桩基自平衡检测方法及运用摘要:通过对几种桩基荷载检测方法的分析比较，从效果、成本、工期、环境要求等多方面综合考虑，防城港文化艺术中心项目桩基工程荷载检测采用自平衡检测方法。

阐述了检测装置、检测方法、检测设备安装及检测工作，检测成果达到设计及规范要求，是一种经济合理、高效实用的桩基荷载检测方法。

关键词:桩基，荷载检测方法，自平衡检测，加载系统，数据传感与采集，慢速载荷维持法加载，高压灌浆Abstract: based on several pile foundation analysis of the load detection method, from the effects of, cost, time limit, environmental requirements and so on various comprehensive consideration, fangcheng port culture and art center project pile foundation engineering detection using the load balance test methods. Expounds the detection equipment, test methods, test equipment installation and testing, testing results and to meet the design requirements of the code, is a reasonable economy, high efficiency of pile load test methods.Keywords: pile foundation, load testing method, the balance testing, the loading system, data sensing and acquisition, slow load maintain method loading, high pressure grouting前言传统的桩基荷载检测方法有两种，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。

其存在的主要问题是：前者必须解决几百吨甚至上千吨的荷载来源、堆载及运输问题，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）。

自平衡测桩法与传统测桩法相比具有四方面的优点：（1）工期短对摩擦桩荷载箱埋设后待混凝土达到一定（70%左右）强度，对于嵌岩端承桩，可用在混凝土中加早强剂的方法使检测时间提前，并且多根桩同时检测，检测时间大大缩短。

（2）材料省试桩完全按工程桩制作，桩顶无需特殊处理，也不需露出地面，对于有地下室的桩基础，与其它试桩法相比，桩长减小很多，因而节省材料，降低试桩本身的造价。

（3）场地小由于无需笨重的反力架和大量的“堆载”，加载只需几台高压油泵，占用场地极小，且不受场地条件和天气条件的限制。

检测时只要能保护在试桩周围10米内无较大的震动，施工可照常进行。

且不需要对场地内的运输道路进行特别的铺设，节省了场地平整和道路铺设的高额费用。

（4）能做大吨位试验自平衡优势之一在于能做大吨位的试验，通常大吨位堆载法上面的配重过重过高，对堆载下面的场地要求很高，场地局部沉降过大会引起堆载配重的倾斜直接对试验人员生命构成威胁，因此一般堆载极限也是做到1800-2000吨。

自平衡则由于不用在桩上堆载配重，不受场地影响可以做上很大吨位。

目前国内试验单桩最大承载力高达20000吨，最大桩径2.8m，最大桩长125 m。

一、自平衡试验原理自平衡法也称为通莫静载法(T-pile ®)。

其试验原理是将一种特制的加载装置—通莫荷载箱®，在混凝土浇注之前和钢筋笼一起埋入桩内相应的位置（具体位置根据试验的不同目的而定），将加载箱的加压管以及所需的其他测试装置（位移、应变等）从桩体引到地面，然后灌注成桩。

由加压泵在地面向荷载箱加压加载，荷载箱产生上下两个方向的力，并传递到桩身。

由于桩体自成反力，我们将得到相当于两个静载检测的数据：荷载箱以上部分，我们获得反向加载时上部分桩体的相应反应系列参数；荷载箱以下部分，我们获得正向加载时下部分桩体的相应反应参数。

通过对加载力与这些参数（位移、应变等）之间关系的计算和分析，我们不仅可以获得桩基承载力，而且可以获得每层土层的侧阻系数、桩的侧阻、桩端承力等一系列数据。

这种方法可以用于为设计提供数据依据，也可用于工程桩承载力的检验。

二、试验装置1、加载系统包括加载泵站、荷载箱以及加压管。

采用的荷载箱为特制的、具有专利技术的专业荷载箱。

其特点为：a)抗压试验的荷载箱端面设计成锥形体，对灌注时产生的浮浆起导流作用，避免浮浆存积在荷载箱端面，从而保证了试验位移数据的准确性，同时也保证了试验补浆后的桩体强度和承载能力。

b）荷载箱直径和加载面积的设计，充分兼顾加载液压的中低压力和桩体试验后的高承载能力。

c）荷载箱通过内置的特殊增压技术设计，以很低的油压压强，产生很大的加载力，从而能够极大地降低加载系统的故障率。

2、荷载箱的安装埋设1)为保证桩基质量和试桩的成功，埋设荷载箱时，将有以下安全措施：a)为保证桩体因加载产生应力集中而破坏，荷载箱附近钢筋笼箍筋适当加密。

b)荷载箱与上下钢筋笼连接强度适当，以方便试验时打开荷载箱。

c)荷载箱与上下钢筋笼连接处，焊接锥形导正筋，以方便注浆管由荷载箱中心孔穿入。

2) 荷载箱安装位置:对端承桩荷载箱焊在钢筋笼底部放于桩底。

3、数据采集系统项目的数据采集，采用电脑读数的方式。

记录内容包括：油压，荷载箱上部位移，荷载箱下部位移等。

4、数据传感装置a) 位移传感器：传统的位移棒作为位移测量的装置，安装要求高，安装效率低，特别是不适应长桩的检测。

此次项目采用位移丝外套护管的方式，以简化安装过程并提高试验精度。

试验点截面引出若干组位移丝（通常3组），到桩顶后，用一特定装置将这些位移丝进行固定，并读取这些位移的平均值。

位移值由位移传感器（或百分表）进行测量，其读数精确到0.01mm。

b) 将位移丝穿在钢管中引至地面。

c) 先进的位移传感器固定结构的设计和安装，在原理上保证了位移测量值只受桩体位移和基准梁运动的影响。

（如下图）位移测量原理图三、试验方法1、加载方法如原理所述：以流体为加载介质，向埋设于桩基内一定深度位置（端承桩放桩底）的荷载箱中加压，从而对荷载箱上下两部分桩体同时施加载荷。

当采用多个荷载箱加载时，液压站以并联油路对多个荷载箱同时加压。

2、试验加/卸载方法根据《桩承载力自平衡测试技术规程》（DB45/T 564—2009）要求，采用慢速载荷维持法进行加载。

a) 每级荷载施加后按第5 min、15 min、30 min、45 min、60 min测读位移值，以后每隔30 min测读一次。

b) 位移相对稳定标准：每1 h 内的位移量不超过0.1 mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30 min开始，按1.5 h连续三次每30 min的位移量计算）。

c) 当位移速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。

d) 卸载时，每级荷载维持1 h，按第15 min、30 min、60 min 测读位移量后，即可卸下一级荷载。

卸载至零后，应测读残余位移量，维持时间为3 h，测读时间为第15 min、30 min，以后每隔30 min 测读一次。

四、检测设备安装1、现场安装工作a) 预浇筑荷载箱导流结构混凝土将荷载箱翻过来，在底面灌倒混凝土，并用钢筋条将混凝土充实，使用的混凝土标号等同或高于与桩身混凝土标号。

b) 荷载箱与钢筋笼的焊接：荷载箱底的混凝土硬化后，将进行荷载箱的焊接，将荷载箱焊在钢筋笼底部。

c) 安装位移管及油管：荷载箱焊好在钢筋笼底后，进行位移管、油管、注浆管的安装。

预装桩底压浆管以便在试验完成后，利用压浆管进行荷载箱周围的补浆。

埋完荷载箱后，对各管线进行封头保护防止水泥浆漏入。

2、检测结束后对试验桩进行高压灌浆检测结束后利用原先安装的压浆管进行荷载箱周围的压力补浆。

四、工程实例运用1、工程概况中国十九冶集团有限公司建设的广西壮族自治区防城港文化艺术中心项目工程由广西华蓝设计（集团）有限公司设计，桩基由广西壮族自治区建筑工程质量检测中心检测。

该工程采用冲击成孔灌注桩，总桩数为338根。

桩长25m/根左右，砼标号C40抗渗（水下砼），入岩深度不小于1倍桩径。

2、检测方案选择防城港文化艺术中心项目工期紧，桩基施工期间现场环境差，为确保工程连续施工，决定对桩基荷载检测采用自平衡检测方法，即在桩基施工前期与设计院、检测中心、监理等单位选定做荷载检测的桩基，在桩基施工后期即可安排桩基荷载检测，检测成果提供时间与桩基工程完工时间基本同步，使得后续工序衔接紧密，节约了时间，大大提高了进度，成本也得到有效控制。

3. 检测结果序号桩径（mm）设计单桩承载力特征值(KN) 柱底向下总位移值（mm）残余沉降值（mm）检测结果数据判断，该4根桩的单桩竖向承载力特征值达到了设计要求，可以进行下道工序的施工。

五、结论通过工程实例的运用，桩基承载力自平衡检测方法是一种技术先进、科学可靠、经济合理、高效实用的检测方法，对促进质量、降低成本、提高进度、保证安全均效果明显，具有传统桩基荷载检测方法无可比拟的优越性，值得推广。

参考文献:[1]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）.[2]《桩承载力自平衡测试技术规程》（DB45/T 564—2009）.注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。