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摘要：針對某地鐵工程B、C標(biāo)段實(shí)際情況，對其大直徑深樁基試驗(yàn)檢測過程中自平衡檢測技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)行深入分析，得出自平衡檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，技術(shù)合理可行的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：自平衡檢測；大直徑深樁基

自平衡檢測屬靜力試樁范疇，近年來在很多國家得以廣泛應(yīng)用，具有設(shè)備簡單、場地限制小、物料投入少、施工效率塊等優(yōu)勢，在復(fù)雜條件下的樁基試驗(yàn)檢測中十分適用。

1工程概況

某地鐵工程B、C標(biāo)段屬地面高架段，總長6km左右。其下部結(jié)構(gòu)為鉆孔摩擦樁，不僅數(shù)量較大，而且樁身長。尤其是工程標(biāo)志性建筑，其主塔基礎(chǔ)為65m長，直徑為1800mm的樁基，受力情況復(fù)雜。為切實(shí)滿足承載力方面的要求，項(xiàng)目建設(shè)單位與設(shè)計(jì)單位通過試樁對樁基的承載力進(jìn)行驗(yàn)證，以此確定最佳的樁長，最終為設(shè)計(jì)提供可靠參考依據(jù)。

2自平衡檢測

2.1檢測原理

自平衡檢測是豎向抗壓樁具體工作情況相近的檢測技術(shù)。其裝置為荷載箱，按樁基種類、尺寸、荷載等為依據(jù)進(jìn)行制作。樁身指定位置安裝荷載箱，在試驗(yàn)檢測過程中在地面實(shí)施加壓，伴隨壓力不斷增大，箱體將產(chǎn)生分離，通過樁身加載，對樁側(cè)與樁端的摩阻力進(jìn)行調(diào)整，到處于極限狀態(tài)為止。在荷載箱當(dāng)中，壓力使用壓力表進(jìn)行測定，而位移則用位移計(jì)進(jìn)行測定。得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，繪制荷載與位移的關(guān)系曲線，進(jìn)一步推斷出樁頂荷載和位移的關(guān)系曲線，以此確定極限承載力[1]。

2.2檢測裝置

2.2.1加載裝置采用有效行程為15cm的環(huán)形荷載箱，其加壓值可以達(dá)到60MPa，配置高壓油泵，加壓單位為0.4MPa。

2.2.2位移傳感器在樁基布置位移傳感器，其量程不能低于50mm，采用磁性表座將其與基準(zhǔn)鋼梁連接、固定，傳感器共布置8只。其中3只對向上位移進(jìn)行量測，3只對向下位移進(jìn)行量測，另外2只對樁頂?shù)南蛏衔灰七M(jìn)行量測。荷載箱上板和下板之間應(yīng)設(shè)置位移計(jì)，對兩者的相對變位進(jìn)行測量。

2.2.3應(yīng)力量測樁身的軸力用應(yīng)變計(jì)進(jìn)行量測，主要設(shè)置在巖土分界處，以對稱的形式在樁身上布置4個，取其平均值。此外，樁端還應(yīng)設(shè)置壓力計(jì)，用于量測樁端的實(shí)際反力。

2.3檢測方法

在檢測過程中，將荷載箱埋設(shè)到樁中，和鋼筋籠連接后設(shè)在平衡點(diǎn)處，同時將位移棒與油管同時引出至地面。在樁頂采用油泵給荷載箱持續(xù)充油，向荷載箱的內(nèi)腔不斷施加壓力，使荷載箱的頂、底部分離，分別產(chǎn)生上、下推力，調(diào)動樁側(cè)、樁端摩阻力予以維持加載[2]。

2.4荷載傳遞

在自平衡檢測開始以后，荷載將在樁身軸線上傳遞。樁受到荷載后，未發(fā)生斷裂、離析與破損，則混凝土應(yīng)變將與鋼筋應(yīng)變相等，采用預(yù)先設(shè)置在莊重的應(yīng)變計(jì)，則能測得不同荷載條件下的應(yīng)變，確定不同荷載條件下各樁截面的軸力、摩阻力及其與荷載、深度之間的關(guān)系，即傳遞規(guī)律。

2.5檢測步驟

2.5.1加載以較慢的速度持續(xù)加載。①成樁至試驗(yàn)間隙時間：樁身實(shí)際強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)規(guī)定應(yīng)達(dá)到15d以上；②因試樁噸位相對較大，所以每級加載取極限承載力的1/15，第一級為極限承載力的2/15，卸載的每級荷載按1/3控制；③在每級加載以后，每5min、15min、30min、45min、60min分別測量、讀取一次，之后即可按照30min的時間間隔進(jìn)行測讀。傳感器與計(jì)算機(jī)直接相連，由計(jì)算機(jī)對測讀進(jìn)行控制，并顯示出相應(yīng)的關(guān)系曲線[3]。

2.5.2終止加載的條件（1）當(dāng)實(shí)際位移量不少于40mm，且該級荷載對應(yīng)的下沉量不少于之前一級荷載實(shí)際下沉量5倍時，停止加載。將停止加載時的前一級荷載作為樁基的極限荷載。（2）當(dāng)實(shí)際位移量不少于40mm，且該級荷載施加后在24h內(nèi)保持穩(wěn)定時，停止加載。將停止加載時的前一級荷載作為樁基的極限荷載。（3）當(dāng)實(shí)際位移量在40mm以內(nèi)，且荷載值不小于設(shè)計(jì)值與安全系數(shù)的乘積時，停止加載，將該級荷載作為樁基的極限荷載。

2.5.3卸載（1）在卸載時，必須分級進(jìn)行，一般分成五級。在卸完一級荷載后，應(yīng)對樁頂實(shí)際回彈量進(jìn)行檢測，具體的觀測方法和沉降觀測完全相同。在回彈量趨于穩(wěn)定后，對下一級荷載進(jìn)行卸除。（2）在卸載至無荷載后，應(yīng)在最開始的0.5h以內(nèi)，按15min的時間間隔進(jìn)行觀測。

2.6檢測結(jié)果

本工程所選3處試樁的參數(shù)為：①1#試樁：樁徑為1.8m，采用C25混凝土，樁長為65m，預(yù)計(jì)加載值為33200kN，樁底和荷載箱之間的距離為22.0m，以粉質(zhì)黏土層為持力層；②2#試樁：樁徑為1.0m，采用C25混凝土，樁長為35m，預(yù)計(jì)加載值為9000kN，樁底和荷載箱之間的距離為14.5m，以粉細(xì)砂層為持力層；③3#試樁：樁徑為1.2m，采用C25混凝土，樁長為35m，預(yù)計(jì)加載值為10000kN，樁底和荷載箱之間的距離為14.74m，以粉土層為持力層[4]。試樁檢測基本情況為：①1#試樁：混凝土強(qiáng)度、彈性模量分別為32.7MPa和3.21×10.4MPa，終止加載級數(shù)與加載值分別為16級、18700kN；②2#試樁：混凝土強(qiáng)度、彈性模量分別為35.1MPa和2.97×10.4MPa，終止加載級數(shù)與加載值分別為18級、5320kN；③3#試樁：混凝土強(qiáng)度、彈性模量分別為26.1MPa和2.16×10.4MPa，終止加載級數(shù)與加載值分別為19級、6530kN[5]。

3結(jié)束語

綜上所述，自平衡檢測為合理可行且經(jīng)濟(jì)有效的檢測技術(shù)，在大直徑、深樁基中尤為適用，相較于傳統(tǒng)檢測方法，既省時、省力，又經(jīng)濟(jì)、可靠，檢測結(jié)果滿足精度要求。本工程通過對自平衡檢測的合理應(yīng)用，取得理想成效，為設(shè)計(jì)方案的選定提供了必要的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉炳才.自平衡法在超大直徑超深工程樁檢測中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（5）：206~207.

[2]劉曰偉，劉金亭，李勇.自平衡測試技術(shù)在大直徑嵌巖樁工程中的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量•建筑與發(fā)展，2013（10）：20~21.

[3]魏亮，陳飛.自平衡法在大直徑大噸位樁基檢測中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2014（12）：21~22.

[4]劉國強(qiáng)，王亞堃，胡德功，等.青島海灣大橋大直徑深嵌巖樁承載特性試驗(yàn)分析[J].路基工程，2011（6）：73~76.

[5]龔成中，何春林，戴國亮.大直徑深嵌巖樁的承載特性與樁長設(shè)計(jì)研究[J].路基工程，2011（2）：14~16.

[6]何春林，龔成中.大直徑深嵌巖樁兩種原位試驗(yàn)方法對比分析[J].公路，2012（12）：7~11.

作者：朱皓 單位：廣西壯族自治區(qū)建筑工程質(zhì)量檢測中心