自平衡法试验上段桩荷载-位移曲线的实用解析算法
自平衡法桩基检测解析
自平衡法荷载试验抗压极限承载力的确定 ⑴根据实测荷载箱上、下位移计算确定承载力：
⑵Q-S 曲线确定承载力和等效转换曲线。 通过自平衡法检测可获得的向上、向下两条Q-S 曲线 （S+ 和S- 曲线）。对于陡降型Q-s 曲线，取陡降起始 点对应的荷载。对缓变形Q-S 曲线，按位移值确定极限 值，极限侧阻取对应于向上位移S+=40～60mm 对应的 荷载；极限端阻取S-=40～60mm 对应荷载，或大直径 桩的S-=（0.03～0.06）D（D 为桩端直径，大直径桩取 低值，小直径桩取高值）的对应荷载。如果根据位移随 时间的变化特征确定极限承载力，下段桩取S-lgt 曲线 尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值，上段桩取S-lgt 曲线尾部出现明显向上弯曲的前一级荷载值。
由高压油泵在地面（平台）向荷载箱充油加载，荷载箱 将力传递到桩身，其上部桩极限侧摩阻力及自重与下部 桩极限侧摩阻力及极限端阻力相平衡来维持加载，从而 获得桩的承载力。这种试验方法的最大特点是在桩基自 身内部寻求反力进行加载，不同于传统方法那样借助于 外部反力加载。
囊式荷载箱安装应用实例图片 /hzx/shili.htm 自平衡法测桩技术资料下载 /hzx/dl.htm 自平衡法技术优劣势分析 /hzx/qa_zph.htm
优点： 堆载反力梁装置使用比较广泛，其承重平台搭建简单， 适合于不同荷载量试验，及不配筋或少配筋的桩，可对 工程桩进行随机抽样检测。在千斤顶配合下，该装置可 以将力比较均匀缓慢地施加到桩上，能明显改善电动油 泵加载中的过冲现象，从而使荷载量的大小比较容易控 制。
缺点： 由于开始试验前 ，堆重物的重量由支撑墩传递到地 面，使桩周土受到了一定的影响，有报道称，当荷载大 于20000kN 时，影响深度将达到45m。而且大吨位试验 时，若用袋装砂石或场地土等作为堆重物，由于上部荷 载较大，造成安装时间较长，而且需要进行技术处理， 以防鼓凸倒塌。在广东地区，许多单位使用混凝土预制 块堆重，大大减少了安装时间，但需运输车辆及吊车配 合，试验成本较高；使用水箱配重，试验结束后，由于 要放水，会影响试验场地的整洁。
自平衡试桩结果的解析转换法
“自平衡”法试桩方案
“自平衡”法试桩方案自平衡法试桩是地基处理技术中的一种，它是通过在地基中挖掘试桩，并在试桩上施加一定的荷载来改变地基的应力和变形状态，以达到地基稳定的目的。
本文将介绍自平衡法试桩方案的原理、设计、施工及应用等方面。
一、自平衡法试桩的原理自平衡法试桩是通过在地基中挖掘试桩，从而改变地基应力和变形的分布，并使地基系统趋于自平衡状态。
试桩采用自重和预制一定荷载方式作用于地基，达到改善地基的目的。
二、自平衡法试桩的设计1.确定试桩的位置和尺寸：根据工程要求和地基情况，确定试桩的位置和尺寸。
试桩的位置应合理选择，以充分改善地基的力学性能。
试桩的尺寸应根据地基的承载力和变形要求进行确定。
2.确定试桩的材料和施工工艺：试桩的材料应选用强度高、耐久性好的材料，如混凝土、钢筋等。
施工工艺要符合规范要求，保证试桩质量和工期。
3.确定试桩的荷载和变形要求：根据地基的承载力和变形要求，确定试桩的荷载和变形要求。
试桩的荷载应与地基的承载力相匹配，试桩的变形应控制在允许范围内。
三、自平衡法试桩的施工1.试桩的挖掘：按照设计要求，采用机械设备挖掘试桩。
试桩的挖掘要保持垂直度和水平度，确保试桩的质量。
2.试桩的施工：根据设计要求，采用预制和浇筑的方式进行试桩的施工。
试桩的预制要保持准确度和光洁度，试桩的浇筑要控制混凝土的质量和施工工艺。
3.试桩的荷载施加：试桩的荷载应根据设计要求，采用拉力机或荷载施加装置进行施加。
试桩的荷载要逐步增加，以达到设计要求。
四、自平衡法试桩的应用自平衡法试桩适用于各种地基处理工程，特别适用于软弱土层和不稳定地基的处理。
它可以改善地基的承载力和变形性能，提高地基的稳定性和安全性。
总之，自平衡法试桩是一种有效的地基处理技术，它通过改变地基应力和变形的分布，使地基趋于自平衡状态，提高地基的承载力和变形性能。
在实际工程中，应根据具体情况选择合适的自平衡法试桩方案，确保工程的质量和安全。
基桩静载试验自平衡法
基桩静载试验自平衡法
基桩静载试验是对具体基桩进行试验以获取其承载能力和变形特性的一种方法。
而自平衡法是常用的基桩静载试验方法之一。
自平衡法的基本原理是通过在基桩顶部施加一系列水平荷载，使基桩在不稳定的状态下自行平衡，从而得到基桩的承载能力和变形特性。
这种方法主要适用于垂直承载能力较大的基桩，如钢筋混凝土桩等。
具体的试验步骤如下：
1. 在基桩顶部设置一系列水平荷载（通常是通过液压缸施加），并记录施加的荷载大小。
2. 监测基桩顶部和底部的位移，可以通过应变计、水平闭路测量仪等设备进行测量。
3. 根据基桩的变形特性，可以通过荷载-位移曲线确定基桩的
承载能力。
自平衡法具有操作简单、试验时间短、经济高效等优点，但也存在一些限制，如只适用于垂直承载较大的基桩，对试验条件要求较高等。
因此，在进行基桩静载试验时需要综合考虑具体情况，选择合适的试验方法。
自平衡测试法在桥梁桩基中的应用分析
自平衡测试法在桥梁桩基中的应用分析摘要：自平衡试桩法是接近于竖向抗压（拔）桩的实际工作条件的试验方法。
自平衡测试桩基承载力是基础工程技术的进步，它不受场地的制约，特别是在桥梁桩基检测和水上试桩中较好地解决了传统法试验困难的问题，节省了国家的人力、财力和物力，具有建设节约型社会的意义。
关键词：自平衡测试法；桥梁桩基；应用引言随着承载力的不断提高，采用传统的桩基承载力测试方法在成本、工程量、时间上的耗费也越来越高。
和其他方法相比，自平衡测试方法的优点是节省时间、节约经费，不受试桩场地、吨位的限制，可分别测出桩的桩周摩阻力和端阻力与上下位移间的关系曲线，便于分别考虑这两种承载力，明确两种承载力的发展过程，这对于桩基础的设计是十分重要的。
1自平衡试验法概述自平衡测试法是利用试桩自身反力平衡的原理，在桩端附近或桩身截面处预先埋设单层（或多层）荷载箱，加载时荷载箱以下将产生端阻和侧阻以抵抗向下的位移，同时荷载箱以上将产生向下的侧阻和混凝土桩身自重以抵抗向上的位移，上、下桩段反力大小相等，方向相反，从而达到试桩自身反力平衡加载的目的。
该方法适用范围广、成本低、周期短，可测试注浆前后承载能力变化。
作为试验桩，自平衡试验理论是成立的，采用简化转化法可以简便地测出单桩承载力，采用精确转换法可以测出桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻力、桩身承载力，对于超长桩还可以埋设多个荷载箱分段测试。
自平衡试验法在国内试桩已超过3000根，其与普通堆载或锚桩提供反力的静载试验进行的大量对比表明，两者吻合较好[1]。
目前现有技术条件下大吨位桩基自平衡试验具有如下优点：装置简单，不占用场地，不需要运入成百上千吨堆载物资，不需要笨重的反力架，可同时进行多根桩测试；可清楚地分出侧阻力和端阻力、各自的荷载-位移曲线；试验方便，费用较低，省时间；在试验条件达到基本要求、组合千斤顶和油表率定合格的条件下，与其他静载试验方法相比，目前自平衡试验是比较行之有效的方法，值得推广。
自平衡法检测桩基承载力方法及平衡点选取
4自平衡法检测平衡点选取
4.1例，某桥梁工程桩基，采用钻孔灌注桩，桩身混凝土采用C30水下混凝土，以提高混凝土的密实性与流动度，总桩数共计20根，桩长24m，桩径1.20m，单桩承载能力设计值2400kN，桩顶标高118.343m，桩底标高94.343m。试验桩采用工程桩，桩基静载荷试验完成后，应对荷载箱部位进行注浆加强，确保该处桩身混凝土的强度，试验后试验桩作为工程桩使用。根据不同地质情况以及桥梁跨径，依据相关规范选取有代表性的2个桩基进行桩基荷载试验。现在我们以其中一组作为参考，简要的介绍一下平衡点选取方法。
自平衡法检测桩基承载力方法及平衡点选取
摘要：随着国民经济的高速发展，大直径的桩基础已在建筑领域、交通工程、道路桥梁等得到广泛应用，本文将以桥梁桩基作为对象，阐述静力载荷试验的另一种新的方法-自平衡法，简要介绍它的概述、一般规定、检测原理及平衡点选取。
关键词：自平衡法检测；桩基承载力；原理及平衡点选取
1自平衡法检测概述
桩基础的特点是稳定性好、变形小，是处理软弱地基的一种有效措施，桩基础施工质量关系到工程结构的质量，特别是大直径混凝土钻孔灌注桩的施工，要有极高的质量标准，才能保证桩基工程质量的安全性，基于这种情况，桩基础质量检测成为桩基工程质量检测控制的重要手段，目前常用的桩基检测方法有许多，例如：静力载荷试验、超声波检测、钻孔取芯法、低应变法检测等。
当前，建筑物向高、重、大方向发展，各种大直径、大吨位基桩应用越来越普遍，确定桩基础承载力最可靠的方法是传统静载试验。传统静载试验测试基桩承载力，成果直观、准确可靠，是其他检测方法的比较依据。然而在狭窄场地、基坑底及超大吨位桩等情况下，传统的静载试验受到场地和加载能力等因素的约束无法进行，以至于许多大吨位和特殊场地的桩基础承载力得不到可靠的数据。
自平衡法试验上段桩荷载-位移曲线的实用解析算法
自平衡法试验上段桩荷载-位移曲线的实用解析算法陈龙珠陈欣尧奚笑舟（上海交通大学船建学院安全与防灾工程研究所，上海200030）摘要：自平衡法试验是一种新的基桩静荷载试验方法。
本文采用双折线荷载传递函数，推导了自平衡法试验中上段桩的荷载-位移曲线的解析算式，其中考虑了桩身重力作用的影响，并与工程实测数据进行了初步的比较分析。
本文方法具有一定的可靠性，可为由自平衡法试验数据推算桩侧摩阻力、常规顶压桩的荷载-沉降曲线提供一种理论基础。
关键词：基桩静载试验，自平衡法，荷载-位移曲线，解析算法。
ANALYTICAL EQUATION OF LOADING-SETTLEMENT CURVE FORUPPER PILE SEGMENT UNDER O-CELL PILE TESTING METHODCHEN Longzhu, CHEN Xinyao, XI Xiaozhou(Institute of Engineering Safety and Disaster Prevention, Ocean and Civil Engineering,Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030)Abstract: The O-cell pile testing(OPT) method is a new static load testing method of pile. In this paper, a set of analytical equations of the loading-settlement curve for upper pile segment with OPT were established, in which pile lateral soil was simulated with bilinear load-transfer function, and self-weight of the pile has been taken into account. The result was also compared with history engineering cases. The method mentioned in this paper is quite reliable, it can be used as a theory guide to get the force of friction between pile and soil, and also loading-settlement curve of traditional loading test with OPT data.Key words: static load testing; O-cell pile testing method; loading-settlement curve; analytical solution1 引言自平衡试桩是一种新的基桩静载试验方法。
建筑基桩自平衡静载试验技术规程2017
建筑基桩自平衡静载试验技^规程JGJ/T403-20171总则1.0.1为在建筑基桩自平衡静载试验中做到安全适用、技术先进、数据准确、评价正确，制定本规程。
1.0.2本规程适用于传统静载试验条件受限时的基桩竖向承载力检测和评价。
1.0.3建筑基桩自平衡静载试验除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语和符号2.1术语2.1.1自平衡静载试验 self-balancedstaticloadingtest在桩身中预埋荷载箱，利用桩身自重、桩侧阻力及桩端阻力互相提供反力的试验方法。
2.1.2平衡点 balancedposition基桩上段桩桩身自重及极限桩侧摩阻力之和与下段桩极限桩侧摩阻力及极限桩端阻力之和基本相等的位置。
2.1.3荷载箱 loadcell自平衡静载试验中用于施加荷载的加载装置。
2.1.4等效转换方法 equivalentconversionmethod将自平衡静载试验的荷载箱向上、向下的荷载-位移曲线等效转换为相应传统静载试验的荷载-位移曲线的方法。
2.2符号2.2.1几何参数A——荷载箱的面积；hA——桩身截面面积；pL u——上段桩长度；L——荷载箱埋深；zu——桩身周长。
2.2.2作用与作用效应q——侧摩阻力；sQ——桩端的轴力；bQ——单桩竖向承载力极限值；uQ ——上段桩的极限加载值；uuQ ——中段桩的极限加载值；umQ ——下段桩的极限加载值；uds——桩顶位移；s——荷载箱向上位移；us——荷载箱向下位移。
d2.2.3其他E ——桩身弹性模量；W——荷载箱上部桩的自重与附加重量之和，附加重量包括设计桩顶以上超灌高度的重量、空桩段泥浆或回填砂、土自重；P——荷载箱有效面积比；Y 1——受检桩的抗压摩阻力转换系数；Y ——受检桩的抗拔摩阻力转换系数。
23基本规定3.1一般规定3.1.1自平衡静载试验的检测数量应满足设计要求，不应少于同一条件下桩基分项工程总桩数的1%,且不应少于3根；当总桩数小于50根时，检测数量不应少于2根。
桩基承载力自平衡法检测方案
试验桩自平衡法、声波透射法检测方案1 概述1.1 工程概况为了保证施工的顺利进行和结构的安全可靠，根据国家规范和设计有关文件，对该工程指定的试桩采用静载（自平衡法）进行检测，并对试桩采用声波透射法进行桩身完整性检测。
1.2 试验目的1.确定桩身完整性2.确定单桩竖向抗压极限承载力1.3 试验依据1．《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）2．《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）3．《基桩静载试验自平衡法》（JT /T738-2009）4．《基桩承载力自平衡检测技术规程》（山东省工程建设标准）6. 设计图纸7. 地质报告2地质情况依据勘察报告，、各岩土层相关灌注桩桩基参数建议如下表：层号土层名称fak(kPa)抗拔系数λ钻孔灌注桩后注浆增强系数qsik(kPa)qpk(kPa)βsiβp2 ②粉质粘土120 0.70 45 1.43 ③粘土130 0.70 45 1.44 ④粘土140 0.70 50 1.45 ⑤粉质粘土140 0.70 50 1.4 ⑤1粉土150 0.70 40 1.46 ⑥粉质粘土150 0.70 50 1.4 ⑥1中粗砂160 0.60 45 1.77 ⑦粉质粘土150 0.70 55 1.4 ⑦1粘土160 0.70 60 1.4 ⑦2细砂160 0.60 45 1.6层号土层名称fak(kPa)抗拔系数λ钻孔灌注桩后注浆增强系数qsik(kPa)qpk(kPa)βsiβp8⑧粘土190 0.75 70 1.4 ⑧1粉质粘土170 0.70 65 1.4 ⑧2砾岩260 0.50 130 2.09 ⑨粉质粘土200 0.70 70 1.4 ⑨1粘土220 0.75 75 1.410 ⑩辉长岩残积土220 65 1.411 ⑪全风化辉长岩300 80 1.412⑫强风化辉长岩500 140 1800 1.4 2.0⑫1强风化辉长岩600 160 2200 1.4 2.03桩身完整性检测声波透射法测试原理声波透射法检测仪器设备及现场联接如下图所示。
“自平衡”法试桩方案
自平衡法静载试验方案1.1.1.自平衡技术的原理基桩承载力自平衡法，是通过在桩体内部预先埋设一种特制的加载装置——荷载箱，在混凝土浇注之前和钢筋笼一起埋入桩内相应的位置（具体位置根据试验的不同目的和条件而定），将荷载箱的加压管以及所需的其他测试装置（位移杆及护管、应力计等）从桩体引到地面，然后灌注成桩。
到休止龄期后，由加压泵在地面通过预先埋设的管路，对荷载箱进行加压加载，使得荷载箱产生上、下两个方向的力，并传递到桩身。
由于桩体自成反力，将得到相当于两个静载试验的数据：荷载箱以上部分，获得反向加载时上部桩体的相应反应参数；荷载箱以下部分，获得正向加载时下部桩体的相应反应参数。
通过对加载力与参数（位移、应力等）之间关系的计算和分析，可以获得桩基承载力、桩端承载力、侧摩阻力、摩阻力转换系数等一系列数据。
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-1 荷载箱工作原理示意图基桩承载力自平衡法可以为设计提供数据依据，也可用于工程桩承载力的验证。
1.1.2.自平衡技术的特点在静载检测中采用自平衡法，与传统的静载检测方法（堆载法或锚桩法）相比具有几下几个特点：1）省时：成桩后待土体稳定后（设计规定成桩28天后）即可2检测，正常情况下1-2天能够检测完毕，省去了反力装置搭建时间。
2）安全：数千吨大吨位堆载加载块层层叠放，一旦暴雨、震动、偏心、地基失稳导致反力架倾覆，十分危险，自平衡检测过程更加方便、安全、环保。
3）综合检测成本低：检测桩完全按工程桩制作，不需到达地面，不需制作桩头。
对有地下室的结构，与常规方法相比，缩短了检测桩长度，且检测桩检测后除经下位移管对荷载箱打开面注浆补强，还可以通过油路实现内部腔体注浆补强压浆处理，仍可作工程桩使用。
4）对于水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩、斜桩、嵌岩桩等设置传统堆载平台或锚桩反力架特别困难或措施费用高昂的该法，更显示其优势。
5）目前部分厂家荷载箱由保险公司承担责任保险，消除使用荷载箱的后顾之忧，为检测工作保驾护航；6）钢筋笼连贯技术：此技术确保桩身钢筋笼在试验后仍处于连贯状态，通过预先安装可伸缩的钢结构组件与上下钢筋笼连接，确保桩身钢筋笼在试验后仍处于连贯状态，不仅提供足够的抗剪切力，还提供100%的抗拔力。
自平衡法静载试验在桩基检测中的应用
自平衡法静载试验在桩基检测中的应用1. 引言- 桩基工程的重要性和针对桩基的检测方法的概述- 自平衡法静载试验的介绍和意义2. 自平衡法静载试验的原理- 自平衡法的基本原理和实现方式- 自平衡法静载试验的步骤和注意事项3. 自平衡法静载试验在桩基检测中的应用- 自平衡法静载试验在桩基承载力测定中的应用- 自平衡法静载试验在桩身质量检测中的应用- 自平衡法静载试验在桩身传力机理研究中的应用4. 自平衡法静载试验的优缺点- 自平衡法静载试验相对于其他桩基检测方法的优势和不足- 针对不足之处的改进和优化方向5. 结论- 自平衡法静载试验在桩基检测中的应用前景- 综合比较自平衡法静载试验和其他桩基检测方法的优劣- 未来研究方向和展望引言：桩基工程在建筑、道路、桥梁等工程中扮演着极为重要的作用，因为它能够支撑起整个建筑的重量和承受地下水压力，确保建筑物处于稳定状态。
桩基工程的设计和施工需要严格符合标准，以便确保在不同条件下工程的质量和安全。
为了保证桩基工程的质量，需要利用一系列的非损伤性测试技术来检测基础的承载能力和质量状况。
其中自平衡法静载试验是较为常用的一种。
本文介绍自平衡法静载试验在桩基检测中的应用。
首先，我们将详细介绍自平衡法静载试验的原理和方法，然后概述自平衡法静载试验在桩基检测中的应用；接着，我们将对比一些桩基检测方法的优缺点，并总结自平衡法静载试验在桩基检测中的应用及发展前景。
第二章：自平衡法静载试验的原理自平衡法静载试验是在施加外载荷之后，根据杆件伸长的比率确定杆件应力的一种方法。
自平衡法静载试验包括两个主要部分：施加荷载和测量变形。
在自平衡法中，通过辅助杆使水平台面保持平衡，施加荷载并等待平衡再次形成。
平衡状态下的条件是荷载的反力和支撑力相等。
这意味着当一根被试杆件承受着荷载时，它产生了一定的应变，但其应力尚未达到极限。
这个过程当然是由对被试杆件施加相同的后续荷载来实现的。
测量和记录变形，然后由此计算与被试杆件相关的荷载。
桩基检测方法-自平衡法
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⑵Q-S 曲线确定承载力和等效转换曲线。
通过自平衡法检测可获得的向上、向下两条Q-S 曲线 （S+ 和S- 曲线）。对于陡降型Q-s 曲线，取陡降起始 点对应的荷载。对缓变形Q-S 曲线，按位移值确定极限 值，极限侧阻取对应于向上位移S+=40～60mm 对应的 荷载；极限端阻取S-=40～60mm 对应荷载，或大直径 桩的S-=（0.03～0.06）D（D 为桩端直径，大直径桩取
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缺点： 由于开始试验前，堆重物的重量由支撑墩传递到地 面，使桩周土受到了一定的影响，有报道称，当荷载大 于20000kN 时，影响深度将达到45m。而且大吨位试验 时，若用袋装砂石或场地土等作为堆重物，由于上部荷 载较大，造成安装时间较长，而且需要进行技术处理， 以防鼓凸倒塌。在广东地区，许多单位使用混凝土预制 块堆重，大大减少了安装时间，但需运输车辆及吊车配 合，试验成本较高；使用水箱配重，试验结束后，由于 要放水，会影响试验场地的整洁。
第一类是对工程现场试桩进行静载荷试验和动力检测；
第二类是通过其它手段，分别得出桩端阻力和桩身的侧 阻力后计算求得。基桩检测的主要目的之一是确定单桩 承载力，而单桩竖向静载荷试验是公认的检测单桩竖向 承载力最直观、最可靠的方法。
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静载试验法:该法被认为是目前检测基桩竖向抗压承载力 最直接和最可靠的试验方法。它所获得的Q—s 曲线的 形态由桩侧和桩端土的分布和性质、成桩工艺、桩的形 状尺寸等诸多因素而变化。当其陡降段明显时，可取相 应于陡降段起点的荷载值；对于缓变型曲线则一般取 s=40~60mm 对应的荷载，对于摩擦型灌注桩，取 s=logQ 曲线陡降直线段的起点所对应的荷载值。当曲 线特征不明确时，极限承载力的确定受人为因素的影响 较大。在工程实践中，基准梁和基准桩的问题常会被检 测人员所忽视，容易出现下列问题： ①基准桩打入深度不足，在试验过程中产生位移； ②基准梁长度不符合规范要求； ③基准梁刚度不足，产生较大的挠曲2019-5-24
自平衡法静载试验在基桩中的应用.
加载箱的加压管以及所需的其他测试装置从桩体
引到地面，然后灌注成桩。 （2）荷载箱加压加载：使桩体内部产生加载力，
荷载箱本身的打开面打开后通过位移丝或位移杆
的走位数据以及各层土的检测数据进一步来测定 桩的承载力。
（3）成果：获得每层土层的侧阻系数、桩的侧阻、
桩端承力等一系列数据，这种方法可以用于为设 计提供数据依据，也可用于工程桩承载力的检验。
5.试验后的试桩仍可作为工程桩使用，必要时可利用预埋管对荷载箱进行压力灌浆.
1、自平衡试桩法和传统的静载法最大的区别在于桩的荷载传递机理不同。传统的 静载法荷载作用在桩顶，符合桩实际工作状态，传统静载试验只需从单桩总体上 考虑。自平衡荷载作用在荷载箱处，对单桩承载力需要分为上下两段桩进行考虑。 2、自平衡上段桩的位移方向向上与传统静载试桩侧摩阻力方向相反，随着桩身位
来越松散，当土层刚度较小时在桩顶可能会出现隆起，桩身上部的桩侧摩阻力呈减小的趋势。在桩底加载 点部位，出现径向应力集中土拱，下部土层摩擦力会增大。
传统静载试桩：荷载较小时，所受的荷载由桩侧摩阻力承担，且桩身轴力从桩 顶到桩底逐渐递减。随着荷载的增大，桩侧摩阻力达到极限承载力后，桩端土
层承担全部随后增加的荷载，随着位移的增大，桩端土层进一步压缩变形，从
而使得桩端阻力达到极限值，单桩承载能力迅速减小。 自平衡试桩法：自平衡法上段桩的破坏主要是桩土截面见发生的剪切破坏。由 于桩周土体连同桩身一起发生位移，当位移较大时桩土体作用面发生破坏，桩 顶周围土层出现隆起，试桩失去承载能力。桩身上部土层出现松弛，桩土作用 面的剪应力也会减小，桩身上部的桩侧摩阻力出现衰减。
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自平衡法静载试验技术是将千斤顶放置在桩的底部或下部， 连接施压油管及位移测量装置于桩顶部,待砼养护到标准
桩基自平衡检测方法
桩基自平衡检测方法
桩基自平衡检测方法是在施工过程中将按桩承载力参数要求定型制作的荷载箱置于桩身底部，连接施压油管及位移测量装置于桩顶部，待砼养护到标准龄期后，通过顶部高压油泵给底部荷载箱施压，得出桩端承载力及桩侧总摩阻力。
自平衡法是一种基于在桩基内部寻求加载反力的静荷载试验方法。
其适用范围为黏性土、粉土、砂石岩层中的钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉管灌注桩、水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩、斜桩、嵌岩桩、抗拔桩等。
1。
关于桩基检测中自平衡法静载试验的应用分析 黄润娟
关于桩基检测中自平衡法静载试验的应用分析黄润娟摘要：当前检测单位和相关工程检测管理人员必须以项目基本情况和桩基检测理论为基础，优化配置和整合桩基检测工程的人、财、物，进而合理科学控制自平衡法静载试验在桩基检测应用中的常见问题，并从根本上提升桩基检测中的自平衡法静载试验应用措施。
关键词：桩基检测；自平衡法；静载试验；应用分析一、引言现阶段桩基检测存在较为繁复的管理程序，并且包括多方面的内容，必须在整个项目中管理工程检测质量、安全、进度等内容。
实施桩基检测工程，其中最为重要的是自平衡法静载试验的应用，并且只有通过现场检测试验才能保证稳定有效开展项目的桩基检测应用。
桩基检测管理必须更新技术，提高技术管理的水平，以便有效开展桩基检测工程项目的实施，并且在具体的检测过程中引进最新的先进技术。
笔者首先对自平衡法静载试验的应用原理进行了深入研究和分析，并从加载箱安装、试验过程、试验注意事项、数据处理和分析等方面，对自平衡法静载试验在桩基检测中的应用进行了探讨。
二、桩基检测中自平衡法静载试验的应用原理“自平衡”就是让自身处于平衡的状态，能够将反力表现出来，因此，也被称作“自反力静载荷试验法”。
其中最重要的就是将桩身沿竖向的平衡点找出来，通常而言在平衡点上放置加载箱，经过计算可得出平衡点所处的位置，通常在桩端上部某点上，结合具体情况不同有些项目也会放置于非平衡点。
在开始试验过程中，沿着竖直方向加载平衡点位置周围的加载箱，在受到千斤顶的作用下，加载箱上下部分桩体分别向上和向下移动，形成相对位移，加载箱上部的桩附近土形成向下的摩阻力，而加载箱下部桩周土形成向上的摩阻力，并且由于受到不断加大的荷载的影响形成桩端阻力。
进行加载时，加载箱上部与下部的侧阻力和端阻力分别是不平衡的状态，利用有关位移传感器，将桩侧上拔力和桩身向上位移曲线、桩端阻力和桩身向下位移曲线，按照测试的结果和有关要求，全面评估桩身侧阻力与端阻力。
自平衡法桩基静载荷试验比传统的堆载法、锚桩法更具有优势，主要表现在工程施工时间不长、试验风险较小和成本低廉。
桩基承载力自平衡法检测方案
试验桩自平衡法、声波透射法检测方案1 概述1.1 工程概况为了保证施工的顺利进行和结构的安全可靠，根据国家规范和设计有关文件，对该工程指定的试桩采用静载（自平衡法）进行检测，并对试桩采用声波透射法进行桩身完整性检测。
1.2 试验目的1.确定桩身完整性2.确定单桩竖向抗压极限承载力1.3 试验依据1．《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）2．《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）3．《基桩静载试验自平衡法》（JT /T738-2009）4．《基桩承载力自平衡检测技术规程》（山东省工程建设标准）6. 设计图纸7. 地质报告2地质情况依据勘察报告，、各岩土层相关灌注桩桩基参数建议如下表：层号土层名称fak(kPa)抗拔系数λ钻孔灌注桩后注浆增强系数qsik(kPa)qpk(kPa)βsiβp2 ②粉质粘土120 0.70 45 1.43 ③粘土130 0.70 45 1.44 ④粘土140 0.70 50 1.45 ⑤粉质粘土140 0.70 50 1.4⑤1粉土150 0.70 40 1.46 ⑥粉质粘土150 0.70 50 1.4 ⑥1中粗砂160 0.60 45 1.7层号土层名称fak (kPa)抗拔系数λ 钻孔灌注桩 后注浆增强系数 qsik (kPa) qpk (kPa) βsi βp 7⑦粉质粘土150 0.70 55 1.4 ⑦1粘 土 160 0.70 60 1.4 ⑦2细 砂 160 0.60 45 1.6 8⑧粘 土190 0.75 70 1.4 ⑧1粉质粘土 170 0.70 65 1.4 ⑧2砾 岩 260 0.50 130 2.0 9 ⑨粉质粘土200 0.70 70 1.4 ⑨1粘 土 220 0.75 75 1.4 10 ⑩辉长岩残积土 220 65 1.4 11 ⑪全风化辉长岩 300 80 1.4 12 ⑫强风化辉长岩 500 140 1800 1.4 2.0 ⑫1强风化辉长岩60016022001.42.03桩身完整性检测声波透射法测试原理声波透射法检测仪器设备及现场联接如下图所示。
工程桩试桩自平衡法检测方案
资质证号：计量认证号：地基基础工程检测方案工程名称：委托单位：工程地点：检测方法：静载（自平衡法）、超声波透射法、低应变法桩基检测有限公司2019年月目录1 概述 (3)1.1 工程概况 (3)1.2 试验目的 (3)1.3 试验依据 (3)2地质情况 (4)2.1 地层描述及物理性能参数 (4)2.2 柱状图 (4)3 检测方法 (4)3.1静载（自平衡法） (4)3.1.1方法特点 (4)3.1.2 检测原理 (4)3.1.3 检测桩施工要求 (5)3.1.4 检测前期室内工作安排 (6)3.1.5 测试规程 (6)3.1.6 测试步骤、架基准梁 (7)3.1.6 检测数据的分析、整理 (8)3.1.7试桩图 (8)3.2桩身完整性检测 (10)3.2.1 声波透射法 (10)3.2.2 低应变法 (10)4 质量保证体系 (11)4.1 人员质保体系 (11)4.2 设备质保体系 (12)5 进度安排及报告提供的内容 (12)5.1进度安排 (12)5.2报告提供内容 (12)6工程桩静载试验后的压浆措施 (12)附表一 (14)工程实例（部分） (14)试桩工程基桩检测方案编制：审核：1 概述1.1 工程概况工程情况简介××××××××××××。
为了保证施工的顺利进行和结构的安全可靠，提供桩基础设计和施工实施科学的依据，根据国家规范和设计院有关文件，采用静载（自平衡法）、声波透射法、低应变法对该工程进行检测。
检测项目包括：×××××××。
静载基桩参数表表1.1编组试桩位置桩身直径(mm)桩长(m)桩底标高(m)桩顶标高(m)设计要求最大加载值（kN）参考钻孔备注桩身完整性检测参数表表1.2项目名称数量桩身直径(mm) 桩长(m) 备注1.2 试验目的(1)验证钻孔灌注桩的单桩极限承载力；(2)获得分级加载与卸载条件下对应的荷载—变形曲线，测定桩基沉降；(3)检测钻孔灌注桩的桩身完整性。
桩基自平衡检测法
桩基自平衡检测法自平衡法与传统的堆载法和锚桩法不同,该技术是在施工过程中将按桩承载力参数要求定型制作的荷载箱置于桩身底部,连接施压油管及位移测量装置于桩顶部,待砼养护到标准龄期后,通过顶部高压油泵给底部荷载箱施压,得出桩端承载力及桩侧总摩阻力。
1.检测原理根据现有可查证的档案记录，目前被国内冠之以”自平衡法“之名的桩内预埋加载设备进行桩基承载特性检测的方法，最早于1960年代有以色列AfarVasela公司提出并实施。
根据专利资料，该法被称为”一种新的承载力测试方法“，俗称为“通莫静载法”。
其检测原理是将一种特制的加载装置—荷载箱，在混凝土浇筑之前和钢筋笼一起埋入桩内相应的位置，将加载箱的加压管以及所需的其他测试装置从桩体引到地面，然后灌注成桩。
有加压泵在地面像荷载箱加压加载，使得桩体内部产生加载力，通过对加载力与这些参数之间的关系的计算和分析，我们不仅可以获得桩基承载力，而且可以获得每层土层的侧阻系数、桩的侧阻、桩端承力等一系列数据，这种方法可以用于为设计提供数据依据，也可用于工程桩承载力的检验。
2.预埋设备荷载箱—顾名思义在进行桩基检测的前期需根据桩的具体吨位、桩基、孔深等一些列数据提前指定相应的适合试验的荷载箱，并且在桩进行灌注混凝土的前期将荷载箱和钢筋笼焊接在一起，最后一起埋入桩内的相应位置最后灌注混凝土；导流结构—在灌注混凝土的过程中（特别是水下灌注的情况下）,由于荷载箱置于桩体内部,会对混凝土的流通起到一定阻挡作用，容易在荷载箱部位形成薄弱层，影响成桩质量和检测结果。
通莫荷载箱采用了两项措施完美地解决了这个问题:首先,在加压体的表面,预浇注高强度混凝土,保证荷载箱加压面与混凝土体的无空隙结合.其次,在荷载箱体下部（大直径桩的情况下，也在上部）安置锥形导流体，在混凝土通过荷载箱层面时，能对流体起到顺利的引导作用；的荷载箱会打开并将桩体拉断。
在不存在横向承载破坏隐患的情况下（常规桩深情况下，可以不用考虑这种隐患），荷载箱断面需要进行试验后补强，并且补强的结果必须使该截面的承载能力不小于该位置桩体所需传递的最大设计承载力（通常是50%）。
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自平衡法试验上段桩荷载-位移曲线的实用解析算法陈龙珠陈欣尧奚笑舟（上海交通大学船建学院安全与防灾工程研究所，上海200030）摘要：自平衡法试验是一种新的基桩静荷载试验方法。
本文采用双折线荷载传递函数，推导了自平衡法试验中上段桩的荷载-位移曲线的解析算式，其中考虑了桩身重力作用的影响，并与工程实测数据进行了初步的比较分析。
本文方法具有一定的可靠性，可为由自平衡法试验数据推算桩侧摩阻力、常规顶压桩的荷载-沉降曲线提供一种理论基础。
关键词：基桩静载试验，自平衡法，荷载-位移曲线，解析算法。
ANALYTICAL EQUATION OF LOADING-SETTLEMENT CURVE FORUPPER PILE SEGMENT UNDER O-CELL PILE TESTING METHODCHEN Longzhu, CHEN Xinyao, XI Xiaozhou(Institute of Engineering Safety and Disaster Prevention, Ocean and Civil Engineering,Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030)Abstract: The O-cell pile testing(OPT) method is a new static load testing method of pile. In this paper, a set of analytical equations of the loading-settlement curve for upper pile segment with OPT were established, in which pile lateral soil was simulated with bilinear load-transfer function, and self-weight of the pile has been taken into account. The result was also compared with history engineering cases. The method mentioned in this paper is quite reliable, it can be used as a theory guide to get the force of friction between pile and soil, and also loading-settlement curve of traditional loading test with OPT data.Key words: static load testing; O-cell pile testing method; loading-settlement curve; analytical solution1 引言自平衡试桩是一种新的基桩静载试验方法。
试验前，在桩端或桩身某合适的截面处预先埋设专用荷载箱。
试验时，通过荷载箱对其上、下段桩身施加荷载，使上段桩身逐渐上抬并激发出桩侧摩阻力，同时下段桩受力下沉并使桩侧摩阻力、桩端阻力得以逐步发挥，从而达到试桩自身反力平衡加载的目的。
随着荷载箱出力的不断增加，上、下段桩的位移不断增大，直到两者之一或同时出现破坏现象，试验终止。
图1 自平衡法试桩加载示意图及典型试验曲线Fig.1 Sketch of OPT loading and typical testing curve自平衡试桩的主要装置是特殊设计的液压千斤顶式荷载箱，内由一个或多个千斤顶并联而成，并按不同的桩型、截面尺寸和荷载大小设计制作。
荷载箱主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成，并连有油压管、位移棒伸出桩顶，以便加载和测量荷载箱顶、底板的向上、向下位移。
通过试验加载过程中位移和压力的唯一对应关系，可获得上、下段桩的位移-荷载曲线（如图1），再对此按一定的理论转换方法换算成常规顶压桩的荷载-沉降曲线，并由此或直接由其它简化公式确定基桩的抗压极限承载力。
由自平衡法试验数据推算常规顶压桩的荷载-沉降关系曲线，目前国内外已有的方法主要有三种[1]：按向上、向下位移相等的原则转换，按向上、向下荷载相等的原则转换，荷载传递法（也称精确转换法）。
在这三种方法中，最后一种涉及到测量桩侧摩阻力分布和桩端力，包含了更多的桩-土系统特性的信息。
荷载传递法通常是将桩划分成若干个弹性段，土对每段桩的作用以荷载传递函数来模拟，再由静力平衡和弹性力学理论可导出桩身受力与变形关系的基本微分方程。
荷载传递法概念简单，只要确定了桩侧和桩端的荷载传递函数及其参数，在经过较为简单的计算后便可得到单桩的荷载-沉降关系曲线，因而得到广泛的应用。
在实际应用中，可以根据已有的实测资料，将桩-土荷载传递函数近似取为双曲线函数﹑指数函数﹑幂函数或若干种函数的组合。
国内外实测资料表明，双曲线函数通常能较好描述软土地区桩-土间的荷载传递特性。
但由于直接采用双曲线函数求解微分方程困难，人们对此又做了一些简化处理，如陈龙珠[2]等将桩侧土和桩端土的荷载传递函数取为双折线硬化模型。
蒋益平[3]等借鉴文献[2]求解顶压桩荷载-沉降曲线的计算方法，采用荷载传递法，推导得到自平衡法试桩荷载-位移曲线的一组解析解，其中对桩侧土、桩端土分别采用双折线和三折线模型。
文献[3]在上段桩的计算公式推导中忽略了桩身重力作用，但在计算得到的荷载上又加上了上段桩的自重。
在上段桩的侧摩阻力由下而上未充分发挥前，由此方法来反映桩身自重的影响值得商榷。
对于自平衡法试桩，由于下段桩的荷载-沉降曲线的计算方法与常规顶压桩的基本相同[2]，本文不再赘述。
对上段桩，本文拟以双折线模型，由荷载传递法推导出考虑桩身重力作用的荷载-位移曲线的解析算式，为由实测数据推算桩侧摩阻力、顶压桩的荷载-沉降曲线等提供理论基础。
2 上段桩荷载-位移曲线解析算法的公式推导2.1 基本微分方程对自平衡法试验中的上段桩，根据静力平衡（图2）和桩身材料的变形特性，可以得到桩身轴力Q 、重力G 、周长U 、位移W 和侧摩阻力s q 之间的关系，即桩身微段的基本微分方程：gAW Uq zz Q s ρ--=)(d )(d (1)式中，A 为桩截面面积，ρ为桩的质量密度，g 为重力加速度。
由桩身线弹性应力-应变关系，得A E z Q zW p )(d d =- (2)对式(2)两端关于z 求导，得zz Q AE zW p d )(d 1d d 22-= (3)将式(1)代入式(3)得pp s E gAE W Uq zW ρ+=)(d d 22(4)式中，桩-土荷载传递函数)(W q s 采用如图3所示的、斜率分别为21λλ、的双折线模型。
图2 桩微段受力模式图图3 桩-土间的双折线荷载传递函数Fig.2 Force model of pile segment Fig.3 Bilinear load-transfer function between pile and soil 2.2 解析解的推导为推导自平衡法试验上段桩荷载-位移曲线的解析解，本文假定桩身为等直截面线弹性杆，桩侧为单层均质地基土。
对上段桩来说，当自平衡法试验加载较小时，桩侧土处于弹性阶段（对应于图3中的初始直线段）；随着荷载的加大，桩侧土自荷载箱向上逐渐进入塑性状态（对应于图3中的第二直线段）；随着荷载的进一步加大，桩侧土将全部进入塑性状态。
在求解过程中，当桩侧土局部进入塑性状态时，由于荷载传递函数表达式不同，应分别列出塑性区和弹性区的基本微分方程，并根据两者在分界面上的力和位移连续条件来求解。
在图4中，记R为桩侧土进入塑性区的长度，其中0=R对应于桩侧土尚全部处于弹性状态。
为方便起见，上段桩的坐标以其底端（加载点）为原点，向上为正（图4）。
上段桩的长度为上L，向上的加载、位移分别为上P、上S。
另外，再定义下文公式中出现的两种量（1,2i=）：,ii i ipULE Aλαβα==上。
图4 上段桩由下而上逐步进入塑性状态Fig.4 The upper pile segment turned into plastic state from the bottom（1）上段桩侧土局部进入塑性状态（上LR≤≤0）在Rz≤≤0区段，桩侧土进入了塑性状态；在上LzR≤≤区段，桩侧土仍处于弹性状态。
将相应的桩-土荷载传递函数分别代入基本微分方程式（4），得出两段各自的控制方程：2111211222122d [()],(0R )d d ,(R L )d m m p pp pW UgS W S z zE A E W U g W z z E A E ρλλρλ⎫=+-+≤≤⎪⎪⎬⎪=+≤≤⎪⎭上 (5) 边界条件：210d 0d Z L Z W z W S ==⎫=⎪⎬⎪=⎭上上 (6) 连续性条件：12121d d d d Z R Z R m Z R Z R W W z z W W S ====⎫=⎪⎬⎪==⎭(7) 解微分方程得211221222111122221111122112211g()ch[()]()sh[()]()ch[()]()sh[()]m m p p m p m m p p p gS z R b S z R E E gW m S E ggS z R b S z R E E gW E ρρααααααρααρραααααραα⎫+--+-⎪⎪=--⎪⎪⎬⎪+--+-⎪=-⎪⎪⎭(8)式中，222221ααα-=m ，)(th 111R b αβα-=。
所以，加载点向上的位移和荷载分别可表示为：212221112221222112221112c h ()s h ()()d sh ()ch ()()()d m m Z p p p p m Z R b R gg S W S m S E E G W R b R P E A E A S zααααρρααααααααβα==⎫+==+--⎪⎪⎬+⎪=-=+⎪⎭上上上 (9) 式中G gAL ρ=上上为上段桩的自重，它对P 上的影响一般是要折减的。
对式（9）取0=R ，1,m S S =上则得11121th ()p m p gP E A S E ραβα=+上将上式中1m S 取为上S ，可得出当桩侧土全部处于弹性状态时加载点的位移和荷载间的关系式：11111211th th ()(th )p p p gP E A S E A S G E βραβαβαβ=+=+上上上上 (10)由式（10）可见，上P -上S 线性关系的斜率为11th βαA E p 。