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編者按：根據(jù)現(xiàn)有可查證的檔案記錄，目前被國(guó)內(nèi)冠之以”自平衡法“之名的樁內(nèi)預(yù)埋加載設(shè)備進(jìn)行樁基承載特性檢測(cè)的方法，最早于1960年代有以色列AfarVasela公司提出并實(shí)施。根據(jù)專(zhuān)利資料，該法被稱(chēng)為“一種新的承載力測(cè)試方法”，俗稱(chēng)為“通莫靜載法”。（-長(zhǎng)文預(yù)警-）

一、基本原理

自平衡法工作原理是把一種特制的加載裝置——荷載箱和鋼筋籠焊接在一起埋入樁內(nèi)，荷載箱埋置深度根據(jù)樁及土層預(yù)先估算得到，其位置即是理論計(jì)算的樁身縱向承載力的上下平衡點(diǎn)。埋設(shè)時(shí)將荷載箱的高壓油管、位移測(cè)量棒或位移絲引到地面，然后澆注成樁。試驗(yàn)時(shí)，由高壓油泵在地面向荷載箱充油加載，荷載箱將力傳遞到樁身，其上部樁身的摩擦力與下部樁的摩擦力及端阻力相平衡——自平衡來(lái)維持加載。根據(jù)測(cè)得的荷載和上下位移量，分別繪制試驗(yàn)平衡點(diǎn)向上向下Q-s曲線、s-lgt曲線、s-lgQ曲線以及等效轉(zhuǎn)換曲線(關(guān)于等效轉(zhuǎn)換曲線，有部分國(guó)內(nèi)地方標(biāo)準(zhǔn)未做規(guī)定)，通過(guò)分析不僅可以獲得樁基承載力，而且可以獲得每層土層的側(cè)阻系數(shù)、樁的側(cè)阻、樁端承力等一系列數(shù)據(jù)。見(jiàn)示意圖所示。

自平衡測(cè)試法尤其適用于粘性土、粉土、砂土、巖層中的人工挖孔樁、鉆孔灌注樁等，特別是傳統(tǒng)靜載試樁相當(dāng)難以實(shí)現(xiàn)的水上試樁、坡地試樁、基坑底試樁、狹窄場(chǎng)地試樁、超高承載力試樁等情況。

二、檢測(cè)方法

2.1  自平衡測(cè)試加載采用專(zhuān)用的荷載箱，使用前必須經(jīng)法定計(jì)量單位或授權(quán)的標(biāo)定計(jì)量，荷載箱平放于試樁中心，荷載箱位移方向與樁身軸線夾角不大于5°，荷載箱極限加載能力應(yīng)大于預(yù)估極限承載力的1.5倍。

2.2  荷載測(cè)量采用聯(lián)于荷載箱的壓力表；或壓力傳感器測(cè)定油壓，根據(jù)荷載箱率定曲線換算荷載。

2.3  試樁位移測(cè)量宜采用位移傳感器或大量程百分表。

2.4  試樁和基準(zhǔn)樁之間的中心距離應(yīng)大于等于3D且不小于2.0m。

2.5  荷載箱的位移傳遞裝置的護(hù)管與鋼筋籠焊接成整體，保證其垂直度和剛度，護(hù)管還應(yīng)分別與荷載箱上下蓋焊接，焊縫應(yīng)滿足強(qiáng)度要求，并確保護(hù)管不滲漏出泥漿。荷載箱放置處一般宜有加強(qiáng)措施。

2.6  荷載箱放置在樁身平衡點(diǎn)處，使上、下段樁的承載力相等以維持加載。當(dāng)端阻力大于側(cè)阻力時(shí)，可根據(jù)樁長(zhǎng)徑比、地質(zhì)情況采取技術(shù)措施。

2.7  試驗(yàn)檢測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定：

采用慢速維持荷載法，即逐級(jí)加載，每級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后方可加下一級(jí)荷載，直到試樁破壞，然后分級(jí)卸到零。對(duì)工程樁作驗(yàn)證性試驗(yàn)，當(dāng)有成熟的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可采用快速維持荷載法，即每隔一小時(shí)加一級(jí)荷載，是否延長(zhǎng)維持荷載時(shí)間應(yīng)根據(jù)樁位移量收斂情況確定。

加載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，采用逐級(jí)等量加載；分級(jí)荷載宜為最大加載量或預(yù)估極限承載力的1/10，其中第一級(jí)可取分級(jí)荷載的2倍。

當(dāng)出現(xiàn)規(guī)范規(guī)定的終止加載條件之一時(shí)，可終止加載。

三、檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析與判定 

3.1 極限承載力

極限承載力的確定是試驗(yàn)的首要目的，根據(jù)試樁的加載值，可按下式確定試樁的極限承載力：

式中：Q_u^u ——試樁上段樁的極限承載力； Q_u^d ——試樁下段樁的極限承載力；G ——試樁荷載箱上部樁自重；γ ——上端樁的承載力折算系數(shù)，根據(jù)荷載箱上部土的類(lèi)型確定：粘性土、粉土γ=0.8；砂土γ=0.7；巖石γ=1；若上部有不同類(lèi)型的土層，γ取加權(quán)平均值。

3.2 關(guān)于等效轉(zhuǎn)換

為了更準(zhǔn)確的分析單樁的極限承載力，可以將自平衡法試驗(yàn)結(jié)果等效轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)Q-S曲線，利用傳統(tǒng)靜載的單樁極限承載力確定方法進(jìn)行輔析。同時(shí)，也可以很好的驗(yàn)證自平衡法的有效性。自平衡法測(cè)試結(jié)果向傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)的樁頂荷載—位移曲線轉(zhuǎn)換方法根據(jù)向上向下位移同步的原則擬合，即通過(guò)位移進(jìn)行疊加荷載的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

目前，國(guó)外對(duì)單樁自平衡靜載試驗(yàn)測(cè)試值如何轉(zhuǎn)換計(jì)算得出類(lèi)似傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)抗壓承載力的方法不盡相同，在山東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB37/T5044-2015中亦未做規(guī)定。

四、結(jié)語(yǔ)

自平衡法樁基檢測(cè)技術(shù)和傳統(tǒng)的靜載試驗(yàn)相比具有試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、試驗(yàn)費(fèi)用較省且成本可控（特別是與配重堆載反力法相比）、不占用施工場(chǎng)地、不影響施工進(jìn)度、工地安全易保障、檢測(cè)單樁承載力大等優(yōu)點(diǎn)，特別是在水上試樁、坡地試樁、基坑底試樁、狹窄場(chǎng)地試樁、超高承載力試樁的應(yīng)用中，具有明顯的工程優(yōu)勢(shì)。但是，根據(jù)當(dāng)前的工程經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)分析，以下幾種情況下不建議采用自平衡法試驗(yàn)：

1）建筑基樁設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、且無(wú)場(chǎng)地試樁數(shù)據(jù)的基樁；

2）為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試樁；

3）地質(zhì)條件復(fù)雜、成樁質(zhì)量可靠性低的基樁；

4）因自平衡裝置埋設(shè)造成基樁施工技術(shù)措施復(fù)雜的情況；

5）規(guī)范規(guī)定的其他不適宜的情況。