自平衡检测方案

济南西部会展中心（展览中心部分）工程自平衡桩基施工方法

编制人：

审核人：

审批人：

中国建筑第八工程局有限公司

2016年月日

目录

1.1编制依据 (1)

1.2执行标准 (1)

1.3试验桩选桩原则 (1)

1.4检测压力 (2)

1.5检测要点 (3)

1.6仪器设备 (3)

1.7试桩要求 (3)

1.8荷载箱位置 (4)

1.9试验加/卸载方法 (5)

1.10试验后注浆 (6)

1.1 编制依据

编制依据见下表1.1。

表1.1编制依据汇总表

1.2 执行标准

方案所执行的标准见下表1.2。

1.3 试验桩选桩原则

本工程桩基分为8个检测区段，不同类型桩现场静载试装数量为本类型桩数的1%，且大于等于3根；本工程直径800mm及以上的桩基采用自平衡试桩，800mm以下的桩基采用静载法，具体抽检数量见下表1.3。

表1.3桩身承载力检测抽检数量

1.4 检测压力

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。荷载箱的位置一般在桩身下部1/3处，具体位置还需要根据第三方检测单位计算结果确定。

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。由于加载装置简单，多根桩可同时进行测试（图1.4）。

图1.4 桩承载力自平衡试验示意图

数据采集P P

1.5 检测要点

自平衡试桩法相对于传统试桩法（堆载法和锚桩法）具有以下几个特点：

1）省时：土体稳定即可测试，一般15天左右，并可多根桩同时测试，大大节省测试时间。

2）省力：没有堆载，也不要笨重的反力架，检测十分简单、方便、安全、无污染。

3）不受场地条件限制：每桩只需一台高压油泵、一台数据采集仪，检测设备体积小、重量轻，任何场地（基坑、山上、地下、水中）都可。

4）不受加载吨位限制：目前最大加载值已超过十万千牛。

5）综合费用低：试桩完全按工程桩制作，无需浇到地面，对有地下室的建筑基桩，试桩长度可大大缩短（就本工程而言，试桩长度比常规方法缩短了尽20米）。

1.6 仪器设备

1）加载设备

（1）每根试桩采用一个环形荷载箱——专利产品，其加载值的率定曲线由计量部门标定。

（2）高压油泵：最大加压值为60MPa，加压精度为每小格0.5MPa，其压力表亦由计量部门标定。

2）位移量测装置

（1）电子位移传感器

量程50mm（可调），每桩4只，通过磁性表座固定在基准钢梁上，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。由计量部门标定；

（2）电脑及数据自动采集仪一套。

1.7 试桩要求

1）检测桩除严格满足建筑桩基技术规范以及设计院要求外，由于自平衡测桩法的需要，自平衡检测桩施工时应注意以下几点：

（1）绑扎和焊接钢筋笼，由施工单位负责，测试单位配合，位移管（注浆管）连接用套筒围焊，确保护管不渗泥浆，与钢筋笼绑扎成整体。

（2）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‰（图1.7）。

图1.7 荷载箱连接示意图

（3）工程桩混凝土标高以图纸为依据，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以上0.8m；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。

（4）埋完荷载箱，保护油管及钢管封头（用钢板焊，防止水泥浆漏入）。

（5）灌注混凝土时，要求制作一定量的混凝土试块，待测试时作混凝土强度试验。

（6）检测期间应保证不间断供电（380V、220V两种电源），检测桩周围10米内不得有较大的振动。

（7）布置平衡梁（基准梁），采用I20A工字钢。基准桩采用I20A工字桩打入土中不少于1m。基准梁一端与基准桩铰接，另一端与基准桩焊接，基准梁长度由试桩影响区域确定。

1.8 荷载箱位置

确定荷载箱位置，主要根据上部桩侧摩阻力（考虑修正系数）及自重之和与下部桩侧摩阻力及端阻力相等来计算。

以Za247#基桩为例，参照地勘101号孔进行估算，计算依据：《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）表5.3.9及表5.4.6-2（抗拔桩承载力验算）、《基桩静载试验自平衡法》（JT

/T738-2009）。

荷载箱上部按抗拔桩计算，下部按抗压桩计算。按设计图纸要求，计算有效桩长36.6m。计算结果见下表：

土层编号土层

名称

Qik

(kPa)

桩径900mm、桩长36.6m

层厚（m）

极限侧摩阻力（kN）；

后注浆增强系数βsi

抗拔极限侧

摩阻力（kN）

抗压极限侧摩阻力

（kN）

2 ②粉质粘土45 1.2 213.6；1.4

3 ③粘土45 2.0 356.1；1.4

4 ④粘土50 1.0 197.8；1.4 5

⑤粉质粘土50 2.7 534.1；1.4

⑤-1粉土40 0.5 79.1；1.4

6 ⑥粉质粘土50 1.8 356.1；1.4

7 ⑦-1粘土60 2.5 593.5；1.4 ⑦粉质粘土55 4.7 1095.8；1.5 ⑦-2细砂50 1.3 312.3；1.7

8 ⑧-1粉质粘土73 1.5 464.2；1.5 ⑧粘土80 2.0 633.0；1.4 ⑧-1粉质粘土73 1.5 464.2；1.5 ⑧粘土80 6.0 1899.1；1.4

9 ⑨粉质粘土70 3.6 1068.2；1.5

距桩顶30.6m处平衡点以上侧摩阻力约6210kN

10 ⑩辉长岩残积土70 1.9 563.8；1.5

12 ○

12-1强风化辉长

岩

170 2.4 2075.4；1.8

13

强风化辉长岩

（桩端持力层）

极限端阻3078kN（后注浆增强系数2.2）计算结果表明，Za247#基桩荷载箱布置在距离桩端6.0m处较合理。其余基桩荷载箱位置均参照本方法进行，在此不再赘述,由第三方检测单位计算结果确定。

1.9 试验加/卸载方法

根据国内规范和相关设计要求，采用慢速载荷维持法进行加载。