗荷載箱前言自平衡測試法是確定單樁承載力的一種新方法，該方法的原理是在樁的中下部埋設一個荷載箱，沿垂直方向通過油壓管加壓，隨著壓力增大，荷載箱將自動脫離，從而調動樁側阻力及樁端阻力的發揮，直到破壞。通過測得的兩條向上、向下的Q-S曲線就可得出樁的抗拔承載力及樁下段的抗壓承載力，再經過換算，可得到單樁的抗壓承載力。一、工程概況金鳳凰·南湖御景工程位于廣西南寧市桃源路與教育路交界處，本工程基礎設計為354根鋼筋混凝土鉆孔擴底灌注樁。主樓樁端持力層為中風化粉砂質泥巖⑧，樁端端阻力特征值為1800KPa。裙樓樁端持力層為圓礫層⑥，樁端端阻力特征值為1500KPa。要求樁端進入中風化粉砂質泥巖⑧和圓礫層⑥分別不小于2米和1.5米。該工程單樁承載力檢測數量為6根，其中3根采用靜載荷試驗法，3根采用自平衡法。2006年4月20日～5月21日，南寧市建筑工程質量檢測中心完成了對270#、327#、351#三根基樁的單樁豎向抗壓自平衡法靜載試驗。試樁參數見表1。表1爆試肌樁號席樁徑助施工盟樁長朝（誘m波）探荷載箱上部樁身身長捐度運L角上坑（三m動）海樁端持力層聚設計單樁承載舍力特征值妙最大目試驗荷載勝檢驗類型各樁身慢擴大頭凱270饑#泊1300裙2500扮25.70但23.賀35滿中風化粉沙質刪泥巖弱8600KN料2漁×散8600KN攀驗收檢驗城327敵#左1100披2400逼30.12狐27掠.92飼中風化粉沙質碗泥巖半7900KN是2推×桌7900KN司驗收檢驗凈351眨#于1100鉤2300嚷22.47救20.27狹中風化粉沙質尖泥巖寸7500KN耗2絕×懸7500KN獸驗收檢驗二、工程地質特征根據工程《巖土工程詳細勘察報告》，該場地土層巖性特征自上而下概況如下：1、填土①（Q4ml）:雜色，稍濕～濕，結構松散，屬高壓縮性土。層厚0.20m～2.80m。2、粘土②（Q3Al）：灰黃色，呈硬塑性，局部堅硬，屬中等偏低壓縮性土，層厚1.30m～5.20m。3、粉質粘土③（Q3Al）：褐黃色、黃色，稍濕，呈硬塑狀，局部可塑，屬中等壓縮性土，層厚1.10m～7.00m。4、粉土④（Q3Al）：灰色，稍密，飽和，屬中等偏高壓縮性土，層厚1.40m～7.70m。5、粉砂⑤（Q3Al）：黃色、灰黃色，稍濕，呈松散狀，屬中等偏高壓縮性土，層厚0.80m～5.00m。6、圓礫⑥（Q3Al）：灰色、灰黃色，稍密～中密，含水，屬低壓性土，層厚7.80m～20.10m。7、粉砂質泥巖⑦（E3n）：褐色、灰色，硬塑，呈強風化狀，屬低壓縮性極軟巖，層厚0.70m～6.90m，為本工程樁端持力層。攏8房、粉砂質泥張巖恰⑧山（閘E禾3n答）：灰色，堅吸硬，呈中風化煩狀，中錦～吳厚層構造，屬同低壓縮性極軟池巖，該層尚未啟揭穿，最大鉆閥進厚度削10.60m題，為本工程樁武端持力層。忙9居、煤盼⑨病（賊E慣3n夾）：黑灰色、糕黑色，呈硬塑睛狀，片狀構造笑，具中壓縮性瓶。層厚主0.20m和～宗2.嚷10m躲。這四半、檢測儀器設禾備豎（見表原2忘）表2聰儀器名稱瘋型踐號恒/佩規格片制造廠害出廠編號插精度哄荷載箱缸YG215-銜145窯×極6李南京塞寶液壓墾設備有限公司塔1牧#毒、立2攝#蔬、滲3沒#屑、俘4喘#嗎、兄5染#呀、妙6薪#護/塘YG195-適119挺×慧6螞1不#柿、聾2惱#墻、吸3胖#越、吵4血#露、事5筑#競、舊6妨#逐/勉YG215-碎145跳×吊6智3角#廉、殺4霸#發、清5它#襖、俗6穗#碎、貝7調#短、白8裁#喉/柜超高壓屈油泵站殲BZ63-2施.5喘上海千斤頂廠熊008統/著壓力表淹0蓋～碧100MPa社上海為民儀表虎廠臂借08喊精度：陶大1.陡5妨級膝百分表靈50mm余成都量具刃具傭股份有限公司承9012會8仍、德02815弄0282而5宋、襲90167歐精度：棉0.01mm芒五、檢測原理按及方法1、加載系統闊加載采用東南沙大學土木工程穗學院研制的專辜利產品沉┄陡荷載箱（荷載鐵箱的安裝位置址按擇DB32/T渣29撞1彩—擾199袍9雨第獄2.仍5臣條執行），通漢過高壓油泵輸全（回）油加（規卸）載。荷載理的大小讀數通蜂過與高壓油泵和相聯接的壓力桃表讀取。試樁濾荷載箱上下、圈下部樁位移量塵的測試由百分只表直接讀取，桶其中上、下部飼樁的位移量均瘦用朗2拍只百分表測試確。具體見忠下邊圖辱。紀2抹、加（卸）載費方法姥本次測試采用璃慢速維持荷載典法。托（衛1喚）、加載分級誘進行，采用逐躁級等量加載。賣分級荷載為最召大試驗荷載廚的泳1/1套0護，其中第一級爽取分級荷載懷的圈2苦倍。受（鋪2造）、卸載分級傷進行，采用逐濟級等量卸載。齡每級卸載量取乖加載時分級荷給載蹈的演2議倍。步（欲3不）、加、卸載賺時應使荷載傳影遞均勻、連續么、無沖擊，每囑級荷載在維持存過程中的變化擱幅度不得超過濫分級荷載的魂±趁10攝%原。3、位移觀測進（科1姓）、加載過程磁的位移觀測趙每級荷載施加薦后在拖第低1截h汗內按全第丈5拳、性1把5括、位3鄉0綁、三4寒5韻、理60mi費n量各測讀一次荷授載箱上、下部室樁的位移量，踐以后每均隔往30mi赴n啦測鄰讀一次，直到貪荷載箱上、下極部樁的位移達究到相對穩定。捏（擔2瞞）、卸載過程仆的位移觀測循卸載時，生級吹荷載維綠持紫1梅h怖，按驗第窩1抵5鳴、監3謀0呈、儀60mi界n囑測讀荷載箱上背、下部樁的位利移量后，即可恰卸下一級荷載佛。當卸載至零著后，應測讀荷循載箱上、下部扒樁的殘余量后堪，維持時間杠為泊4詠h連，測讀時間為毀第有1呆5淺、扮3島0烈、默60mi描n盼，以后攔隔曲3抵h蠢再讀一次。綢4廈、位移相對穩侍定標準絞在每級荷載作父用下，基樁每程一小時的向上籌（下）位移量短不超過耐0.1mm切，并連續出現侵兩次（從分級保荷載施加后船第大30mi古n鐵開始，丑按伯1.5寇h吼連續三次興每程30mi日n付的位移觀測值甲計算，）認為依已達到相對穩敬定，可加下一嫩級荷載。挎5甜、終止加載條鞋件露當出現下列情集況之一時，即士可終止加載。惹1虹）、已達到極牧限加載值；訊2注）、某級荷載騾作用下，樁的形位移量為前一工級荷載作用下底位移量真的黃5武倍；懂3尺）、某級荷載影作用下，樁的擁位移量大于前述一級荷載作用擔下位移量窯的什2廈倍，且航經鎖24h候荷尚未達到相對捏穩定；委4者）、累計上拔此量超過瘡100mm蘋。痰6寄、單樁豎向抗貫壓極限承載力江的確定騾根據《樁承載牽力自平衡測試殲技術規程欺》放DB32/T帝291-19然9俗9市可知此，自平衡法測責試單柱豎敢向抗壓極限承焰載力的計算公惡式為：尤式中捷：末Q篇u涂—失單樁豎向抗壓劣極限承載力；催楚Q蜂u嗚上得—私荷載箱上部樁番的極限承載力竹；齡贈Q毛u據下御—通荷載箱下部樁殼的極限承載力捆；懲W酒—濫荷載箱上部樁盼的自重；侮γ勺—降荷載箱上部樁賴的樁側摩阻力本修正系數。對季于粘土、粉土把，袋γ極=0.魔8挽；碑對于砂土獵，閑γ賀=0.喘7饒。六、檢測情況概270張#肺、鐮327贈#役及具351獎#想樁的單樁豎向怕抗壓承載力采書用自平衡法進充行測試，搶以兆270群#蔥樁為例誕。饑沖蔬漏疼塊單樁豎向抗壓腹靜載試驗概況顧表覺試樁編號繁270挺#洗靜載形式宋自平衡法碎加載穴方法囑慢速維持荷載詞法吵成孔工藝訪機械鉆孔灌注彈樁稍樁徑揚樁身揚1300mm歡配筋槐規格惰1夸7妥Ф賣16見擴大頭華2500mm亂長度飲通長隱混凝土等級期C35軌樁長升25.56m攪綜剩說合北槽柱撈渾狀峰傾圖伸層次軌土層名稱廣描刺祥撈述獨樁身詳圖揪1慢粉土輝④駕（貸Q即3仇Al杏）待灰色，稍密，脈飽和，屬中等燭偏高壓縮性土這2畜圓臥礫體⑥糊（儀Q測3兵Al毫）耽灰色、灰黃色氏，稍密蒸～途中密，含水，墳屬低壓性土變3嶼粉砂質泥梳巖傘⑦撈（權E由3n付）癢褐色、灰色，送硬塑，呈強風敘化狀，屬低壓淘縮性極軟巖富4捐粉砂質泥赴巖愿⑧緊（篩E宇3n穿）泡灰色，堅硬，蚊呈中風化狀，公中臉～獎厚層構造，屬業低壓縮性極軟希巖和土的物理力學干指標早快指標版土層警名稱及編號假天然重度叮γ剩(唱KN/m畫3汁)亞粘聚力標準典值山C宿k穗(協KP短a述)符內磨擦角紙標準趴值話Ф距k躬(道0則)表承載力特征值梅f綿ak糊(叮KP昌a損)辜壓縮模量網Es(MP呢a標)絲粉土粘④垮20.5緩20漢12雁190愉7灰圓搭礫汁⑥仙20.2琴0您33黃400映20恨粉砂質泥騙巖菠⑦誰21.5掛106暴21度380泥24腎粉砂質泥趁巖硬⑧夠22.0發116熱24召680齒30籍單樁豎向抗壓搞靜載試驗結果涂表倡試驗樁號搞：狗270濁#言樁長：川25.70m腳樁徑：陸1300mm崇日期現：輸2006.5渡.18-19爭序號卻荷載秒（備k癥N程）確歷旱時粥(世min)累向上位抖移陰(鍬mm)辦向下位寄移號(浩mm)斜本級首累計消本級惠累計絨本級供累計賴0本0牽0房0祝0.00篩0.00溫0.00捕0.00疲1銹2×1720束120駱120蹤-0.43符-0.43板2.61息2.61膽2妥2×2580司120漁240戰-0.22涌-0.65郊2.04遲4.65艦3坑2×3440器120期360團-0.29殖-0.94孔1.85兔6.50課4持2×4300攪120頂480廳-0.38海-1.32層2.60姐9.10影5味2×5160繞120宗600顯-0.47們-1.79場3.15內12.25鴿6饑2×6020鄉120貪720通-0.54筋-2.33謹4.62麥16.87陪7向2×6880賞120攔840富-0.62丑-2.95居4.46魂21.33滲8粥2×7740糧120跡960騾-0.91之-3.86柴6.79攜28.12慰9堆2×8600暫120召1080冊-1.07懶-4.93童8.70洗36.82甩10滴2×6880丹60今1140堤0.31能-4.62笛-3.12塌33.70濟11素2×5160燒60想1200蒸0.51器-4.11栗-4.40慈29.30腐12冤2×344患0脆60異1260鉛0.50瓜-3.61唯-4.26很25.04后13寶2×1720鐮60扎1320輩0.67永-2.94菊-5.38杰19.66但14克0粱240千1560的1.04號-1.90左-6.14過13.52鋼向上最大位移槍量：奸-4.93m玩m服充新令最大回彈量：瓣3.03mm蹲庸制質回彈率繳：仇61.46%賀向下最大位移微量：據36.82m混m暈養蹤柄最大回彈量：淘-23.30善mm斜作哭憲回彈率刺：強63.28%碼備符注航:丟侮向上位移為負柴，向下位移為愛正。究由現場實測數踏據繪制剝的喇Q-劉s乎曲線汪和期s-lg蠟t敘曲線可以看出哨，姜3漁根試樁位移曲左線斬均屬緩變型，戒根據《建筑地蝶基基礎設計規仰范渾》弓GB5000糞7-200屑2嘆附駁錄閉D徑和《樁承載力填自平衡測試技撿術規程充》姑DB32/T億291-19嗓9侍9膛對各樁豎向抗積壓極限承載力腔確定如悼下附：掩1蹈、方270陸#絮樁單樁豎向抗級壓極限承載力總樁薄徑記D=極1300mm兆=般1.3m彼，樁長西25.7資0脹m媽，荷載箱上部婚樁身長度懷為沾L劍上很=凍23.35m絮，鋼筋墳混凝土覺密昨度室р轉=24.5K滋N/m押3疾，少荷載箱上部樁腦側為圓礫和粉靈土掉，敞γ舅=0.侵8譜。烘Q剪u宏上壽=8600K需NQ麻u幕下鹽=8600K淚N瀉W吼=會π仇×泄（掏D÷渠2消）迎2咽×L既上支×露р藏=3.14×寄(1.3÷2咽)權2某×23.35碼×24.5=期759KN址=君（明860發0岸－燕759去）亡/迫0.8腳+另8600=1覽8401KN狡2漏、墓327鞠#剖樁單樁豎向抗袍壓極限承載力皆樁就徑績D=久1100mm缺=返1.1m吧，樁長誼30.12m簡，息荷載箱上部樁椅向長度治為臺L可上傾=著27.92m劉，鋼筋苗混凝土長密氣度蜂р招=24.5K各N/m痛3逮,財荷載箱上部樁怎側為圓礫和粉繪土弄，企γ涼=0.頌8酒。緒Q鼠u后上罩=7900K尾NQ揭u艙下哀=7900K澆N聲W納=恒π判×女（粥D÷來2享）碌2堅×L初上厚×林р多=3.14×但(1.1÷2雖)雁2湯×27.92劣×24.5=奉650KN茶=剩（嗓790統0宗－閣650妻）蓄/頃0.8扒+淘7900=1羞6963KN冊3幫、效351冬#暢樁單樁豎向抗州壓極限承載力季樁在徑攏D=斬1100mm江=框1.1m巡，樁長畢22.47手m掉，裂荷載箱上部樁貼向長度格為裁L績上商=百2膊0竄.東27捕m圣，鋼筋宰混凝土蒜密棗度子р寇=24.5K朝N/m狀3列，晌荷載箱上部樁樣側為圓礫和粉耐土說，迎γ白=0.鐮8字。想Q筐u準上噸=7500K違NQ但u維下恩=7500K收N眾W都=達π冬×磁（景D÷辯2躺）盾2范×L禿上認×兆р致=3.14×耕(1.1÷2洪)旱2差×20.27斃×24.5=戰472KN圾=怎（鍛750誼0歸－啞472佳）淡/爛0.8恨+攀7500=1尊6285KN七、檢測結論伏南寧市建筑工瘡程質量檢測中豎心院對金鳳帶凰張·血南湖御成景客3萄根基樁采用自擔平衡法測試其予單樁豎向抗壓金極限承載力，筒根據檢測數據其計算邊，緣270灰#置樁（設計單樁豬豎向抗壓承載蝦力特征常值等8600K闖N敲）單樁豎向抗前壓極限承載力忌為緒1840啊1箭K連N竊；遠327塔#在樁（設計單樁俗豎向抗壓承載亮力特征值代為延7900K段N蹲）單樁豎向抗計壓極限承載力映為比16963競KN書；記351司#事樁（設計單樁膛豎向抗壓承載徐力特征值更為碌7500KN喂）單樁豎向抗勸壓極限承載力宏為飛16285K螺N旁。故均滿足相犧應的設計單樁景豎向抗壓承載伏力（安全系數尋取女2.斜0稼）的要求。爆八、垃認識原和識思考貧自平衡試樁方押法是將荷載箱傘埋在樁的底部炒，壓力向上頂堅樁身的同時向元下壓樁底，使值樁的摩阻力和徹樁的端阻力互恥為反力，其工裁作原理與破壞投機理與傳統的欄靜載荷試驗也西是有不同的。桐只有對其有了智充分的認識，晉才能較合理的呢選擇試樁的檢宰測方法。輪1功、紡自平衡試樁方妹法的條件與樁掠的實際工作狀滔態不同，樁豎驕向承載力是由援樁身從上向下盼傳遞的，靜載蓬試驗方法與樁饅的實際工作狀跑態相同，因此與其試驗結果是惜準確的，而樁謀承載力自平衡湯法是將力由樁此端或樁身某個姻部位向上壓使死樁身向上移動閉，所產生的摩語擦力是負摩擦證力，從單樁抗甜拔和抗靜載試往驗中可以得出北，抗拔的負摩三擦力遠小于受斃壓的正摩擦力牽，大直徑人工視挖孔樁摩阻力墾較小，通常設聲計時不予考慮吃。銳2它、樁承載力自械平衡法關鍵是鍛找這獸個汁“灑自平衡崗點片”補，即荷載箱應糾放在樁身平衡寬點處，要找出輝這個平衡點，永需精確計算出宇壓力向上的負缺摩奏擦阻力加上樁揚身上部的重量差要與樁端阻力激相平衡，這個饑平衡點在很多探大直徑人工挖攤孔嵌巖樁中是香找不出來的