1 自平衡法的基本原理

傳統(tǒng)的基樁靜載試驗(yàn)方法有兩種：堆載法和錨樁法，其存在的主要問(wèn)題：前者必須解決幾百噸甚至上千噸的荷載堆放及運(yùn)輸問(wèn)題；后者必須設(shè)置多根錨樁及反力梁，所需費(fèi)用昂貴，時(shí)間較長(zhǎng)，還有一定危險(xiǎn)性，但對(duì)于水上、坡地等場(chǎng)地復(fù)雜的試樁，傳統(tǒng)靜載法更難以滿足。

針對(duì)上述情況，國(guó)外提出在樁身中預(yù)埋荷載箱的測(cè)試方法，稱之為O-Cel l法，國(guó)內(nèi)稱為自平衡法。自平衡法測(cè)樁是把一種特制的加載裝置—荷載箱，預(yù)先放置在樁身指定位置，將荷載箱的高壓油管和位移桿引到地面。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，其上部樁側(cè)極限摩阻力及自重與下部樁側(cè)極限摩阻力及極限樁端阻力相平衡來(lái)維持加載，從而獲得樁的承載力。其測(cè)試原理見(jiàn)圖1。

圖1 基樁自平衡法靜載試驗(yàn)

2 天津市中心城區(qū)快速路工程(二期)南倉(cāng)道立交橋工程試樁

該工程位于天津市中心城區(qū)快速路南倉(cāng)道，基樁類型為鉆孔灌注樁，見(jiàn)表1。

表1 試樁設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 試樁檢測(cè)進(jìn)場(chǎng)作業(yè)流程

進(jìn)場(chǎng)預(yù)埋荷載箱—下放鋼筋籠—澆筑混凝土—自平衡法靜載試驗(yàn)—靜載試驗(yàn)后對(duì)荷載箱位置進(jìn)行壓漿處理。

2.2 試樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)（自平衡法）

檢測(cè)荷載箱位置位于-60.314m處，地面標(biāo)高3.10 m，樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高-3.80m，樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高-88.80m，單樁豎向抗壓承載力設(shè)計(jì)值為17 288.143 kN，試驗(yàn)最大加載量按設(shè)計(jì)值的2倍考慮，即34 576 kN。

試驗(yàn)采用3組位移數(shù)據(jù)，分別為頂位移（樁頂位移）、上位移（上段樁體位移）和下位移（下段樁體位移）。頂位移、上位移和下位移各2個(gè)測(cè)點(diǎn)，沿樁身對(duì)稱布置，共計(jì)6個(gè)測(cè)點(diǎn)，見(jiàn)表2。

表2 2根試樁位移測(cè)試數(shù)據(jù)

2根試樁加荷至試驗(yàn)最大荷載時(shí)，荷載-位移曲線均呈緩變型，位移-時(shí)間對(duì)數(shù)曲線尾部未出現(xiàn)明顯彎曲。

靜載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明，1號(hào)試樁（18-36）單樁豎向抗壓極限承載力≥35 500 kN，經(jīng)簡(jiǎn)化等效轉(zhuǎn)換，與樁頂荷載對(duì)應(yīng)的樁頂位移為9.68mm；2號(hào)試樁（18-13）單樁豎向抗壓極限承載力≥39 662.5 kN，經(jīng)簡(jiǎn)化等效轉(zhuǎn)換，與樁頂荷載對(duì)應(yīng)的樁頂位移為11.74mm。

3 結(jié)論

自平衡法是針對(duì)特殊場(chǎng)地條件與超大噸位靜載試驗(yàn)的一種探索性的技術(shù)嘗試，是對(duì)傳統(tǒng)靜載試驗(yàn)方法的一種補(bǔ)充。目前在理論與實(shí)踐上還存在一定程度的不足，對(duì)于自平衡法仍有許多問(wèn)題值得深入研究：

1）由于勘察、施工、理論計(jì)算等諸多因素的影響，平衡點(diǎn)難以準(zhǔn)確計(jì)算。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中把荷載箱控制在偏離平衡點(diǎn)多大的范圍內(nèi)，可以達(dá)到工程所需的精度，需要進(jìn)一步探索和研究；

2）由于超長(zhǎng)樁的荷載傳遞機(jī)理還不盡完善，超長(zhǎng)樁采用自平衡試樁法進(jìn)行檢測(cè)還有很多工作要做；

3）探討用小直徑樁模擬大直徑樁進(jìn)行荷載試驗(yàn)，從而有效降低施工成本；

4）埋設(shè)雙層乃至多層荷載箱進(jìn)行檢測(cè)，相關(guān)理論及實(shí)踐研究較少，仍處于探索階段；

5）目前大多數(shù)基樁測(cè)試設(shè)備不能很好的適用于自平衡法，往往頂位移、上位移、下位移各種檢測(cè)數(shù)據(jù)混淆在一起，檢測(cè)結(jié)果不直觀，需要測(cè)試人員后序進(jìn)行甄別和處理，測(cè)試設(shè)備需要進(jìn)一步優(yōu)化。