田清彪

摘 要：結(jié)合北京地鐵某工程對(duì)自平衡樁基檢測(cè)法在蓋挖逆做法車(chē)站中的樁基承載力進(jìn)行測(cè)試，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并與經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，測(cè)試取得較好的工程效果，可在地鐵工程中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自平衡樁基檢測(cè)法 蓋挖逆做 地鐵車(chē)站

中圖分類(lèi)號(hào)：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（b）-0080-02

城市軌道交通線(xiàn)路大部分布置在城市主干道上，對(duì)地面交通影響很大，由此催生出許多施工方法以減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。蓋挖逆做法由于其占用道路時(shí)間短、能盡快恢復(fù)交通、對(duì)周邊環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)，在地鐵車(chē)站建設(shè)中經(jīng)常用到。蓋挖逆做法的中間柱樁基礎(chǔ)頂在基坑底，傳統(tǒng)的堆載法、錨樁法等靜載試驗(yàn)難以實(shí)施，特引入了自平衡法進(jìn)行樁基靜載試驗(yàn)。該法在地鐵工程中應(yīng)用不多，缺乏相關(guān)試驗(yàn)結(jié)論。本文旨在介紹自平衡樁基檢測(cè)法，并詳細(xì)介紹試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，為類(lèi)似工程積累經(jīng)驗(yàn)。

1 檢測(cè)原理

自平衡法的檢測(cè)原理是將一種特制的加載裝置——自平衡荷載箱，在混凝土澆注之前和鋼筋籠一起埋入樁內(nèi)相應(yīng)的位置，將加載箱的加壓管以及所需的其他測(cè)試裝置（位移、應(yīng)變等）從樁體引到地面，然后灌注成樁。由加壓泵在地面向荷載箱加壓加載，荷載箱產(chǎn)生上下兩個(gè)方向的力，并傳遞到樁身。由于樁體自成反力，將得到相當(dāng)于兩個(gè)靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)：荷載箱以上部分獲得反向加載時(shí)上部分樁體的相應(yīng)反應(yīng)系列參數(shù)；荷載箱以下部分獲得正向加載時(shí)下部分樁體的相應(yīng)反應(yīng)參數(shù)。通過(guò)對(duì)加載力與這些參數(shù)（位移、應(yīng)變等）之間關(guān)系的計(jì)算和分析，可以獲得樁基承載力等一系列數(shù)據(jù)。這種方法可以用于為設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，也可用于工程樁承載力的檢驗(yàn)。圖1為試驗(yàn)示意圖。

2 概況

2.1 工程概況

本工程為北京某地鐵車(chē)站，采用蓋挖逆做法施工，試驗(yàn)對(duì)象為中間柱樁基礎(chǔ)，該樁為鉆孔灌注樁，直徑2.0 m，樁長(zhǎng)25 m，根據(jù)勘察資料預(yù)估有效單樁豎向承載力特征值為10800 kN。由于樁的設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94），應(yīng)通過(guò)靜載試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力。由于樁頂標(biāo)高在地面以下18.3 m處，傳統(tǒng)的堆載法及錨樁法難以實(shí)施，固采用自平衡法進(jìn)行靜載試驗(yàn)。

2.2 工程地質(zhì)概況

本工程場(chǎng)地勘探范圍內(nèi)的土層分為人工堆積層（Qml）、第四紀(jì)全新世沖洪基層（Q4al+pl）、第四紀(jì)晚更新世沖洪積層（Q3al+pl）三大類(lèi)，并按地層巖性及其物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)一步細(xì)分，土層自上而下依次為：粉土填土層<1>、雜填土<1-1>、粉土<3>、粉質(zhì)粘土<3-1>、粉細(xì)砂<4-3>、中粗砂<4-4>、圓礫<5>、中粗砂<5-1>、粉質(zhì)粘土<6>、粉土<6-2>、細(xì)中砂<6-3>、圓礫卵石<7>、中粗砂<7-1>、粉細(xì)砂<7-2>、粉土<7-3>、粉質(zhì)粘土<8>、粘土<8-1>、粉土<8-2>、細(xì)砂<8-3>、卵石圓礫<9>、中粗砂<9-1>、粉質(zhì)粘土<10>、粉土<10-2>、粉細(xì)砂<10-3>。中間樁頂主要位于圓礫<5>、粉質(zhì)粘土<6>兩層，樁底位于中粗砂<9-1>層。

3 試驗(yàn)方案介紹

3.1 荷載箱位置確定

荷載箱位于平衡點(diǎn)處，將樁身分為上下兩段，所謂的“平衡點(diǎn)”即上端樁的自重及樁側(cè)摩阻力之和與下段樁的樁側(cè)摩阻力及樁端阻力之和基本相等的位置。根據(jù)試驗(yàn)樁處的鉆孔柱狀圖及土層參數(shù)，可按（式1）確定荷載箱的位置。

（式1）

式中：

u——樁身周長(zhǎng)；

li——樁周第i 層土厚度：

qsik、qpk——分別為樁周第i土層初始極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值、初始極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

βsi、βp——分別為后注漿側(cè)阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)；

Ap——樁端面積；

W——荷載箱上段樁的自重；

γ——荷載箱上段樁側(cè)阻力修正系數(shù)，對(duì)于粘土、粉土γ取0.8，對(duì)于砂土取0.7。

3.2 終止加載條件和相應(yīng)的極限加載值的取值

（1）總位移量大于或等于40 mm，且本級(jí)荷載的位移量大于或等于前一級(jí)荷載的位移量的5倍時(shí)，加載即可終止。取此終止時(shí)荷載小一級(jí)的荷載為極限加載值。（2）總位移量大于或等于40 mm，且本級(jí)荷載加上24 h后未達(dá)穩(wěn)定，加載即可終止。取此終止時(shí)荷載小一級(jí)的荷載為極限加載值。（3）巨粒土、密實(shí)砂類(lèi)土以及堅(jiān)硬的黏質(zhì)土中，總位移量小于40 mm，但荷載已大于或等于設(shè)計(jì)荷載乘以設(shè)計(jì)規(guī)定的安全系數(shù)，加載即可終止。取此時(shí)的荷載為極限加載值。（4）施工過(guò)程中的檢驗(yàn)性試驗(yàn)，一般加載應(yīng)繼續(xù)到樁兩倍的設(shè)計(jì)荷載為止。如果樁的總位移量不超過(guò)40 mm，以及最后一級(jí)加載引起的位移不超過(guò)前一級(jí)加載引起的位移的5倍，則該樁可予以檢驗(yàn)。（5）極限荷載難以確定時(shí)，應(yīng)繪制荷載-位移曲線(xiàn)（Q-S曲線(xiàn)）、位移-時(shí)間曲線(xiàn)（s-t曲線(xiàn)）確定，必要時(shí)還應(yīng)繪制S-lgt曲線(xiàn)、S-lgtQ曲線(xiàn)（單對(duì)數(shù)法）、S-（1-Q/Qmax）曲線(xiàn)（百分率法）等綜合比較，確定比較合理的極限荷載取值。

3.3 承載力的確定

（1）單樁豎向極限承載力

實(shí)測(cè)得到荷載箱上段樁的極限承載力Qu上和荷載箱下段樁的極限承載力Qu下，按照（式2）可得到單樁豎向抗壓極限承載力：

（2）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值

4 試驗(yàn)結(jié)果

兩根試驗(yàn)樁編號(hào)為SZ1、SZ2，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，繪制出SZ1、SZ2的Q-S曲線(xiàn)如圖2、圖3所示。

按照自平衡試驗(yàn)等效轉(zhuǎn)換法，講試驗(yàn)獲得的向上、向下兩條Q-S曲線(xiàn)等效轉(zhuǎn)換為相應(yīng)傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)的一條P-S曲線(xiàn)，以確定樁頂位移。轉(zhuǎn)換法公式如式（6）所示。

（式6）

式中：Qu——基樁承載力；

G——上段樁身自重；

、——樁端阻力、樁側(cè)阻力極限值。

經(jīng)過(guò)等效轉(zhuǎn)換后，SZ1號(hào)試驗(yàn)樁等效荷載為22595 kN，樁頂?shù)刃灰茷?2.60 mm；SZ1號(hào)試驗(yàn)樁等效荷載為23209 kN，樁頂?shù)刃灰茷?6.48 mm。等效轉(zhuǎn)換后的P-S曲線(xiàn)如圖4、圖5所示。

6 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了自平衡法樁基檢測(cè)法在地鐵蓋挖逆做法車(chē)站工程中的應(yīng)用，并介紹了自平衡法樁基檢測(cè)法的原理及數(shù)據(jù)處理方法。由于靜載試驗(yàn)是對(duì)樁基承載力的檢測(cè)，未做破壞性試驗(yàn)，所以未得出樁基的極限承載力，但從靜載試驗(yàn)P-S曲線(xiàn)可推測(cè)出，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)文件要求的樁基承載力特征值10800 kN的前提下，樁基的承載力還有上升的空間。以后類(lèi)似工程樁基的設(shè)計(jì)可參考本工程試驗(yàn)結(jié)果，適當(dāng)減小樁徑或樁長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 基樁靜載試驗(yàn) 自平衡法.（JT/T 738-2009）[S].

[2] 建筑樁基技術(shù)規(guī)范.（JGJ94-2008）[S].endprint

摘 要：結(jié)合北京地鐵某工程對(duì)自平衡樁基檢測(cè)法在蓋挖逆做法車(chē)站中的樁基承載力進(jìn)行測(cè)試，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并與經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，測(cè)試取得較好的工程效果，可在地鐵工程中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自平衡樁基檢測(cè)法 蓋挖逆做 地鐵車(chē)站

中圖分類(lèi)號(hào)：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（b）-0080-02

城市軌道交通線(xiàn)路大部分布置在城市主干道上，對(duì)地面交通影響很大，由此催生出許多施工方法以減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。蓋挖逆做法由于其占用道路時(shí)間短、能盡快恢復(fù)交通、對(duì)周邊環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)，在地鐵車(chē)站建設(shè)中經(jīng)常用到。蓋挖逆做法的中間柱樁基礎(chǔ)頂在基坑底，傳統(tǒng)的堆載法、錨樁法等靜載試驗(yàn)難以實(shí)施，特引入了自平衡法進(jìn)行樁基靜載試驗(yàn)。該法在地鐵工程中應(yīng)用不多，缺乏相關(guān)試驗(yàn)結(jié)論。本文旨在介紹自平衡樁基檢測(cè)法，并詳細(xì)介紹試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，為類(lèi)似工程積累經(jīng)驗(yàn)。

1 檢測(cè)原理

自平衡法的檢測(cè)原理是將一種特制的加載裝置——自平衡荷載箱，在混凝土澆注之前和鋼筋籠一起埋入樁內(nèi)相應(yīng)的位置，將加載箱的加壓管以及所需的其他測(cè)試裝置（位移、應(yīng)變等）從樁體引到地面，然后灌注成樁。由加壓泵在地面向荷載箱加壓加載，荷載箱產(chǎn)生上下兩個(gè)方向的力，并傳遞到樁身。由于樁體自成反力，將得到相當(dāng)于兩個(gè)靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)：荷載箱以上部分獲得反向加載時(shí)上部分樁體的相應(yīng)反應(yīng)系列參數(shù)；荷載箱以下部分獲得正向加載時(shí)下部分樁體的相應(yīng)反應(yīng)參數(shù)。通過(guò)對(duì)加載力與這些參數(shù)（位移、應(yīng)變等）之間關(guān)系的計(jì)算和分析，可以獲得樁基承載力等一系列數(shù)據(jù)。這種方法可以用于為設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，也可用于工程樁承載力的檢驗(yàn)。圖1為試驗(yàn)示意圖。

2 概況

2.1 工程概況

本工程為北京某地鐵車(chē)站，采用蓋挖逆做法施工，試驗(yàn)對(duì)象為中間柱樁基礎(chǔ)，該樁為鉆孔灌注樁，直徑2.0 m，樁長(zhǎng)25 m，根據(jù)勘察資料預(yù)估有效單樁豎向承載力特征值為10800 kN。由于樁的設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94），應(yīng)通過(guò)靜載試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力。由于樁頂標(biāo)高在地面以下18.3 m處，傳統(tǒng)的堆載法及錨樁法難以實(shí)施，固采用自平衡法進(jìn)行靜載試驗(yàn)。

2.2 工程地質(zhì)概況

本工程場(chǎng)地勘探范圍內(nèi)的土層分為人工堆積層（Qml）、第四紀(jì)全新世沖洪基層（Q4al+pl）、第四紀(jì)晚更新世沖洪積層（Q3al+pl）三大類(lèi)，并按地層巖性及其物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)一步細(xì)分，土層自上而下依次為：粉土填土層<1>、雜填土<1-1>、粉土<3>、粉質(zhì)粘土<3-1>、粉細(xì)砂<4-3>、中粗砂<4-4>、圓礫<5>、中粗砂<5-1>、粉質(zhì)粘土<6>、粉土<6-2>、細(xì)中砂<6-3>、圓礫卵石<7>、中粗砂<7-1>、粉細(xì)砂<7-2>、粉土<7-3>、粉質(zhì)粘土<8>、粘土<8-1>、粉土<8-2>、細(xì)砂<8-3>、卵石圓礫<9>、中粗砂<9-1>、粉質(zhì)粘土<10>、粉土<10-2>、粉細(xì)砂<10-3>。中間樁頂主要位于圓礫<5>、粉質(zhì)粘土<6>兩層，樁底位于中粗砂<9-1>層。

3 試驗(yàn)方案介紹

3.1 荷載箱位置確定

荷載箱位于平衡點(diǎn)處，將樁身分為上下兩段，所謂的“平衡點(diǎn)”即上端樁的自重及樁側(cè)摩阻力之和與下段樁的樁側(cè)摩阻力及樁端阻力之和基本相等的位置。根據(jù)試驗(yàn)樁處的鉆孔柱狀圖及土層參數(shù)，可按（式1）確定荷載箱的位置。

（式1）

式中：

u——樁身周長(zhǎng)；

li——樁周第i 層土厚度：

qsik、qpk——分別為樁周第i土層初始極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值、初始極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

βsi、βp——分別為后注漿側(cè)阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)；

Ap——樁端面積；

W——荷載箱上段樁的自重；

γ——荷載箱上段樁側(cè)阻力修正系數(shù)，對(duì)于粘土、粉土γ取0.8，對(duì)于砂土取0.7。

3.2 終止加載條件和相應(yīng)的極限加載值的取值

（1）總位移量大于或等于40 mm，且本級(jí)荷載的位移量大于或等于前一級(jí)荷載的位移量的5倍時(shí)，加載即可終止。取此終止時(shí)荷載小一級(jí)的荷載為極限加載值。（2）總位移量大于或等于40 mm，且本級(jí)荷載加上24 h后未達(dá)穩(wěn)定，加載即可終止。取此終止時(shí)荷載小一級(jí)的荷載為極限加載值。（3）巨粒土、密實(shí)砂類(lèi)土以及堅(jiān)硬的黏質(zhì)土中，總位移量小于40 mm，但荷載已大于或等于設(shè)計(jì)荷載乘以設(shè)計(jì)規(guī)定的安全系數(shù)，加載即可終止。取此時(shí)的荷載為極限加載值。（4）施工過(guò)程中的檢驗(yàn)性試驗(yàn)，一般加載應(yīng)繼續(xù)到樁兩倍的設(shè)計(jì)荷載為止。如果樁的總位移量不超過(guò)40 mm，以及最后一級(jí)加載引起的位移不超過(guò)前一級(jí)加載引起的位移的5倍，則該樁可予以檢驗(yàn)。（5）極限荷載難以確定時(shí)，應(yīng)繪制荷載-位移曲線(xiàn)（Q-S曲線(xiàn)）、位移-時(shí)間曲線(xiàn)（s-t曲線(xiàn)）確定，必要時(shí)還應(yīng)繪制S-lgt曲線(xiàn)、S-lgtQ曲線(xiàn)（單對(duì)數(shù)法）、S-（1-Q/Qmax）曲線(xiàn)（百分率法）等綜合比較，確定比較合理的極限荷載取值。

3.3 承載力的確定

（1）單樁豎向極限承載力

實(shí)測(cè)得到荷載箱上段樁的極限承載力Qu上和荷載箱下段樁的極限承載力Qu下，按照（式2）可得到單樁豎向抗壓極限承載力：

（2）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值

4 試驗(yàn)結(jié)果

兩根試驗(yàn)樁編號(hào)為SZ1、SZ2，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，繪制出SZ1、SZ2的Q-S曲線(xiàn)如圖2、圖3所示。

按照自平衡試驗(yàn)等效轉(zhuǎn)換法，講試驗(yàn)獲得的向上、向下兩條Q-S曲線(xiàn)等效轉(zhuǎn)換為相應(yīng)傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)的一條P-S曲線(xiàn)，以確定樁頂位移。轉(zhuǎn)換法公式如式（6）所示。

（式6）

式中：Qu——基樁承載力；

G——上段樁身自重；

、——樁端阻力、樁側(cè)阻力極限值。

經(jīng)過(guò)等效轉(zhuǎn)換后，SZ1號(hào)試驗(yàn)樁等效荷載為22595 kN，樁頂?shù)刃灰茷?2.60 mm；SZ1號(hào)試驗(yàn)樁等效荷載為23209 kN，樁頂?shù)刃灰茷?6.48 mm。等效轉(zhuǎn)換后的P-S曲線(xiàn)如圖4、圖5所示。

6 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了自平衡法樁基檢測(cè)法在地鐵蓋挖逆做法車(chē)站工程中的應(yīng)用，并介紹了自平衡法樁基檢測(cè)法的原理及數(shù)據(jù)處理方法。由于靜載試驗(yàn)是對(duì)樁基承載力的檢測(cè)，未做破壞性試驗(yàn)，所以未得出樁基的極限承載力，但從靜載試驗(yàn)P-S曲線(xiàn)可推測(cè)出，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)文件要求的樁基承載力特征值10800 kN的前提下，樁基的承載力還有上升的空間。以后類(lèi)似工程樁基的設(shè)計(jì)可參考本工程試驗(yàn)結(jié)果，適當(dāng)減小樁徑或樁長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 基樁靜載試驗(yàn) 自平衡法.（JT/T 738-2009）[S].

[2] 建筑樁基技術(shù)規(guī)范.（JGJ94-2008）[S].endprint

摘 要：結(jié)合北京地鐵某工程對(duì)自平衡樁基檢測(cè)法在蓋挖逆做法車(chē)站中的樁基承載力進(jìn)行測(cè)試，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并與經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，測(cè)試取得較好的工程效果，可在地鐵工程中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自平衡樁基檢測(cè)法 蓋挖逆做 地鐵車(chē)站

中圖分類(lèi)號(hào)：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（b）-0080-02

城市軌道交通線(xiàn)路大部分布置在城市主干道上，對(duì)地面交通影響很大，由此催生出許多施工方法以減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。蓋挖逆做法由于其占用道路時(shí)間短、能盡快恢復(fù)交通、對(duì)周邊環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)，在地鐵車(chē)站建設(shè)中經(jīng)常用到。蓋挖逆做法的中間柱樁基礎(chǔ)頂在基坑底，傳統(tǒng)的堆載法、錨樁法等靜載試驗(yàn)難以實(shí)施，特引入了自平衡法進(jìn)行樁基靜載試驗(yàn)。該法在地鐵工程中應(yīng)用不多，缺乏相關(guān)試驗(yàn)結(jié)論。本文旨在介紹自平衡樁基檢測(cè)法，并詳細(xì)介紹試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，為類(lèi)似工程積累經(jīng)驗(yàn)。

1 檢測(cè)原理

自平衡法的檢測(cè)原理是將一種特制的加載裝置——自平衡荷載箱，在混凝土澆注之前和鋼筋籠一起埋入樁內(nèi)相應(yīng)的位置，將加載箱的加壓管以及所需的其他測(cè)試裝置（位移、應(yīng)變等）從樁體引到地面，然后灌注成樁。由加壓泵在地面向荷載箱加壓加載，荷載箱產(chǎn)生上下兩個(gè)方向的力，并傳遞到樁身。由于樁體自成反力，將得到相當(dāng)于兩個(gè)靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)：荷載箱以上部分獲得反向加載時(shí)上部分樁體的相應(yīng)反應(yīng)系列參數(shù)；荷載箱以下部分獲得正向加載時(shí)下部分樁體的相應(yīng)反應(yīng)參數(shù)。通過(guò)對(duì)加載力與這些參數(shù)（位移、應(yīng)變等）之間關(guān)系的計(jì)算和分析，可以獲得樁基承載力等一系列數(shù)據(jù)。這種方法可以用于為設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，也可用于工程樁承載力的檢驗(yàn)。圖1為試驗(yàn)示意圖。

2 概況

2.1 工程概況

本工程為北京某地鐵車(chē)站，采用蓋挖逆做法施工，試驗(yàn)對(duì)象為中間柱樁基礎(chǔ)，該樁為鉆孔灌注樁，直徑2.0 m，樁長(zhǎng)25 m，根據(jù)勘察資料預(yù)估有效單樁豎向承載力特征值為10800 kN。由于樁的設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94），應(yīng)通過(guò)靜載試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力。由于樁頂標(biāo)高在地面以下18.3 m處，傳統(tǒng)的堆載法及錨樁法難以實(shí)施，固采用自平衡法進(jìn)行靜載試驗(yàn)。

2.2 工程地質(zhì)概況

本工程場(chǎng)地勘探范圍內(nèi)的土層分為人工堆積層（Qml）、第四紀(jì)全新世沖洪基層（Q4al+pl）、第四紀(jì)晚更新世沖洪積層（Q3al+pl）三大類(lèi)，并按地層巖性及其物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)一步細(xì)分，土層自上而下依次為：粉土填土層<1>、雜填土<1-1>、粉土<3>、粉質(zhì)粘土<3-1>、粉細(xì)砂<4-3>、中粗砂<4-4>、圓礫<5>、中粗砂<5-1>、粉質(zhì)粘土<6>、粉土<6-2>、細(xì)中砂<6-3>、圓礫卵石<7>、中粗砂<7-1>、粉細(xì)砂<7-2>、粉土<7-3>、粉質(zhì)粘土<8>、粘土<8-1>、粉土<8-2>、細(xì)砂<8-3>、卵石圓礫<9>、中粗砂<9-1>、粉質(zhì)粘土<10>、粉土<10-2>、粉細(xì)砂<10-3>。中間樁頂主要位于圓礫<5>、粉質(zhì)粘土<6>兩層，樁底位于中粗砂<9-1>層。

3 試驗(yàn)方案介紹

3.1 荷載箱位置確定

荷載箱位于平衡點(diǎn)處，將樁身分為上下兩段，所謂的“平衡點(diǎn)”即上端樁的自重及樁側(cè)摩阻力之和與下段樁的樁側(cè)摩阻力及樁端阻力之和基本相等的位置。根據(jù)試驗(yàn)樁處的鉆孔柱狀圖及土層參數(shù)，可按（式1）確定荷載箱的位置。

（式1）

式中：

u——樁身周長(zhǎng)；

li——樁周第i 層土厚度：

qsik、qpk——分別為樁周第i土層初始極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值、初始極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

βsi、βp——分別為后注漿側(cè)阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)；

Ap——樁端面積；

W——荷載箱上段樁的自重；

γ——荷載箱上段樁側(cè)阻力修正系數(shù)，對(duì)于粘土、粉土γ取0.8，對(duì)于砂土取0.7。

3.2 終止加載條件和相應(yīng)的極限加載值的取值

（1）總位移量大于或等于40 mm，且本級(jí)荷載的位移量大于或等于前一級(jí)荷載的位移量的5倍時(shí)，加載即可終止。取此終止時(shí)荷載小一級(jí)的荷載為極限加載值。（2）總位移量大于或等于40 mm，且本級(jí)荷載加上24 h后未達(dá)穩(wěn)定，加載即可終止。取此終止時(shí)荷載小一級(jí)的荷載為極限加載值。（3）巨粒土、密實(shí)砂類(lèi)土以及堅(jiān)硬的黏質(zhì)土中，總位移量小于40 mm，但荷載已大于或等于設(shè)計(jì)荷載乘以設(shè)計(jì)規(guī)定的安全系數(shù)，加載即可終止。取此時(shí)的荷載為極限加載值。（4）施工過(guò)程中的檢驗(yàn)性試驗(yàn)，一般加載應(yīng)繼續(xù)到樁兩倍的設(shè)計(jì)荷載為止。如果樁的總位移量不超過(guò)40 mm，以及最后一級(jí)加載引起的位移不超過(guò)前一級(jí)加載引起的位移的5倍，則該樁可予以檢驗(yàn)。（5）極限荷載難以確定時(shí)，應(yīng)繪制荷載-位移曲線(xiàn)（Q-S曲線(xiàn)）、位移-時(shí)間曲線(xiàn)（s-t曲線(xiàn)）確定，必要時(shí)還應(yīng)繪制S-lgt曲線(xiàn)、S-lgtQ曲線(xiàn)（單對(duì)數(shù)法）、S-（1-Q/Qmax）曲線(xiàn)（百分率法）等綜合比較，確定比較合理的極限荷載取值。

3.3 承載力的確定

（1）單樁豎向極限承載力

實(shí)測(cè)得到荷載箱上段樁的極限承載力Qu上和荷載箱下段樁的極限承載力Qu下，按照（式2）可得到單樁豎向抗壓極限承載力：

（2）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值

4 試驗(yàn)結(jié)果

兩根試驗(yàn)樁編號(hào)為SZ1、SZ2，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，繪制出SZ1、SZ2的Q-S曲線(xiàn)如圖2、圖3所示。

按照自平衡試驗(yàn)等效轉(zhuǎn)換法，講試驗(yàn)獲得的向上、向下兩條Q-S曲線(xiàn)等效轉(zhuǎn)換為相應(yīng)傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)的一條P-S曲線(xiàn)，以確定樁頂位移。轉(zhuǎn)換法公式如式（6）所示。

（式6）

式中：Qu——基樁承載力；

G——上段樁身自重；

、——樁端阻力、樁側(cè)阻力極限值。

經(jīng)過(guò)等效轉(zhuǎn)換后，SZ1號(hào)試驗(yàn)樁等效荷載為22595 kN，樁頂?shù)刃灰茷?2.60 mm；SZ1號(hào)試驗(yàn)樁等效荷載為23209 kN，樁頂?shù)刃灰茷?6.48 mm。等效轉(zhuǎn)換后的P-S曲線(xiàn)如圖4、圖5所示。

6 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了自平衡法樁基檢測(cè)法在地鐵蓋挖逆做法車(chē)站工程中的應(yīng)用，并介紹了自平衡法樁基檢測(cè)法的原理及數(shù)據(jù)處理方法。由于靜載試驗(yàn)是對(duì)樁基承載力的檢測(cè)，未做破壞性試驗(yàn)，所以未得出樁基的極限承載力，但從靜載試驗(yàn)P-S曲線(xiàn)可推測(cè)出，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)文件要求的樁基承載力特征值10800 kN的前提下，樁基的承載力還有上升的空間。以后類(lèi)似工程樁基的設(shè)計(jì)可參考本工程試驗(yàn)結(jié)果，適當(dāng)減小樁徑或樁長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 基樁靜載試驗(yàn) 自平衡法.（JT/T 738-2009）[S].

[2] 建筑樁基技術(shù)規(guī)范.（JGJ94-2008）[S].endprint