自平衡深层平板载荷技术在岩土检测中的运用

李钦斌

(广西桂商实业投资有限公司， 广西南宁 530004)

自平衡深层平板载荷技术在岩土检测中的运用

李钦斌

(广西桂商实业投资有限公司， 广西南宁 530004)

为验证自平衡试桩法在工程实践中的有效性，通过在某一合格桩基的现场试验，采用加载泵站、荷载箱以及油管作为加载系统、简易可靠的数据传感装置，通过人工记录进行数据录入。根据Q-s曲线和s-lgt曲线走势和形态，结合单桩承载力和沉降量，得出桩基承载在设计范围内，最终表明该试验方法具有一定的工程实践性。

自平衡试桩法；桩基；载荷；岩土检测

0 前 言

自平衡法相比一般的静载荷试验，技术较先进，设计更加合理，所检测得数据更接近实际动态，是近年来新使用的单桩承载测试手段，在基桩检测中正逐步得到推广和应用。如何在基桩测试工程中结合自平衡法的理论进行合理的设计，使基桩的数据更可靠，和基桩的实际承载更相一致，需要进行合理的试验进行论证。本文介绍了在某地基项目中使用的自平衡法平板载荷试验的检测试验，验证其在实际运用的可靠和实用性。

1 试验原理及方法

本次载荷试验的原理是通过桩基内部加载反力间接作用于桩基底部平板，进而检测得桩基底部的承载力。试验针对冲孔灌注桩，将载荷箱设置于桩基底部，荷载箱垂直度不能大于自然竖直方向5°，以600 mm的刚性钢筋混凝土作为垫层放置于桩端底部，强度等级大于桩身，实验原理见图1。

试验样件不能因为在加载过程出现应力集中而被破坏，在形状上应设计成缓冲浑圆状，并适当的增大基座和垫层的强度。

图1 试验原理

1.1 试验装置

(1)试验加载系统包括荷载箱以及油管、加载泵站。本试验采用CIED囊式专业荷载箱。

(2)数据采集。试验由3个人进行记录，分别记录油压、荷载箱下部位移、桩顶位移等，所得数据录入电子表格，并进行数据分析。

(3)数据传感装置。桩基的位移值通过精确度为0.01 mm的百分表测量。

1.2 试验加/卸载方法

试验加载可逐级进行，慢速加载，等加载趋于稳定后再经行下一级加载，一直到加载量最大值或到桩基破坏。

试验的卸载也是通过逐级卸载进行，每级的卸载值为最大载荷量的1/10，第一级可分两次进行。

1.3 终止加载条件

当出现以下任何一种情况时，则停止加载。

(1)载荷所产生的位移量是上一级位移量的5倍。如果位移的上下波动起伏量＜40 mm且位移值相对稳定，应增大载荷直至大于40 mm。

(2)载荷所产生的位移量是上一级位移量的2倍以上，相对稳定标准在24 h后仍没有形成。

(3)载荷量和沉降量的相对变化相对平缓时，位移量可通过加载调整为60～80 mm。

1.4 承载力对于单个基桩最值

在记录桩基上段的载荷极限值Qu上和桩基下接触面的载荷和极限值Qu下后，按单桩竖向抗压极限承载力的公式(见式(1))计算。

式中:Qu——单根桩基竖直方向抗压极限承载力；

W上——上段桩桩身自重；

Wp——有效堆载重量。

λ——桩侧抗拔—抗压阻力比，粘性土、粉土、碎石土取0.8，砂土取0.7；Qpk——Qpk＝ψp×Qu下×(Ap/A)；

A——桩基接触面承压底板面积；

Ap——桩底面积；

ψp——大直径桩端阻力尺寸效应系数。

如果单桩的承载端为大直径且带扩底，其承载力的抗压极限值Qu＝Qpk。

单根桩竖直方向抗压极限承载力值的统计可通过以下计算:

(1)当测试桩的统计数量超过3根，且平均值的30%大于所测得承载力的极差，单桩的竖直方向的极限抗压承载值等于平均值。

(2)测桩的统计数量仍如上，平均值的30%＜极差，即可对过大的极差进行分析，根据相应的工程综合实际条件，适当的加大测桩的统计量。

(3)当测桩的统计数量＜3时，或基桩承载台的统计数量≤3时，可以就低取值。

(4)对于需要取单根桩基的承载特征值时，可取相应统计值的50%。

2 自平衡载试验结果

试验结果各点的单桩竖向抗压静载试验数据结果见表1，单桩竖向抗压静载试验Q-s曲线见图2，s-lgt曲线见图3。

表1 单桩竖向抗压静载试验数据

图2Q－s曲线

从试验结果可见，所测试验反映出来的Q-s曲线没有出现折拐点，可以认为Q和s两个值的的变化均平缓，属缓变型，稳定性较好；同样的，通过试验桩试验数据表现出来的s-lgt曲线在相应试验条件下变化也都较平缓。当基桩加载值增大，达到设计单桩在竖直方向上的抗压极限承载力特征值的2倍时，各试验点的沉降量均小于40 mm，故各试验桩单桩在竖直方向上的抗压极限承载力实测值均大于设计承载力的2倍。