自平衡试桩法在基桩检测中的应用
自平衡试桩法在桩基承载力测试中的应用
6科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N2008N O .03SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N工业技术自平衡试桩法在桩基承载力测试中的应用韩剑飞（安徽省水利科学研究院安徽蚌埠市233000）摘要:水利部淮河水利委员会淮河防汛调度楼的基础建设中，采用自平衡试桩法对钻孔灌注桩进行了测试，并与同一场地的传统测试结果进行对比分析，实践证明自平衡试桩法适用于钻孔灌注桩承载力的测试。
关键词:自平衡试桩法承载力钻孔灌注桩测试中图分类号：TV12文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2008)01(c )-0046-021前言随着高层建筑的兴建，自平衡试桩法是最近几年用于桩基承载力检测的新型方法，实践证明这是一种可靠、经济、适用性强的桩基承载力测试技术。
安徽省建筑工程质量监督检测站将该法应用于钻孔灌注桩，并获得成功。
本文介绍了该法在钻孔灌注桩测试情况以及与传统测试结果的对比分析。
2概况淮河防汛调度楼为框架-剪力墙结构七层～十五层，基础采用钻孔灌注桩。
为确定钻孔灌注桩的竖向承载力，在该场地布置四根桩进行了静载荷试验。
其中的1#、2#试桩采用了自平衡试桩法进行测试。
另两根试桩采用传统的拉锚法的静载荷测试技术。
3测试原理及工艺自平衡试桩法是接近于竖向抗压桩实际工作条件的试验方法，其加载设备采用荷载箱。
试验时，从桩顶通过高压油管对荷载箱内腔施加压力，箱顶与顶底被推开，产生向上与向下的推力，从而调动桩周土的侧阻力与端阻力，直至破坏。
将桩侧土摩阻力与桩端阻力迭加而得到单桩抗压极限承载力。
荷载箱埋设在平衡点处，使上、下段桩的承载力相等以维持加载。
其加载系统图见图1。
4测试规程4.1加载采用荷载箱，试桩的位移量量测采用电子百分表。
每桩4只表，两只测荷载箱向下位移，两只测荷载箱向上位移。
经应变仪与电脑相联，由电脑控制量测并在电脑屏幕上直接显示（Q ～S ）曲线和（S ～l g T ）曲线和（S ～I g Q ）曲线。
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。
自平衡试桩法在大桥桩基检测中的应用
２ 测试 目的
工 程试桩将 为桩基 设计 参数 的确 定提供 最 直接
的依据 。
内无 较大震 动 ， 工可 照常进 行 ， 施 使试 验费 用大大 降
低。
１ ）验证 单桩极 限承载 力是否满 足设 计要求 。
２ ）验证灌 注桩施 工工 艺 的可行 性 ， 为桩 基施 工
该方 法 已经 在 全 国多 座 大桥 上应 用 ， 括润 扬 包
长 江大桥 、 杭州 湾跨 海 大 桥 、 苏通 大 桥 等 ， 大加 载 最 吨位 达 １ ０ ， 大桩 径 ２ ８ｍ， 大桩 长 １０ｍ， ２００ｔ最 ． 最 １ 解 决 了许 多传统 的静 载试验方 法无 法解决 的超 大吨 位及 上 山 、 中 、 水 深基 坑 内等 复杂 场地条件 下 的试 桩
问题 。
设备 的选择 和施工工 艺 的改 进提供 重要 依据 。
３ 自平 衡 试 桩 法
桩基静 载 试验 自平衡 测 试技 术 ， 一种 全新 的 是 桩基 静载试 验方法 ， 法 是把 一 种 特制 的加 载装 置 该
— —
桩 基 自平衡 试 验 开始 前 先进 行超 声 波检 测 ， 以 检 测桩 身完整 性 。桩基 自平 衡试 验 开 始后 ， 载 箱 荷
表 １ 土层摩 阻力
４ 测 试 仪 器 设 备
４ １ 加载设 备 ．
试 桩 采用 一 个环 行 荷 载箱 ， 加 载 的率定 曲线 其 由计 量部 门标 定 ， 项 目 １＃ 试 桩 荷 载 箱 埋 设 位 本 ２墩 置为 一 ２ｍ， ６ 距桩 底 ２ ． Ｉ 高压 油泵 最 大压 力 值 ９５１。 Ｔ
“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。
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。
自平衡试桩法在桩基工程中的应用分析
０ 引 言
１８ ９ ４年 ， 国西 北大 学教 授 Ｏ ｔｒｅｇ研 制成 功 了桩 端加 载 美 ｓ ｂｒ ｅ 试验方 法 （ 即国内所说 的自平衡试桩法 ） 该方法 是将荷 载箱与钢 ，
筋笼焊 接成 一体放 人桩 体 ， 用油 泵 向荷载 箱加 压 ， 上半 部分 桩 载箱的埋设位置 。 使
自平衡试桩法在桩 基工程 中的应用分析
郭 宇 李 均 山 韩 武 娟
摘 要 ： 据 自平衡试桩 法在 钻孔灌注桩 中的实测 经验 ， 根 分析 了 自平衡试桩 法的基本 原理 ， 总结 了荷栽 箱埋设位 置的确
定和试桩具体操 作方法 ， 以期 规 范 自平 衡 试 验 方 法 、 自平衡 试 桩 的 顺 利进 行 提 供 保证 、 进 自平 衡 试 验技 术 的推 广应 用 。 为 促
第３ ８卷 第 １ 期 ２０１２ 年 １月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮⅪ ＡＲＣＨⅡ ＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． １３８ Ｎｏ． １
Ｊｎ ２ １ ａ． ０ ２・５ ・ ３ 文章编 号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ２ ０ —０ ３０ １０ －８ ５ ２ １ ） １０ ５ —２
［ ］ 邓 国专． ６ 型钢 混凝 土结构粘 结滑移 性能 试验研 究与 基本 理 论分析 ［ ． Ｄ］ 西安 ： 西安建筑科技 大学硕 士学位论 文 ，０ ４ ２ ０
Ｓ ｕｄ ｎ ｔ ｈｏ ｉ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆａ ｃ ｒ ｔ ｙ ｏ ｈｅ ｓ ｒｎｇ ｔｃ ｏ ｏ ｙ ｏ ｎ ｈｏ
荷 载箱 中的压力 可用 压力 表测得 ， 荷载 箱 的向 上、 向下位 移 可用位 移传感器测 得。 因此 ， 可根 据读数 绘 出相应 的 “ 向上 的力 与位移 图” “ 及 向下 的力与位 移 图” 根据 向上、 ， 向下 Ｑ —ｓ曲线判
浅谈自平衡法荷载试验在基桩检测中的应用
检测存 在运 输 吊装难 和安 全隐 患 ， 因此建 设各 方 确定采
２自平衡 法荷载试验的一些基本原理及
计 鼻 万 法
２ 平衡法荷载试验的原理 ． １自
自平 衡 法 在 国外 上 世 纪 ８ ０年 代 中期 已经 研 究应
我 ０年代 中期起 开 始实用 性 的应用 。 过 多年 通 大 直径 混凝 土 灌 注 桩 ， 其承 载 力 取值 较 高 ， 一般 检 测 机 用 ， 国从 ９ 目前 在交通 桥梁 和码 头 工程 领域 的 使用 较 构 的试验 设备 能力 无法 满足设 计要 求 。 型地 下室逆 作 的科研 应用 ， 大 经 逐 法工 程和 房屋 建筑 桩基 托换 工程 ， 由于现场 试验 空 问条 为广 泛 ， 过 不断 的 实 践累 积 ， 步 从科 研 转变 为工 程 的检测 的 常规应用 ， 分行业 和地 区 已经 制定 了相 关 的 部 件 的 限制 ， 无法 实施竖 向抗压 静 载力试 验 。近 年逐 步 也 自平衡 试桩 法 的基 本 原理是 接近 于竖 向抗 压 发展 和 推 广 的 自平 衡 法荷 载 试验 具 有 检测 承 载力 大 和 检测规 程 。 拔） 首先把 一种 特制 的 不需 要外 部加 载 反力 的特 点， 适用 于传 统静 载试 验难 以 （ 桩 的实际工 作条件 的试 验方 法 。 并逐渐 减 小 。 从测试 结 果看 ， 沉 降量 为 ２ ０ ｍ 。沉 降值均 未 均超 出设 计 允许 值 或警 各轴 力 的增加 也得 到控制 ， ．３ｍ 各轴 力最 终均 未超 出设计值 。 置沉 降观 测 点 ３ 布 ０个 ， 在 戒值 。 基坑 施 工过 程 中， 降变 化 较 小 ， 降值 均 未 均超 出设 沉 沉 计 允许值 或警 戒值 。从各 测 点总体 变化 趋势 看 ， 基坑 一 般在 开挖 数天 后至支 撑未 架设 前测 点变 形较 大 ， 坑 开 基 挖 到底及 垫层 与底 板浇注 后各 测 点变 形速 率逐 渐 收敛 ， 底 板浇筑 完 毕后 ， 部分 测点 趋于 稳定 。整个 基坑 监测 大 过 程 中，各项 数据 稳定 ，基坑 一直 处 于安全状 况 下 。 ●
自平衡检测法在桩基检测中的运用分析
３ 、 数据 采 集 系统 输道路进行特别的铺设， 节省了场地平整和道路铺设的高额费用。 项 目的 数据 采集 ， 采用 电脑读 数 的方式 。记 录 内容 包括 ： 油压 ， 荷 载 箱上 （ ４ ） 能做大吨位试验 自平衡优势之一在于能做大吨位的试验， 通常大吨 荷载箱下部位移等 。 位 堆载 法 上 面 的配 重 过重 过 高 ， 对堆 载 下 面 的场 地 要 求 很 高 ， 场 地 局 部沉 降 部位移 ， ４ 、 数据 传感 装 置 过大会引起堆载配重的倾斜直接对试验人员生命构成威胁 ， 因此一般堆载极 ａ ） 位移传感器 ： 传统的位移棒作为位移测量 的装置 ， 安装要求高 ， 安装效 限 也是 做 到 １ ８ ０ ０ — ２ ０ ０ ０ 吨。 自平衡 则 由 于不用 在 桩上 堆 载 配重 ， 不 受 场地 影 响 特别是不适应长桩的检测。 此次项 目采用位移丝外套护管的方式 ， 以简 可以做上很大吨位 。目前国内试验单桩最大承载力高达２ ０ ０ ０ ０ 吨 ，最大桩径 率低 ， ２ ． ８ ｍ， 最 大桩 长 １ ２ ５ ｍ。
一
、
自平衡 试验 原理
自平衡 法 也 称为 通莫 静 载法 （ Ｔ — ｐ ｉ ｌ ｅ ￣） 。 其 试 验原 理 是将 一 种特 制 的加 载装 置一 通 莫荷 载 箱＠，在 混凝 土 浇注 之
前和钢笳笼一起埋入桩内相应的位置（ 具体位置根据试验的不 同目的而定 ） ， 将加载箱的加压管 以及所需的其他测试装置 （ 位移 、 应变等 ） 从桩体引到地 面 。 ｃ １ 先 进 的位移 传 感器 固定结 构 的 面， 然后灌注成桩。 由加压泵在地面向荷载箱加压加载 ， 荷载箱产生上下两个 在原理上保证了位移测 方向的力 ， 并传递 到桩身。 由于桩体 自成反力， 我们将得到相 当于两个静载检 设计和安装 ， 测 的 数据 ： 荷 载箱 以上部 分 ， 我 们 获得 反 向加 载 时上 部 分 桩 体 的相 应 反 应 系 量值 只 受桩 体 位 移 和 基 准 梁 运 动 的 如右图） 列参数 ； 荷载箱以下部分， 我们获得正向加载时下部分桩体的相应反应参数。 影响 。 （ 通过对加载力与这些参数（ 位移、 应变等 ） 之间关系的计算和分析 ， 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 。
自平衡测试技术在铁路工程桩验收检测中的应用
应采用自平衡测试法检测铁路抗压和抗拔桩，可以省去 传统堆载法的配重、起吊等工序，并可以同时测试多根桩， 节省工期。
该项目自平衡检测结果表明，各种桩型均满足设计要 求，并有较大安全储备。与普通桩型相比，扩径桩可以有效 增加抗压桩的桩端端阻力和抗拔桩的桩侧摩阻力。通过专家 组分析该项目 103 根自平衡检测数据，论证自平衡法检测基 桩承载力在确保注浆效果满足要求后，可广泛应用于工程桩 验收检测。
参考文献 [1] 龚维明，戴国亮 . 桩承载力自平衡测试技术研究与应用 ： 第2版 [M]. 北京 ：中国建筑工业出版社，2016 ：2-7. [2] 中国铁道科学研究院集团有限公司 .TB 10218—2019铁路工 程基桩检测技术规程 [S]. 北京 ：中国铁道出版社，2019 ：2-77. [3] 兰昌志，邓清元 . 自平衡法桩基检测技术在公共建筑中的 应用 [J]. 四川建材，2022，48（12）：29-31.
该项目的检测任务量大且工期要求紧，在基坑开挖后 测试部分桩型，施工季节是雨季，为缩短基底暴露时间， 降低检测对施工的干扰，因此要加快检测进度，同时减少
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工程技术
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数据采集 系统
基准梁
位移传感器
加载系统 油管
传感器 应变仪
位移杆
应变计
护管
荷载箱
P 荷载箱 P
桩号
ZH-1-N18 ZH-2-N354 ZH-3-N50
桩型
灌注桩 灌注桩 灌注桩
砼等级
C45 C45 C45
注：p为压力。 图 1 自平衡测试系统示意图
自平衡法承载力试验在桩基检测中的应用
３ ４ ８ ０ ０×２ ７ ９ ６ ０ ０ ×２
４ ６０ ０ ０×２ ８ １ ０ ８ ０ ０×２
１ ０ （ 卸载 ） ９６ ０ ０×２ １ ３ （ 卸载 ）
１ １ （ 卸载 ） ７ ２ ０ ０×２ １ ４ （ 卸载）
验时 ， 也可 以采 用快 速维荷法 ， 即每 小时 进行 １ 次 加载 ， 以便
３ ． １ ． ２ 地层 岩性
桥址区在勘探深度范 围内出露 的地层主要为 ： 第 四系全新统 （ Ｑ ４ ｅ ｌ ＋ ｄ １ ） 残坡积层及下伏古生界志留系韩家店群（ Ｓ ２ ＋ ３ ｓ ｈ ） 泥岩 。 ３ ． ２ 试 桩 基 本 参 数 试桩数量为 １ 根， 位于某大桥 ３ ＃桥墩 。３ ＃试桩基本情况 ： 桩 型为人工挖孔灌 注桩 ， 桩径 ２ ２ ０ ０ ｍ ｍ， 桩长 ２ ２ ． ３ ｍ， 荷载箱位置距 桩底 ５ ． ０ ｍ， 加载方法采用慢速维持荷载法。 ３ ． ３ 试验情况简述 ３ ． ３ ． １ 加 卸 载 分级
自平衡法是大 吨位 、超大 吨位基桩承载力检测 中常用 的静 载试验方法 ，其检测设备 的核心构件是一个与地面油泵通过 油 管相 连的可用 于加 载的专用荷载箱 。荷载箱在实验过程 中发挥 着类似于千斤顶的作用 ， 将油泵传递 过来 的压力作用于桩身 。 试 验开始后 ， 通过地面上 的油泵对荷载箱进行加压 ， 荷 载箱 受压 后 同时向上 、 向下产生位移使得桩侧摩阻力和桩端阻力发挥作用 ， 根据 提前设计好 的荷载箱率定 曲线将测量结 果换算成荷 载 ， 即
２ ． １ 试 验 第 四系松散地层 分布广泛 ， 局部厚度 较 大； 小里程端山坡略陡 ， 第 四系松散地层局部 分布且厚度较小 ， 所 跨沟谷较 狭窄 ， 桥址地面标 高介于 ４ ４ ０ ． １ ４～５ ３ ２ ． ４ ８ ｍ之 间 ， 相 对 高差约 ９ ２ ． ３ ４ ｍ， 地形起伏较大 。 桥址 区地貌单元属侵蚀构造中低 山区斜坡及山间沟谷 。
自平衡法静载试验在大管径桩基检测中的应用
1932019·7摘要：自平衡测试技术是目前在桥梁工程中使用较多的一种桩基检测技术，不仅操作简单、安全，而且检测结果可靠性高。
本文首先对自平衡测试技术在国内外各大桥梁工程中的实际应用情况进行分析，进而探讨自平衡测试技术的具体应用对策，包括自平衡测试加载设备的应用、自平衡检测技术适用条件、桩基检测过程和注意事项等。
关键词：自平衡测试技术；桥梁桩基；检测方法引言自平衡法作为一种近似的静载试验，是地基支座反力和反力桩法一项选择。
该法通过桩自身阻力做反力，可以避免庞大的反力装置，装置简单，省时省力，并且可以节约大量费用，能在有限的空间内较好地开展试验检测工作。
一、自平衡测试技术在国内外桥梁工程桩基检测中的应用情况（一）国外应用情况自平衡检测技术在国外的研究和应用起步较早，最早由日本相关领域专家提出，从20世纪80年代以后，逐渐被推广到世界各地，并在工程应用过程中取得了良好效果。
典型的案例有美国麻省波士顿附近的铁路大桥工程，其桥墩基桩采用钢管桩，并采用水上打桩方法。
对其进行测试的目的是判断粉质黏土层提供的测摩擦阻力能否满足工程要求，采用自平衡检测法得出单位侧阻力为29kN/m 2；还有佛罗里达州的公路大桥工程，采用船上打桩方式，需要穿越粉土层和黏土层，让桩基嵌入到石灰岩内。
该工程同时采用堆载法、锚桩法、自平衡测试技术进行检测，得到的试验结果相互吻合，证明自平衡测试技术的检测结果较为可靠。
后来在加拿大、新加坡等国家的桥梁工程中，自平衡测试技术也得到了较多的应用。
（二）国内应用情况自平衡检测技术是20世纪90年代引入我国的，清华大学教授李广信引进这种方法后，经过多位博士、硕士的研究和试验，于1996年开始正式在工程中得到应用。
后来制定的江苏省地方标准，为这种检测技术的推广奠定了基础，并成功获得两项国家专利。
在国内应用比较典型的例子有润扬长江大桥，作为江苏省公路主骨架，该工程采用自平衡测试技术对6根钻孔灌注桩进行检测，较为准确地得出试桩承载力测值，并绘制出自平衡测试曲线，为工程施工提供参考。
自平衡法在桥梁基桩检测中的应用及有限元模拟
本文结合湖南某高架桥基桩 自平衡测试工程实 例， 详 细介 绍 自平衡 试验 法 的基 本工 作原 理 、 测试 方 法 以及 数据 分析 处 理 方 式 ， 采 用 有 限元 软 件 模 拟 了
自平 衡 加 载及桩 顶 加 载 两 种 模 式 ， 对 比分 析 了实 测
值 与理 论 并 且 通 过 有 限元 软 件 对 其 进 行 了 数 值 模
面作为 刚性 “目标 面 ” ， 采用 Ｔ Ａ Ｒ Ｇ Ｅ １ ７ ０单 元 模 拟 ； 土体表 面作 为柔性 “ 接触面” ， 采用 Ｃ Ｏ Ｎ Ｔ Ａ１ ７ ３单元
模 拟 Ｊ ０ 。
式 中： Ｑ ｚ 为 荷 载 箱 向下 荷 载 ， ｋ Ｎ； 可直 接测定 ； Ｑ 为 对 应上 段桩 Ｑ 一 ｓ 曲线 中位 移 绝对 值 等 于 ｓ 时
式进行 了数值模拟分析 ， 得到 了相关的技术参数 ， 验证 了基桩质量 ， 可为该地 区类似基桩设计
提 供 参考 。结果表 明 ： 在桩 基 静栽 试验 中 ， 自平衡 测试 法是 一种 有效 、 方便 的测 试方 法 ， 测 试结 果 可靠 ， 相 关计算 转换 方 法准 确 ， 工程 效果 良好 ， 可 以在 类 似 工程 中推 广使 用 。
自平衡 法在 桥 梁 基 桩 检 测 中 的应 用 及 有 限元 模 拟
周 羰
４ １ ０ ０ ０ ８ ） （ 湖南省交通规划勘察设计院 ，湖南 长沙
摘
要： 采 用 自平衡 试 验 方法 ， 结合 湖 南某 高架桥基 桩 工程 ， 进行 了桩 基承 载 力现 场检 测
试 验 。在 对 测试数 据进 行 整理 和 分析 的基 础上 ， 采 用有 限元 对 自平衡 测 试及 桩顶 加 载 两种 方
自平衡检测法在桩基施工中的应用
自平衡检测法在桩基施工中的应用摘要：自平衡法是一种在桩端附近安设荷载箱，然后沿桩身方向加载，同时测得荷载箱上下、部桩身各自承载力的静载试验方法。
自平衡法的主要装置是一种经特别设计可用于加载的荷载箱。
荷载箱主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成，顶、底盖的外径略小于桩身外径，其上布置位移棒测量向上、向下变形。
将荷载箱与钢筋笼焊接成一体后，即可浇捣成桩。
进行自平衡测试时，通过在地面上的油泵加压，荷载箱将同时向上、向下发生变位，促使桩侧阻力及桩端阻力的发挥。
本文就自平衡法在建筑试验桩检验中的应用作简单阐述。
关键词：自平衡法试验桩检测基本原理Applicationofself-balancedetectionmethodinplateauarea BoZhangLingPanXing-BangGan （ChinaSouthwestConstructionEighthEngineeringpision.corp.ltd，chengdu，610051）1前言采用堆载法、锚桩法等传统方法进行桩基承载力测试时，受到了试桩吨位和场地条件的限制。
当试桩的竖向抗压承载力达到千吨以上时，采用锚桩法、堆载法测试就很困难。
对水上、坡地、基坑底、狭窄场地以及斜桩进行承载力测试，传统静载法也是难以实现的。
2工程概况拉萨贡嘎机场航站区改扩建工程新建航站楼桩基础工程试验桩基共有9根，直径均为0.8m，桩长有13m、26m两种形式，承载方式为端承桩，成桩后采用桩底后注浆法消除沉渣。
由于3根26m水平抗压试桩荷载需求为11000KN，需购置1100吨物料且占用场地极大、极不方便。
因此贡嘎桩基项目在试桩检测前，项目技术人员结合以往施工经验，利用自平衡技术，对试桩基桩承载力测试进行创新，形成自平衡试验桩检测技术。
3工艺原理试桩时，先在地面上设置基准梁，作为位移0点，在基准梁上架设4只位移传感器，2只用于量测桩身荷载箱处的向上位移，2只用于量测桩身荷载箱处的向下位移，位移传感器与桩主筋相连。
自平衡法在桩基检测中的应用
浅析自平衡法在桩基检测中的应用【摘要】本文系统地分析了自平衡法的原理及其在基桩承载力检测中的应用。
【关键词】自平衡法；单桩承载力中图分类号：tu473.1文献标识码： a 文章编号：1引言随着高层建筑、桥梁工程等建设项目的增多，桩基础的应用量越来越大。
如何正确评价单桩的承载能力，选择合理的测试手段是关系到桩基础是否安全与经济的重要问题。
2桩自平衡测试方法原理自平衡测桩法是在桩身平衡点位置安设荷载箱，沿垂直方向加载，即可同时测得荷载箱上、下部各自承载力。
自平衡测桩法的主要装置是一种经特别设计可用于加载的荷载箱。
它主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成。
顶、底盖的外径略小于桩的外径，在顶、底盖上布置位移棒。
将荷载箱与钢筋笼焊接成一体放入桩体后，即可浇捣混凝土成桩。
试验时，在地面上通过油泵加压，随着压力增加，荷载箱将同时向上、向下发生变位，促使桩侧阻力及桩端阻力的发挥，见图1。
由于加载装置简单，多根桩可同时进行测试。
荷载箱上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡来维持加载。
根据向上向下q-s、s-lgt和s-lgq曲线确定桩承载力。
图1桩承载力自平衡试验示意图3桩自平衡测试的注意事项3.1 绑扎、焊接钢筋笼和检测管时，检测管连接需用套筒围焊，确保其不渗浆液，与钢筋笼绑扎成整体。
荷载箱应立放在场地上，钢筋笼所有主筋与荷载箱外缘围焊，并确保钢筋笼与荷载箱起吊时不会脱离，保证钢筋笼与荷载箱在同一水平线上，再点焊喇叭筋，喇叭筋上端与主筋，下端与内圆边缘点焊，保证荷载箱水平度小于5‰。
3.2导管通过荷载箱到达桩端浇捣混凝土，当混凝土接近荷载箱时，拔导管速度应放慢，当荷载箱上部混凝土大于2.5m时导管底端方可拔过荷载箱，浇混凝土至设计桩顶；荷载箱下部混凝土坍落度宜大于200mm，便于混凝土在荷载箱处上翻。
3.3 埋荷载箱前检查桩径，桩长，油管及钢管长度，钢管距离。
3.4 埋完荷载箱，保护油管及钢管封头，浇混凝土前应先将钢管封口，以防杂物漏入。
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。
自平衡法在桥梁桩基检测中的应用
1引言由于桩基具有独特的优良性能,已被广泛应用于高层、大跨度及大荷载等建筑基础中。
为了满足实际工程的需要,桩基的设计承载力和设计尺寸不断增大。
受测试原理及测试设备的制约,传统测试方法难以满足大直径桩基极限承载力测试的需求,从而导致基桩承载力得不到合理利用,造成资源浪费,这是目前桩基础应用面临的一大难题[1]。
自平衡静载试验是目前桩基承载力检测的新型技术,该方法克服了传统检测方法的缺点,具有省时、省力、安全、综合检测费用低等优点[2]。
此方法的原理思路最早于1969年在日本被提出,称为桩端加载试桩法。
1993年,我国学者将此方法引入国内,开启了国内自平衡静载试验的研究。
马晔[3]以东营黄河公路大桥桩基自平衡试验为背景,分析了超长桩基的自平衡静载试验。
戴国亮[4]研究了自平衡试桩法在海上桩基中的应用,为自平衡试验应用积累一定的经验。
本文以南宁市快环立交桥梁桩基工程为背景,采用自平衡法对其承载力进行检测,并结合该工程实例对荷载箱的安装和自平衡法试验操作过程等施工工艺做了详细研究。
2工程概况快环综合整治项目桥梁工程位于南宁市高新区心圩江片区。
其中,秀厢大道跨线桥基础采用钻孔灌注桩基础,总桩数为76根,桩径分别为1200mm 、1800mm ,单桩承载力特征值为3500kN 、8000kN 、10000kN ,桩身混凝土强度等级为C35。
该工程具有施工场地狭窄、桩基吨位大且施工工期紧张的难点,因此采用自平衡法完成3根基桩2-3#、5-4#、7-1#的单桩竖向抗压承载力检测。
3自平衡法静载试验及施工工艺3.1平衡点位置的确定2-3#基桩桩径1.8m ,桩长43m ,单桩承载力特征值10000kN ,本桩位置无地下水,基桩持力层为中风化泥岩⑧。
根据地勘资料、设计图纸可得表1所示的基桩土层分布及相关计算参数。
表1基桩土层分布及相关计算参数递次土层类别土层厚度/m 桩侧土摩阻力标准值q ik /kPa桩端处承载力容许值q r /kPa压实填土①圆砾⑥强风化泥岩⑦中风化泥岩⑧10.56513.90013.5004.94400110100120———1300【作者简介】张学臣（1976~），男，河北唐山人，高级工程师，从事基坑与桩基工程研究。
浅谈基桩自平衡法的应用
浅谈基桩自平衡法的应用摘要：桩承载力自平衡测试法是一种新的静荷载试桩方法。
针对这一新的测试技术,本文介绍了桩承载力自平衡测试方法产生和发展,基本原理和特点,及现场测试和技术要点,同时根据经验对荷载箱放置位置进行了归纳。
以具体工程实例讲解了自平衡检测的过程，同时提出了自平衡检测的优缺点，为以后的自平衡检测的推广提供了参考。
关键字：自平衡；承载力；工程应用静载检测的方法目前有多种，传统可靠的方法主要是堆载法，配重多，运输费贵，大吨位受场地限制，容易引发安全事情，场地要平整，运输搭台时间长。
还有锚桩法，对超过4000吨的极限承载力无法检测。
这是桩基检测面临的难题。
1.研究背景自平衡法由美国学者提出，是在美国20世纪80年代优先使用，在美国得到了应用并得到了验证。
如佛罗里达州Orange港公路大桥桥墩。
自平衡检测法目前运用较多，我国东南大学最先研究此方法，后来逐渐推广应用。
2.检测原理及设备加载装置是荷载箱，在绑扎钢筋笼的时候把荷载箱焊接在预定的平衡位置，上下钢筋笼在荷载箱处分开，荷载箱控制千斤顶的高压油管和位移杆引出地面，给高压油泵充压，荷载箱张开，对上部和下部同时加载，上部的自重和桩侧摩阻力与下部的桩段阻力和桩侧摩阻力形成反力，维持加载。
仪器设备：荷载箱、位移传感器、数据采集系统。
3.自平衡优点（1）检测时不受场地的限制，可以对在山坡、江河湖泊和深基坑中的桩基进行检测，节省检测费用。
（2）目前城市高速公路网较多，在高速公路保护区范围里为了避免常规堆载法产生的附加应力对高速公路隧道形成荷载，可以采用自平衡法。
（3）可以对桩基的蠕变数据进行测试，保持施加一定时间的应力。
实测桩侧和桩端阻力。
（4）不会对桩基产生破坏，做完试验后可以通过对预埋管注浆，充填荷载箱的缝隙。
（5）从成本考虑，荷载箱的费用没有传统堆载法的费用高。
堆载法成本要考虑运输成本、搭台成本、场地平整的成本等。
（6）检测时简单，不占用场地，不需要笨重的反力架（下图）。
自平衡法在建筑桩基检测中的应用
自平衡法在建筑桩基检测中的应用摘要：本文首先对自平衡法测试原理、自平衡法测试系统、自平衡法等效转换方法展开详细分析，然后以某建筑需项目为例，从试验所需的仪器与设备、实时掌握检测桩加载情况、试验曲线及其等效转化、确定极限承载力、钢筋笼加工、安装位移管及油管、混凝土浇筑几个层面入手，对自平衡法在建筑桩基检测中的应用进行系统论述，为进一步提高建筑物的安全和耐久性提供可靠支持。
关键词：自平衡法；建筑；桩基检测；原理；应用自平衡法通过监测结构物或基础的位移和应力变化，利用力学平衡的原理进行分析，确定结构物或基础的性能状态。
建筑桩基检测是指对建筑物的桩基进行评估和监测的过程，旨在通过使用各种技术和方法，对桩基的物理性质、质量状况和受力特征进行准确、全面的评估。
自平衡法在建筑桩基检测中的应用具有重要的意义，能够为工程师提供全面、准确的桩基性能信息，实时监测和评估桩基的质量和稳定性。
一、自平衡法基本原理（一）自平衡法测试原理为了测试桩基的极限承载力，采用埋设荷载箱并进行垂直方向上或下的加载的方法,这种测试方法利用桩侧阻力作为桩端阻力的反作用力。
荷载箱需要事先埋设在桩身的特定位置上，确保该位置以上的桩身能够承受接近下部桩身侧阻极限值和端阻极限值之和的抗拔极限承载力，使上部和下部的桩身都能达到极限状态。
根据试验原理示意图，如图1所示，分别计算荷载箱上部和下部桩身的承载力。
首先，加载荷载并测量荷载箱上部桩身的变形和反力，确定上部桩身的承载性能。
加载荷载并测量荷载箱下部桩身的变形和反力，确定下部桩身的承载性能。
这些数据通过测力计、应变计等传感器进行实时监测和记录。
然后，适当处理上部桩身的极限承载力，例如考虑荷载的偏心作用、土壤的非线性特性等因素，得到更准确的结果。
最后，将处理后的上部桩身的极限承载力与下部桩身的极限承载力相加，得到整个桩基的极限承载力。
通过这种方法，能够准确测试桩基的极限承载力，并对桩身的不同部分进行评估。
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读 一次 。
１ 桩 基检测面 临的问题 ２ 轴 向应 力测 试系 统采 用 的仪器 设备 为 振弦 式 尽 管试桩 方法种类较 多 、发 展也较 为完 善 ， 钢筋应力计和频率接收仪基桩 自平衡试验开始后， 但
关键 词 ： 自平衡 ； 基桩 检 测
建筑物 的一 种创造 ， 具有抗地震性能好、 沉降小、 承载力高和可 以解决 特殊地 基土承 载力 的优点 。近 年来 ， 随着 工 程建设的蓬勃发展 ， 在桥梁、 高层建筑、 重型厂房、 港口码头、海上采油平台等工程中大量采用桩基 础． 例如上海建造的超高层建筑 ８ 的层金茂大厦 ， ８ 已经采用了 ８ 多米长的钢管桩 ，从而要求检测业 ０ 不断加强检澳频率、 ４ 检测方法。 １桩基检测发展的现状 １ ． １桩基检测技术方法 由于桩基广泛应用于市政、 交通 、 水利、 房屋建 筑等各项工程领域 ，又是构筑物的重要组成部分 ， 对工程结构质量起着相当重要的作用。 所以桩基检 测已 引起社会各界的 高度重视。 通过桩基检测对单 桩承载力和桩身质量等内容进行全面评价， 便及 以 时对不合格桩采取补强措施。 在我国 桩基检测技术作为一门新兴行业 ， 起源 于 ２ 世纪 ８ 年代末， Ｏ Ｏ 当时的检测方法主要采用声 波透射法来抽检。 前 ， 目 通过国内 外许多学者、 研究 人员和工程技术人员在不同的途径进行探索和实 践， 发展了很多基桩承载力检测的方法 ， 大致可分 为三大类： 静荷载试验、 动力检测技术和静一 动联合 的试验方法 ， 包括①静荷载斌验 桩法 、 堆载法 、 锚 桩— 堆载法 Ｉ 应变动力测试（ 动力参效法、 机械阻 抗法、 共振法、 水电效应法、 瞬态导纳调整系数法 等 》 高应变动力测试 力打桩公式、 锤击贯人法、 实测曲线拟合法 ＠静— 动试桩法。 这些方法已经 在大量的工程实践中得到了应用 ， 并取得了一定的
： ￡！ Ｃ ｉ ａＮｅ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ ｃｓ ｈｎ ｗ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ
工 程 技 术 义 李福 平
（ 西 应 用技 术 职 业 学院 ， 西 赣 州 ３ １０ ） 江 江 ４ ０ ０
成果 。
１国 Ｏ 及我国香港 、 台湾等地广泛应用， 并成功应用 后一 次循环 之 前 的加 载量 应控 制在 设 计极限 荷载
于钻 孔灌注桩 、 工挖 孔桩 、 、 人 管桩 沉管灌 注桩 中。
７ ％以下 。 ０
该法的基本出发点是利用桩自身反力平衡原 则， 加载设备采用特别设计的荷载箱 ， 它与钢筋笼 焊接在一起后安装在桩身的合理部位 ， 荷载箱位移 方向与桩身轴线夹角不小于５ ， 。同时将高压油管和 位移棒引到地面。 试验时， 在地面上用高压油泵通 过高压油管对荷载箱内腔施加压力 ， 随着压力逐渐 增加 ， 箱顶与箱底被推开， 荷载箱上下分离， 产生向 上和向下的推力， 渐渐促使上段桩的桩侧摩阻力的 发挥和下段桩的桩周土的侧阻力和桩端土的端阻 力的发挥。随着荷载箱压力的不断增大， 直至试桩 破坏， 达到桩的极限承载能力状态。自平衡测试法 最终 目 的是建立单桩桩顶的Ｑ ｓ － 曲线 ， 并依据传统 静载试验 ｏ ｓ 线的数据分析方法 ， ＿曲 判定单桩的极 限承载力。 ２ 平衡测 ｌ ２自 试法的测 试系统 自平衡测试法的主要装置是荷载箱，根据桩 型、 、 桩径 截面尺寸和荷载大小等因素分别设计制 作。 荷载箱主要由活塞、 顶盖、 底盖及箱壁四 部分组 成， 其它设备还包括电动高压油泵、 电子百分表、 数 据采集仪等。 桩基加载系统采用荷载箱， 通过高压油泵输油 加载 ， 试桩的位移量测采用电子百分表。可归纳为 加载系统、 位移测试系统、 内力测试三大系统。 荷载 箱加载时， 电子百分表对桩顶位移、 荷载箱向上、 向 下位移进行量测记录。经应变仪与电脑相联 ， 由电 脑控制量测并在电脑屏幕上实时显示（ 曲线和 Ｑ
曲线 和（ 曲线 。
２ ２ 加卸载 及位移 观测 ． ３
①加载分级 每级加载为预估极限荷载的 １ ，
１－１５当桩 端 埋人 巨粒 土 、 ０ １１， － 粗粒土 以及 坚硬 的粘 性土中时， 第一级可按 ２ 倍分级荷载施加。
②位移观测 每级加载完毕后第一小时每隔 １ｒ ｎ ５ ｉ测读一次， 后每隔 ３ ｒ ｎ ａ 以 ０ ｉ测读—次。 ａ ③位移相对稳定标准 在每级荷载作用下 ， 若 桩身位移量在每小时内小于 Ｏｍｍ，或试桩的位移 ｌ 速率随未达到小于 ｎ ｒｈ １ｎ ，但在连续观测的 ３ｒｉ ， ０ ｎ ａ 位移量中， 出现相邻三次平均位移速率油 １ ． ５小时 内连续观测 的４次位移量计 呈现衰减， 即可认为 该级荷载的位移已经稳定。 ２． ３３终止加载条件 当出现下列情况之一时， 即可终止加载： 总位移量虽未达到４ ｒｍ， ０ 但已达到 ａ 极限加载能力或试验规定荷载； 总位移量大于或等 于 ４ｒ ， ０ ｍ 本级荷载下的位移量大于或等于前一级 ａ 荷载下位移量的 ５ 总位移量大于或等于 ４ ｍ ， 俄 ０ ｍ 本级荷载下位移 ２ ｈ未达稳定；总位移量达到 ４ ４ ｍ 继续增加二级或二级以上荷载仍无陡变。 ０ ｍ， ２ Ａ卸载与卸载回弹观测 ． ３ 卸载分级为加载分级的２ 每级卸载后每隔 倍， １ｍ ｎ ５ ｉ 测读一次残余沉降 ， 读两次后， ３ ｒ ｎ 隔 ０ ｉ 再 ａ 读一次 ， 即可卸下一级荷载 ， 全部卸载后隔 ３４ 再 －ｈ