灌注桩自平衡法静载试验.docx

灌注桩自平衡法静载实验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一一荷载箱，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。S 半损超航图-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。二、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。伸缩杆注浆通道图-2钢筋笼连贯技术三、试验的主要设备与仪器（一）加载设备试验采用的荷载箱如图-3所示，本工程荷载箱参数详表-1。图-3荷载箱示意图表-1荷载箱参数表序号桩号桩径(mm)荷载箱参数（mm, kN）位置（桩端以上）m行程（mm）备注外径内径最大加载值1U2P142800260016602X212000.51002U2P12180016007602X90002100注：荷载箱参数一栏中"内外径''均为暂定，实际以设计要求及实际发货为准。加载水泵的加压值为63MPa,压力传感器或压力表精度需达到相应规范要求。压力传感器或压力表亦由计量部门标定并提供标定证书。（二）位移量测装置选用电子位移传感器或百分表，量程50mm （可调），每桩6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，2只用于量测桩顶处的向上位移。（三）数据采集仪数据自动采集仪是适用于自平衡法检测的专用配套系统，与电子位移传感器等均有针对性的数据接口 o图-4数据自动采集仪如果现场条件复杂、或者采用自动设备有较大干扰时，亦可采用传统的人工采集模式。四、试验工作内容（一）试验流程自平衡法的实施流程见下图示。图-5自平衡法的实施流程表-2试桩工作实施流程进度表序号试验阶段工作内容完成时间备注1荷载箱的设计生产、标定等1）荷载箱生产和运输2）提供方案须提供方案所需基础性资料2安装1）荷载箱导流体预浇混凝土2）钢筋笼制作3）荷载箱与钢筋笼焊接4）声测管、钢筋计安装5）管线布设成孔前完成3下笼1）钢筋笼起吊2）荷载箱位置多余钢筋切割3）预埋管线对接安装4）预埋管线绑扎、标识与下放钢筋笼同步4成桩1）混凝土试块制作2）混凝土灌注接近荷载箱时拔管速度应放慢混凝土浇筑5试验准备1）桩头及场地平整2）完成桩身完整性检测3）电源准备（380v、220v）4）基准梁搭设5）试验帐篷搭设6）仪器设备安装、调试预压前6开始试验1）荷载箱预压2）正式加载成桩28天后7荷载箱处注浆1）注浆试验完成后试桩后的注浆8检测报告1）提供检测报告（二）进度安排关于自平衡法静载试验的现场实施以及试验检测成果的提交，总体进度安排如下：（1）检测方案通过设计认可、桩基施工前完成荷载箱的设计、生产和标定。（2）荷载箱现场安装、下钢筋笼、浇灌混凝土，具体时间取决于施工安排。(3)达到规程要求的休止期后即可进行测试，具体时间取决于场地土的类型，本工程在28天后。(4)测试后3天提供检测简报，7天提供正式报告。(三)试桩资料收集与荷载箱埋设位置计算(1)收集相应地勘资料、试桩参数及试验要求；(2)根据地质勘察资料及桩参数确定荷载箱预埋位置。表-3 U2P14荷载箱位置计算表工程名称金简仁快速路二期沱江大桥试桩编号U2P14设计极限(KN)41000抗压荷载箱打开面位置桩端上()2桩径()2.8桩长(m)+空桩(m)18. 5坨.224. 70计算参考柱状图CK13参考规范公路桥涵地基与基础设计规范JTG 3363-2019参考计算公式摩擦板63.3,RH=l/2uEqikliMpqr土层编号土层名称桩例摩阻力标准值qik(kPa)端阻力标准值qrk(kPa)层及Li摩阻转换系数r注浆株例提高系数Bs修正后每层土层侧阻力qik*Li*r*B s*u备注上段桩桩顶-地面6. 202中风化砂场泥岩15412.81.00117285. 82中风化粉砂岩5523.71.00117956.8上段桩长()16. 50上段桩极限侧阻力(KN)35242. 6上段桩自重(考虑浮重)(KN)1523. 2上段桩极限上托力(KN)36765.8荷教箱土层编号土层名称桩侧摩阻力标准值qik(kPa)端阻力标准值qrk(kPa)层厚Li()摩阻转换系数r注浆桩侧提高系数Bs修正后每层土层侧阻力qik*Li*r*B s*u备注下段3中风化粉砂容552690021.0019706. t下段桩长()2.00下段桩极限侧阻力(KN)9706.4下段桩极限端承力X ()注浆桩端提高系数Bp (KN)42465. 4下段桩极限承载力(KN)52171.7荷载箱埋设位置()班端上2.00总桩长()上段下18. 50表-4 U2P12荷载箱位置计算表工程名称金筒仁快速路二期沱江大桥试班编号U2P12设计极限(KN)17000抗压荷载箱打开面位置桩端上(m)21.8椎长(nt)+空桩(m)27. 5M. 0731.57计算参考柱状图XK25参考短葩公路桥涵地必与基础设计规范】JTG 3363-2019参考计尊公式摩擦桩6. 3. 3： Ra = l/2uEqikliMpqr后注浆增强系数取表6.3.虱的阻力增强系数Bs.端用力增强系数6 P土层编号土层名稼桩倒摩阻力标准值qik(kP»)端阻力标准值qrk(kPa)层厚L1(n)摩阻转换系效r注浆班便提高系数Bs修正后每层土层偏用力qiHLi-CB s*u备注上段桩桩顶-地面4.071粉土251.930. 801218.21卵石8040. 8011446.91强风化砂质泥岩1603.40. 9012767.22中风化粉砂岩5522.31.0017175.82中从化砂质泥岩15411.81.00110244.12中风化粉砂岩5522.071.0016158. 2上段桩长(m)25.50上段桩极限值阻力(KN)28310.4上段独自重(考点浮重)(KN)972.9上段班极限上托力(KN)29283.3荷载箱土层编号土层名称桩侧摩阻力标准值qik0M战阻力标准值qrk(kPa)层厚Li(m)摩阻转换系数r注浆机侧提高系数Bs修正后每层土层俯阻力qik<Li<r>3 s*u备注卜段机2中风化粉砂岩552690021.0016239.8下段桩长2.00下段班极限俯阻力(KN)6239.8下段班极限端承力X ()注浆桩端提高系数Bp (KN)17549.5下段桩极限承蛾力(KN)23789. 3荷载箱埋设位置(口)桩墙上2.00总班长(0)上段,下段27.50(四)荷载箱的现场安装荷载箱是整个试验的核心，须根据荷载箱的具体结构进行规范化地安装。荷载箱安装前应对施工人员进行详细的技术交底，确保安装工作高质量地完成。本工程基桩自平衡法试验的组合式荷载箱：荷载箱包含压力单元、进油管接头、位移杆连接接头等，外形见下图-6O图-6组合式荷载箱示意荷载箱与钢筋笼焊接完成后包含：荷载箱、导流体、上下钢筋笼、导向喇叭筋、L型钢筋等，示意图见图-7。图-7组合式荷载箱焊接结构示意荷载箱安装步骤及注意事：为了确保自平衡桩基检测结果可靠准确，荷载箱的安装必须必须严格按照规定进行操作。安装流程：荷载箱及相关附件运抵现场一一荷载箱预浇注混凝土荷载箱与钢筋笼焊接一一油管及位移检测管线布置一一下钢筋笼一一桩头管线保护。(1)荷载箱及相关附件运抵现场a)卸车时应轻搬轻放，防止磕碰