1、自平衡法桩基检测实例 一、前 言杭州市某改造工程，全线长 918.76m。主线高架标准宽度为 25m。一座半互通式立交。高架桥基础采用大直径钻孔灌注桩，桩径为250cm、150cm、120cm、100cm 四种，主要桩径为 120cm。受业主委托，我院于于 2007年 11月 1日对整治工程 1根试桩进行荷载箱预埋，整个预埋工作都在现场技术人员的指导监督下顺利进行,并于 2007年 11月 28日11 月 29日进行了静载荷试验现场测试工作。试验采用自平衡法，并用慢速维持荷载法加载，按预先制定的试验方案严格遵照测试规程进行，现场测试顺利。二、工程地质概况根据场地岩土工程勘察报告，场地桩长范围内
2、主要地层分布参见下表 1，岩土主要物理力学特征详见地质勘察报告。表 1: 主要地层分布表(对应 Z6 孔)层号 土层名称层底标高(m)层厚(m)桩周土摩阻力极限标准值(KPa)桩端土承载力极限标准值(KPa) 填土 3.95 1.1 / -1 亚粘土 2.15 1.8 22.0 -2 亚砂土 -7.45 9.6 30.0 -1 亚粘土 -18.35 10.9 24.0 -1全风化粉砂岩 -19.45 1.1 50.0 -2强风化粉砂岩 -34.35 14.9 80.0 -3弱风化粉砂岩 /4.5（桩端进入持力层深度140.0 8000.0三、试桩参数本段试验共进行 3根试桩的静载试验。其中 1
3、根采用自平衡深层静载荷试验方法，2 根采用堆载法。本次为 1根（SZ1），试验方法采用自平衡法。有关试桩参数见表 2：表 2：SZ1 试桩主要参数表试桩编号 SZ1 备注试桩位置H25墩中心桩号以北 3m以西 2m处 试验方法 自平衡 参考钻孔 Z6 桩径（mm） 1200 荷载箱外径（mm） 1050 砼标号 C25 桩顶标高（m）试桩砼浇至地表，标高约4m桩底标高（m） -38.85 桩长（m） 42.85 荷载箱埋设位置 桩端 持力层 14-3弱风化粉砂岩 持力层顶标高（m） -34.35 进入持力层深度（m） 4.5 设计计算容许承载力(kN) 6850 荷载箱额定荷载(kN) 800
4、0 设计要求试验荷载(kN) 13700 荷载分级 15级 备注 1）试桩钢筋笼延伸至桩 底2）试桩不作为工程桩用四、试验方法、检测设备与执行标准（一）测试原理基桩自平衡深层静载荷试验是把荷载箱置于桩身预定深度，利用载荷箱上部桩侧摩阻做反力，进行端阻力、单桩竖向极限承载力检测，荷载箱提供向上、向下的内力，从而使桩端阻力与桩侧阻力基本相等而达到平衡。在试验加载过程中，根据规范要求，记录逐级荷载及相应的桩身向上和向下的位移，得到荷载与位移关系曲线，根据规范评价基桩的极限承载力、端阻力和侧阻力等参数。（二）实验仪器设备本次基桩自平衡试验采用的设备有：荷载箱（国家一级计量部门标定）、电动油泵与压力表、
5、百分表等。加载采用荷载箱，通过高压油泵输油加载，加载力值由压力表测读，试桩的位移量测采用百分表人工测读，荷载箱加载时，共架设 5只百分表，其中 2只测量荷载箱向下位移，2只测量荷载箱向上位移，1 只测量桩顶向上位移。现场数据经整理分析后绘制成：荷载箱向下位移 Q-s曲线和 s-lgt曲线，荷载箱向上位移 U- 曲线和 -lgt 曲线，并可根据需要转换为与传统试桩方法等效的桩顶Q-s曲线。图 1：桩基自平衡法测试系统图（三）测试规程单桩竖向静荷载试验按照中华人民共和国国家行业标准建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003）,浙江省标准建筑地基基础设计规范（DB33/1001-2003），公路桥
6、涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）, 公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）, 公路工程质量检验评定标准（JTJ071-98）,并参考江苏省标准桩承载力自平衡测试技术规程（DB32/T291-1999）等有关静载试验的规范进行，加载采用慢速维持法，即：1、试验时间：在成桩后不少于 15天进行测试。2、加载分级与位移观测：（1） 每级加载为荷载箱额定荷载的 1/15，第一级按两倍荷载分级加载，卸载分 5级进行。荷载箱额定荷载取设计竖向容许承载力。（2） 每级荷载施加后按第 5、15、30、45、60min 各测读一次位移量值，以后每隔 30min测读一次。（3） 电子位移计经数据
7、采集仪连接到电脑，直接由电脑自动控制测读，在电脑屏幕上显示 Q-S、S-lgt 曲线。（也可采用百分表人工测读）3、相对稳定标准：每一小时内的位移均不超过 0.1mm，并连续出现二次（由 1.5h内连续三次观测值计算），即可认为相对稳定，可加下一级荷载。4、下段桩（桩端）终止加载条件与极限承载力的确定（1）荷载箱向下总位移量大于或等于 40mm（对于直径大于 800mm的桩可取 0.05D，下同），本级荷载下的位移量大于或等于前一级荷载下的位移量的 5倍时，加载即可终止。取终止荷载的前一级荷载为极限承载力。（2）总位移量大于或等于 40mm，本级荷载加上后 24h未达稳定，加载即可终止。取终止
8、荷载的前一级荷载为极限承载力。（3）总位移量小于 40mm，但荷载已大于或等于设计要求的最大加载量时，加载即可终止。取此时的荷载为极限承载力。（4）当荷载位移（QS）曲线呈缓变型时，总位移量已超过60mm，加载即可终止。取对应于 40mm的荷载为极限承载力。（5）当荷载位移（QS）曲线呈陡降型时，曲线上明显陡降段的起点所对应的荷载为极限承载力。（6）根据位移随时间的变化特征，取 Slgt 曲线尾部明显弯曲的前一级荷载为极限承载力。5、上段桩终止加载条件与极限承载力的确定（1）本级荷载下的荷载箱向上位移量大于或等于前一级荷载下的位移量的 5倍时，加载即可终止。取终止荷载的前一级荷载为极限承载力。
9、（2）当累计荷载箱向上位移超过 100mm或荷载箱行程时，加载即可终止。取对应于 40mm的荷载为极限承载力。（3）当荷载已大于或等于设计要求的最大加载量时，加载即可终止。取此时的荷载为极限承载力。（4）荷载位移（QS）曲线呈陡降型时，曲线上明显陡降段的起点所对应的荷载为极限承载力。（5）根据位移随时间的变化特征，取 Slgt 曲线尾部明显弯曲的前一级荷载为极限承载力。6、卸载分级与位移观测（1）卸载分 5级进行，即卸载为加载值的两倍，逐级等量卸载，直至到零。（2）卸载时，每级荷载维持 1h，按第 30、60min 各测读一次回弹量后，即可卸下一级荷载。（3）卸载到零后，应测读残余位移量，维持
10、时间为 3h，测读时间为第 30、60min，以后每隔 30min测读一次。7、单桩竖向抗压极限承载力的确定根据上述第 4条和第 5条的极限承载力确定方法，实测得到荷载箱上段桩的极限承载力 Q 和荷载箱下段桩的极限承载力 Q ，按照桩承载力自平衡测试技术规程（DB32/T291-1999）中的承载力计算公式得到单桩竖向抗压极限承载力：式中：Qu：单桩竖向抗压极限承载力（kN）；Qu 上 ：荷载箱上段桩的实测极限承载力（kN）；Qu 下 ：荷载箱下段桩的实测极限承载力（kN）；W ：荷载箱上段桩的自重；g ：荷载箱上段桩侧阻力修正系数，对于粘土、粉土 g 取 0.8，对于砂土取 0.7。（四）加卸载分级荷载表表 3：加卸载分级荷载表荷载箱对应荷载(kN)加载分级SZ1/H25卸载分级 备注0 0 0 2 1370 1 3 2055 4 2740 2 5 3425 6 4110 3
