自平衡法在大直径桩基检测中的运用初析

2020-11-26王明

建材发展导向 2020年15期

王明

（安徽省建设工程测试研究院有限责任公司，安徽合肥 230000）

桩基在工程建设中占据70%的比例。而通过运用自平衡法对大直径桩基进行检测，既能增强桩基稳定性，又能提升安全性，保证大直径桩基在工程发展阶段体现出真正的支撑作用。与常规检测法相比，自平衡法不易受场地空间的影响而出现检测结果不精准等问题。所以，相关人员需意识到自平衡法的重要性。

1 自平衡法的检测原理与特点

1.1 原理

自平衡法在实际应用过程中主要是借助荷载箱获取所需信息。它是将其与钢筋笼在混凝土浇筑环节一同放入基础桩中，然后利用加压管将测试装置从中引入到地面上，并经过灌注处理形成桩体。当对桩基进行加压时会产生加载力，此时通过科学的计算可得出准确度较高的桩基承载力、土层侧阻系数等数据，并以此作为工程建设依据，对桩基承载极限进行确定，从而达到高效精准检测的目的。

1.2 特点

自平衡法相比其它桩基检测法，它具有空间小、影响小、易操作、成本低等优势，故而在桩基检测工作中拥有广泛的应用空间。通常情况下，自平衡法具有以下特点：

其一，可靠性较强。它在桩基检测阶段，在荷载箱的辅助下只需利用低于20MPa的较小压力就能获得较大加载力，促使桩基检测结果更加可靠。其二，准确性高。自平衡法在桩基检测工作中可利用荷载箱位移变化情况反映出桩体移动区间。为了增强准确性，应在原有基础上确定测量点的位置，进而得出更精确的位移变化值。其三，提升桩体质量。自平衡法在优化荷载箱之后可降低断层的发生率，确保自平衡法能够为桩基质量的提升带来保障。其四，自平衡法中所应用的荷载箱质量较轻，且易于工作人员操作，并且所投入的检测成本也较低。因此，自平衡法在桩基检测中具有一定的应用价值［1］。

2 自平衡法在大直径桩基检测中的运用策略

2.1 合理设计试验桩

要想保证自平衡法在大直径桩基检测中发挥出真正的作用，就应在正式操作前设计试验桩，以此判断自平衡法是否适应于大直径桩基检测工作。以某桩基础工程为例，它所建设的钻孔灌注桩直径为2m，且辅助桩基础直径为1.8m。在施工现场中的桩基施工土层分别包括杂填土、粘土、淤泥、细砂、鹅卵石等物质，为了测试在此工程中自平衡法是否适用，专门设置了试验桩。首先，它以长60m到95m、直径1.8m的钻孔灌注桩作为试验桩，并保证桩身底部到达鹅卵石土层；其次，通过科学的计算得出单桩承载力在19980KN到53164KN范围内；最后，通过桩基本身的浇筑与桩身的插入情况判断桩身质量是否符合施工标准。

2.2 规范桩基检测步骤

大直径桩一般是指直径超过2m的钻孔灌注桩，在对大直径桩基加以检测时应进一步规范检测步骤，以免影响检测效果。其中在加载部分，是指将荷载箱联合钢筋笼放入到基础桩时，通过持续加载的方式获取桩体的承载力。当测量位移变化值时，发现数值≥40mm且下沉量明显超过5倍的前一级荷载下沉量时应立即终止加载操作，又或者当荷载值≥安全系数与初期设计值的乘积时，也应终止加载。

2.3 明确桩基平衡点

在大直径桩基检测中运用自平衡法时还需明确平衡点，以此保证所得到的检测结果具有一定的可信度。

比如在一个以直径1m、长为52m左右的大直径钻孔灌注桩为主要桩基结构，其它桩长为39m的工程中。首先应将最大加载力确定在1.2倍的桩体极限承载力范围内，然后在施工初期按照应用的施工技术及工程条件确定平衡点。最后结合荷载箱的具体位置及所受摩擦力、灌注桩摩擦力、桩体重量等参数计算出平衡点的具体数值。平衡点计算公式如下：

抗压承载力最大值=（荷载箱上端桩体所承受的最大加载值-荷载箱上端桩体重量） ×荷载箱上端桩体侧阻力系数+荷载箱下端桩体最大加载值，经过上述计算后可总结出平衡点的具体位置，据此得出桩基检测结果，为桩基础工程的建设提供重要依据［2］。

2.4 优选桩基试验方法

自平衡法可以刚好弥补以往静载试验法中无法对大直径桩基进行检测的不足之处。其中堆载法是在桩基顶部利用承重装置堆积重物，然后对桩身施加压力，最后可从桩身下沉状况判断桩基稳定性。相比于自平衡法，在加载方向与加载位置上都有所不同。比如常规方法会将桩基进行分段，而自平衡法是直接将荷载箱一同插入到基础桩里，为了防止开放的荷载箱受到沉渣影响而导致检测结果不准确，目前常将荷载箱设计成封闭式，以便荷载箱在反馈桩基位移量时能够实现最小化误差。至于加载方向方面，自平衡法与常规试验法加载方向基本一致，只是自平衡法所形成的反力方向来源于桩体内部，而常规方法反力方向来自外部。对此，自平衡法在大直径桩基检测中确实具有较强的实用价值，故而相关人员在判断桩基质量时应结合实际工况选择适合的检测方法。