承载力检测自平衡方案

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1、邢汾高速公路邢台至冀晋界自平衡法检测灌注桩承载力河北道桥工程检测有限公司2010年12月17日一、概述由于邢汾高速公路灌汪桩基础较多，为使桩基础的设计更安全且更经济，根据业主需要和国家规范要求，需进行1根试桩进行破坏荷载试验。有关试桩参数见表1。表1试桩参数一览表试桩号桩号桩径cm桩长m参考地质钻孔桩基设计承载力值kNSZ220018035ZKTDQ1-40、ZKTDQ1-4118000（1）检验成桩工艺，确定合理稳妥的施工工艺、合适的施工技术设备；（2）复核试桩位置的各地层地质资料，测定荷载与桩基沉降的P-S曲线、桩基的实际极限承载力等。二、试验依据建筑地基基础设计规范（GB50

2、007-2002）建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003）及条文说明公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）基桩静载试验自平衡法（JT/T738-2009）国家现行的其它公路、桥涵工程验收检测标准、规范、规程相关设计图及相关原材料试验资料等。三、自平衡试桩法3.1方法起源传统的桩基荷载试验方法有两种，一是堆载法，二是锚桩法。两种方法都是采用油压千斤顶在桩顶施加荷载，而千斤顶的反力，前者通过反力架上的堆重与之平衡，后者通过反力架将反力传给锚桩，与锚桩的抗拔力平衡。其存在的主

3、要问题是：前者必须解决几百吨甚至上千吨的荷载来源、堆放及运输问题，后者必须设置多根锚桩及反力大梁，不仅所需费用昂贵，时间较长，而且易受吨位和场地条件的限制（堆载法目前国内试桩最大极限承载力仅达3000吨，锚桩法的试桩最大极限承载力也不超过4000吨），以致许多大吨位桩和特殊场地的桩（如山地、桥桩）的承载力往往得不到准确数据，基桩的潜力不能合理发挥，这是桩基础领域面临的一大难题。为解决以上难题，美国学者Osterberg于80年代首先提出了自平衡测试法，并于80年代中期开展了桩承载力自平衡试验方法的研究，首先在桥梁钢桩中成功应用，后来逐渐推广至各种桩型，例如：1.麻省波士顿附近Sau

4、gus河铁路大桥桥墩基桩，该桩为钢管桩，长39m，直径460mm，壁厚12.7mm，水上打桩；2.佛罗里达州Orange港公路大桥桥墩基桩，水深24m，船上打桩，采用压桩与自平衡测桩对比，试验结果吻合；3.麻省波士顿鹿岛水处理厂扩建工程建筑物基桩，该工程总投资数十亿美元，为美国特大型工程之一，桩端持力层为冰渍土，性质特好，由于自平衡测试法测得钻孔桩承载力潜力很大，将打入桩方案改为钻孔桩，节省大量资金。近几年欧洲及日本、加拿大、香港、新加坡等国也广泛使用该法，例如：1.香港九龙广东铁路公司某大楼嵌岩桩；2.新加坡某工程基桩，地层为13.7m海洋粘土，下卧含漂石硬粘土。以上国家和地区都

5、已有相应的测试规程，该法大有完全取代堆载压桩与锚桩法之势。该测试方法已成功应用在水上试桩、坡地试桩等多种特殊场地试桩。桩型有钢桩、砼预制桩、钻孔灌注桩、沉管灌注桩及人工挖孔桩。静载试验的世界记录———美国佛罗里达州阿巴拉契可乐河的试桩。该试验系在一根工程桩上进行，桩径2.7m，嵌入基岩23.7m；桩身总长在河底以下31m。水深6.1m。用了三只荷载箱，放置于距桩底2.1m的同一平面。估计此位置可使向上的极限阻力大约等于向下的极限阻力（即端阻力加荷载箱以下桩段的侧阻力之和），试验总承载力为133MN。3.2国内的应用在我国，首先于1996年开始对该法的关键设备荷载箱和位移量测、数据采

6、集处理系统进行了研究开发，经多次专家鉴定后，1999年6月制订了江苏省地方标准，2002建设部和科技部重点推广技术。目前该法在江苏、浙江、安徽、贵州、云南、四川、北京、上海、重庆、江西、湖北、福建、广东、广西、吉林、青海、新疆、河南、河北、山西等27省市应用于房屋建筑和桥梁桩基工程检测中。国内试验单桩最大承载力高达13000吨，最大桩径2.8m，最大桩长125m。3.3省内的应用及河北道桥工程检测有限公司应用建议破坏荷载试验采用自平衡的方法。该方法节约锚桩制作费用，且在我省多条高速公路应用。青红高速邯郸段、廊涿高速永定河特大桥、津汕高速公路子牙新河特大桥、漳卫新河大桥、邢威高速二期

7、卫运河特大桥、廊沧高速沧州段子牙新河特大桥、沿海高速沧州段等多座桥梁灌注桩检测中使用。河北道桥工程检测有限公司多次使用该技术，极大地降低了静载试验工程造价。该方法的最大优点是不需要制作锚桩。交通部发布《基桩静载试验自平衡法》（JT/T738-2009）列入行业标准。3.4试验原理自平衡测桩法是在桩身平衡点位置安设荷载箱，沿垂直方向加载，即可同时测得荷载箱上、下部各自承载力。自平衡测桩法的主要装置是一种经特别设计可用于加载的荷载箱。它主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组