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1、钻孔灌注桩自平衡静载试验方法及成果分析中铁十七局集团摘要：本文详细介绍了自平衡静载试验的基本原理、测试设备、施工步逐以及测试方法，通过自平衡静载试验方法在工程桩中的应用实例，对测试结果简要分析，并对试验方法作以评价，在桩基承载力测试中具有参考价值。关键词：自平衡测试技术；施工步逐；静载试验方法；极限承载力；压浆补强措施；1、概述桩基础是桥梁结构中最为常用的基础形式之一，它承担了上部结构的全部荷载。单桩承载力的确定是桩基设计的关键问题,而桩的静载试验是确定单桩承载力最可靠的方法。一般采用锚桩法、堆载法或堆锚结合法来确定桩的实际承载力是否达到设计的要求
2、。然而往往在许多情况下,由于场地的限制,超大超长和高吨位的桩,采用上述方法已无法解决验桩的问题。传统的静载试验装置一直停留在压重平台或锚桩反力架等型式上,试验工作存在费时费力且不经济等诸多弊端。近几年发展起来的基桩自平衡法解决了一般荷载试验方法无法解决的验桩问题。目前,一种新型的桩基试验方法——自平衡测试技术已逐步开始推广应用,在国内很多工程中取得了良好的效果。自平衡试桩方法首先由美国学者J.Osterberg于1988年提出，近几年在欧洲及日本、加拿大等国也广泛使用。在我国,东南大学土木工程学院与江苏省建设厅、南京市建筑质监站于1996年开始应用
3、,并于1999年制定了相应规程。目前,该方法在国内桩基工程中逐渐开始广泛应用。本文主要介绍该技术在邯武快速路上跨西环路、邯长铁路立交工程中的应用，为本地区城市交通工程基础桩承载力的设计、施工及检测提供了科学依据。2、工程概况及地质条件邯武快速路上跨西环路、邯长铁路立交桥连接邯郸市和武安市,是沟通两个城市的快速通道，属邯郸市重点形象工程。该桥东面连接邯郸市人民路,西面与既有邯武公路相连接,大桥建成后,可以改变本地区当前交通严重滞后的状况,对武安的城市化进程有着非常重要的意义。该立交桥系大跨度连续现浇桥梁工程,大桥宽35.5～50m，双向6车道，8个匝
4、道，全长1426.28m。本工程采用钻孔灌注桩基础，桩基设计为摩擦桩。根据桥位附近地质勘探，除表层填土外，以第四系冲洪积层和第三系地层为主,地质层自上而下主要有新近填土、粉质粘土、粘土、粉土、粉细砂、中粗砂、圆砾。3、自平衡测试法3.1自平衡测试技术的基本原理桩基静载试验自平衡测试技术,是利用试桩自身反力平衡的原则，在桩端附近或桩身截面处预先埋设单层（或多层）荷载箱，加载时荷载箱以下将产生端阻和侧阻以抵抗向下的位移，同时荷载箱以上将产生向下的侧阻以抵抗向上的位移，上下桩段反力大小相等，方向相反，从而达到试桩自身反力平衡加载的目的,见图1。试验时通过
5、输压油管对荷载箱施压，随着压力的增加，荷载箱伸长，上下桩段产生弹（塑）性变形，从而调动上下桩段岩土的阻力，促使桩侧和桩端阻力逐步发挥。荷载箱施加的压力可通过预先标定的油泵压力表测得,荷载箱顶底板的位移可通过预先设置的位移棒,用位移传感器测得。根据向上、向下Q~S、S~lgt等曲线，采用相应的数据转换方法判断桩承载力、桩基沉降、桩弹性压缩和岩土塑性变形,从而达到测试桩的承载力试验的目的。图1自平衡加载受力示意图及试验典型曲线3.2加载系统自平衡试桩法的主要装置是特别设计的液压千斤顶式的荷载箱，根据试验桩径和试验荷载的大小，荷载内设置一个或多个千斤顶并
6、联而成，为使荷载箱两端的桩身受力均匀、便于和钢筋笼焊接，在千斤顶上、下分别用适当厚度的钢板连接。它按不同的桩类型、截面尺寸和荷载箱大小设计制作。它主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成。为保证垂直受力，荷载箱平放于试桩中心，荷载箱的轴线应尽量与桩身轴线保持一致；荷载箱位移方向与桩身轴线夹角≤5°，荷载箱最大加载能力大于设计承载力的1.2倍。安装前用美60000kNMTS试压机及油泵对荷载箱进行标定，保证加载的准确性。油表精度为0.5MPa。3.3数据采集系统采用RS-JYB基桩测试仪全自动实时观测并自动记录测试数据，采集精度高。自动判稳并提醒进行下
7、级荷载的测试，在意外断电的情况下能自动保存数据。每根桩使用6只位移传感器，通过磁性表固定在基准钢梁上，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，2只用于量测桩顶向上位移，见图2。图2自平衡测试系统示意图RS-JYB基桩测试仪荷载箱传感器性能指标如下：量程50.00mm（单次），-327mm~+326mm（多次移表）精度满量程误差≤0.03mm分辨率0.01mm重复性误差≤0.01mm时漂≤0.01mm/4小时温漂≤0.04mm/10℃4、测试仪器设备4.1加载设备根据预定的最大加载量设计荷载箱，加载值的率定曲线由实验室
8、标定，埋设位置详见图3。高压油泵：最大加压值为100MPa，加压每小格0.5MPa，其压力表亦由实验室标定。图3荷载箱位置
