基桩自平衡法静载试验核心技术专项规程.docVIP

《基桩自平衡法静载试验技术规程》（DBJ/T15-103-）介绍及相关问题探讨

刘炳凯

（广州建设工程质量安全检测中心）

摘要：本文第一部分介绍了中国基桩自平衡法测桩技术研究和应用现实状况，并结合工程实践分析了自平衡法相对于传统静载和抗拔优缺点，给出了自平衡法技术定位；第二部分简明介绍了《基桩自平衡法静载试验技术规程》（DBJ/T15-103-）关键内容；第三部分探讨了自平衡法在工程桩中应用时部分常见问题。

关键词：基桩自平衡法荷载箱静载规程

序言

基桩自平衡法静载试验介绍

基桩自平衡法在国外称o-cell法，该方法利用桩土体系本身提供反力以确定单桩承载力和桩周土层侧摩阻力、桩端阻力，是靠近于竖向抗压（拔）桩实际工作状态试验方法。其原理是在桩身或桩端埋置荷载箱，抗压试验时，利用上部桩自重、上部桩桩侧摩阻力来替换堆载法中重物或锚桩法中锚桩以提供反力；在抗拔试验时，利用下部桩桩侧摩阻力及端承力来替换传统抗拔静载试验中地基或锚桩以提供反力，从而达成试验基桩承载力目标。试验时，从桩顶经过输油管对荷载箱内腔施加压力，箱盖和箱底被推开，同时向上部桩及下部桩施加大小相等、方向相反力，促进桩周土摩阻力和端阻力发挥作用，桩土体系破坏或满足工程实际要求时停止试验。自平衡试桩法试桩时工作状态和桩实际工作时状态有所不一样，是靠近于实际工作状态一个近似方法。自平衡法测桩示意图见图1，测试原理示意图见图2。

图1自平衡法测桩示意图

图1自平衡法测桩示意图

图2自平衡法测试原理示意图

图2自平衡法测试原理示意图

基桩自平衡法在中国外应用现实状况

基桩自平衡法（o-cell法）最早由美国西北大学学者Osterberg于1985年-1987年间，在分析、总结前人经验基础上，对该测试技术进行了系统研究、开发，并于1989年在桥梁刚桩中（水中试桩）成功进行了首次商业应用，以后逐步被美国工程界广泛接收，取得越来越多应用而且制订了相关技术规程，至今已在美、英、日本、加拿大、新加坡、菲律宾及中国香港等10余个国家和地域得到推广应用。现在国外试桩承载力已达成150MN。

中国最早于1993年开始关注该方法，前期有清华大学李广信教授[2]、浙江省建筑科学研究院史佩栋教授[3]等进行了宣贯和推广。1996年，东南大学土木工程学院在理论研究基础上，首先将该法应用于实际工程。现在，中国北京、江苏、甘肃、江西、广东、广西、福建、浙江、安徽、山东等地已开始大量将该法应用于工程实践。江苏省最早于1999年公布相关该法中国第一个地方标准，随即广西、安徽、江西等地地方标准相继颁布，还有部分省份地方标准正在编制中，早期公布部分标准也已进行了修改、更新和颁布。交通领域应用此法较多，交通部于即颁布行业标准JT/T738-[4]，中国对润扬长江公路大桥静载试验荷载已达成120MN[5]。

自平衡试桩法应用领域广泛，适适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土、岩层中中大直径灌注桩承载力测试，也可应用和混凝土管桩、钢管桩承载力测试；可用于基桩竖向抗压静载试验，也可用于基桩竖向抗拔静载试验；适适用于试验桩极限承载力测试试验，也适适用于工程桩验收试验；尤其适适用于传统静载试桩难以实施水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩及特大吨位试桩等。

基桩自平衡法静载试验优缺点及定位

相对于传统静载和抗拔，自平衡法存在以下优点：

1、装置简单，场地要求低，不需运入钢架，不需构筑大型反力架；试验安全可靠，且节省费用、工期；

2、可同时对多根桩进行检测，节省工期；

3、可省去传统抗拔试验所需场地道路平整、支撑桩施打、桩帽制作等工作；节省费用；可省去传统抗拔试验所需场地道路平整换填、桩帽制作等工作，节省费用；

4、工程桩采取该法进行抗拔检测时，因荷载箱埋置在桩端，试验时桩身受压，能够避免传统抗拔试验中桩身受拉而产生裂缝，桩身耐久性不受影响；

5、在水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、基坑边试桩、狭窄场地试桩、特大吨位试桩等情况下，传统静载方法极难实施，该法则不受限制。

相对于传统静载和抗拔，自平衡法存在以下缺点：

1、自平衡试桩法将荷载箱放置于桩身或桩底，加载点在桩身或桩底，而传统静载法加载点在桩顶部，故自平衡法试桩时桩身应力分布及桩侧土层应力分布和桩实际工作状态时不一样，致使桩承载力和桩身位移关系确实定存在一定偏差。图3和图4是笔者在某工程中对两根抗拔桩分别采取自平衡法和传统抗拔法所测桩身轴力分布曲线（均未达成极限状态前），由此可较为显著看出二者之间区分。但伴随桩身位移不停加大，靠近桩土破坏极限状态时，两种测试方法得到桩极限承载力是靠近，此结论在中国很多对比试验中得到验证。上部桩侧摩阻力发挥方向问题现在均采取抗拔系数来考虑此影响。

2、