大直徑深樁基中自平衡檢測技術的意義范文

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摘要：針對某地鐵工程B、C標段實際情況，對其大直徑深樁基試驗檢測過程中自平衡檢測技術具體應用進行深入分析，得出自平衡檢測結果準確可靠，技術合理可行的結論。

關鍵詞：自平衡檢測；大直徑深樁基

自平衡檢測屬靜力試樁范疇，近年來在很多國家得以廣泛應用，具有設備簡單、場地限制小、物料投入少、施工效率塊等優勢，在復雜條件下的樁基試驗檢測中十分適用。

1工程概況

某地鐵工程B、C標段屬地面高架段，總長6km左右。其下部結構為鉆孔摩擦樁，不僅數量較大，而且樁身長。尤其是工程標志性建筑，其主塔基礎為65m長，直徑為1800mm的樁基，受力情況復雜。為切實滿足承載力方面的要求，項目建設單位與設計單位通過試樁對樁基的承載力進行驗證，以此確定最佳的樁長，最終為設計提供可靠參考依據。

2自平衡檢測

2.1檢測原理

自平衡檢測是豎向抗壓樁具體工作情況相近的檢測技術。其裝置為荷載箱，按樁基種類、尺寸、荷載等為依據進行制作。樁身指定位置安裝荷載箱，在試驗檢測過程中在地面實施加壓，伴隨壓力不斷增大，箱體將產生分離，通過樁身加載，對樁側與樁端的摩阻力進行調整，到處于極限狀態為止。在荷載箱當中，壓力使用壓力表進行測定，而位移則用位移計進行測定。得到試驗數據后，繪制荷載與位移的關系曲線，進一步推斷出樁頂荷載和位移的關系曲線，以此確定極限承載力[1]。

2.2檢測裝置

2.2.1加載裝置采用有效行程為15cm的環形荷載箱，其加壓值可以達到60MPa，配置高壓油泵，加壓單位為0.4MPa。

2.2.2位移傳感器在樁基布置位移傳感器，其量程不能低于50mm，采用磁性表座將其與基準鋼梁連接、固定，傳感器共布置8只。其中3只對向上位移進行量測，3只對向下位移進行量測，另外2只對樁頂的向上位移進行量測。荷載箱上板和下板之間應設置位移計，對兩者的相對變位進行測量。

2.2.3應力量測樁身的軸力用應變計進行量測，主要設置在巖土分界處，以對稱的形式在樁身上布置4個，取其平均值。此外，樁端還應設置壓力計，用于量測樁端的實際反力。

2.3檢測方法

在檢測過程中，將荷載箱埋設到樁中，和鋼筋籠連接后設在平衡點處，同時將位移棒與油管同時引出至地面。在樁頂采用油泵給荷載箱持續充油，向荷載箱的內腔不斷施加壓力，使荷載箱的頂、底部分離，分別產生上、下推力，調動樁側、樁端摩阻力予以維持加載[2]。

2.4荷載傳遞

在自平衡檢測開始以后，荷載將在樁身軸線上傳遞。樁受到荷載后，未發生斷裂、離析與破損，則混凝土應變將與鋼筋應變相等，采用預先設置在莊重的應變計，則能測得不同荷載條件下的應變，確定不同荷載條件下各樁截面的軸力、摩阻力及其與荷載、深度之間的關系，即傳遞規律。

2.5檢測步驟

2.5.1加載以較慢的速度持續加載。①成樁至試驗間隙時間：樁身實際強度滿足設計規定應達到15d以上；②因試樁噸位相對較大，所以每級加載取極限承載力的1/15，第一級為極限承載力的2/15，卸載的每級荷載按1/3控制；③在每級加載以后，每5min、15min、30min、45min、60min分別測量、讀取一次，之后即可按照30min的時間間隔進行測讀。傳感器與計算機直接相連，由計算機對測讀進行控制，并顯示出相應的關系曲線[3]。

2.5.2終止加載的條件（1）當實際位移量不少于40mm，且該級荷載對應的下沉量不少于之前一級荷載實際下沉量5倍時，停止加載。將停止加載時的前一級荷載作為樁基的極限荷載。（2）當實際位移量不少于40mm，且該級荷載施加后在24h內保持穩定時，停止加載。將停止加載時的前一級荷載作為樁基的極限荷載。（3）當實際位移量在40mm以內，且荷載值不小于設計值與安全系數的乘積時，停止加載，將該級荷載作為樁基的極限荷載。

2.5.3卸載（1）在卸載時，必須分級進行，一般分成五級。在卸完一級荷載后，應對樁頂實際回彈量進行檢測，具體的觀測方法和沉降觀測完全相同。在回彈量趨于穩定后，對下一級荷載進行卸除。（2）在卸載至無荷載后，應在最開始的0.5h以內，按15min的時間間隔進行觀測。

2.6檢測結果

本工程所選3處試樁的參數為：①1#試樁：樁徑為1.8m，采用C25混凝土，樁長為65m，預計加載值為33200kN，樁底和荷載箱之間的距離為22.0m，以粉質黏土層為持力層；②2#試樁：樁徑為1.0m，采用C25混凝土，樁長為35m，預計加載值為9000kN，樁底和荷載箱之間的距離為14.5m，以粉細砂層為持力層；③3#試樁：樁徑為1.2m，采用C25混凝土，樁長為35m，預計加載值為10000kN，樁底和荷載箱之間的距離為14.74m，以粉土層為持力層[4]。試樁檢測基本情況為：①1#試樁：混凝土強度、彈性模量分別為32.7MPa和3.21×10.4MPa，終止加載級數與加載值分別為16級、18700kN；②2#試樁：混凝土強度、彈性模量分別為35.1MPa和2.97×10.4MPa，終止加載級數與加載值分別為18級、5320kN；③3#試樁：混凝土強度、彈性模量分別為26.1MPa和2.16×10.4MPa，終止加載級數與加載值分別為19級、6530kN[5]。

3結束語

綜上所述，自平衡檢測為合理可行且經濟有效的檢測技術，在大直徑、深樁基中尤為適用，相較于傳統檢測方法，既省時、省力，又經濟、可靠，檢測結果滿足精度要求。本工程通過對自平衡檢測的合理應用，取得理想成效，為設計方案的選定提供了必要的參考依據。

參考文獻

[1]劉炳才.自平衡法在超大直徑超深工程樁檢測中的應用[J].科技創新與應用，2013（5）：206~207.

[2]劉曰偉，劉金亭，李勇.自平衡測試技術在大直徑嵌巖樁工程中的應用[J].商品與質量•建筑與發展，2013（10）：20~21.

[3]魏亮，陳飛.自平衡法在大直徑大噸位樁基檢測中的應用[J].城市建設理論研究，2014（12）：21~22.

[4]劉國強，王亞堃，胡德功，等.青島海灣大橋大直徑深嵌巖樁承載特性試驗分析[J].路基工程，2011（6）：73~76.

[5]龔成中，何春林，戴國亮.大直徑深嵌巖樁的承載特性與樁長設計研究[J].路基工程，2011（2）：14~16.

[6]何春林，龔成中.大直徑深嵌巖樁兩種原位試驗方法對比分析[J].公路，2012（12）：7~11.

作者：朱皓 單位：廣西壯族自治區建筑工程質量檢測中心