自平衡法/自反力法測樁技術

其檢測原理是將一種特制的加載裝置-----荷載箱，在混凝土澆筑之前和鋼筋籠一起埋入樁內相應的位置，將加載箱的加壓管以及所需的其他測試裝置從樁體引到地面，然后灌注成樁。有加壓泵在地面像荷載箱加壓加載，使得樁體內部產生加載力，通過對加載力與這些參數(shù)之間的關系的計算和分析，我們不僅可以獲得樁基承載力，而且可以獲得每層土層的側阻系數(shù)、樁的側阻、樁端承力等一系列數(shù)據，這種方法可以用于為設計提供數(shù)據依據，也可用于工程樁承載力的檢驗。這種方法稱之為自平衡法或者自反力法

技術優(yōu)勢—簡單的試驗環(huán)境

自平衡法或者自反力法不再需要外部的加載反力，因而可以在面臨某些試驗環(huán)境很困難的樁基（難樁）時，完成傳統(tǒng)加載方法不能完成或者很難完成的試驗。

這里，難樁指的是超大噸位樁基，邊坡、水上、深開挖等環(huán)境下的樁基，以及其他一些不具備堆載和錨樁條件的樁基。

自反力法的這一優(yōu)勢，使得原來不可能完成的樁基試驗變成可能，對建筑設計、施工的質量保證作出不可替代的貢獻，體現(xiàn)出其巨大的技術價值和社會價值。

技術劣勢—復雜的技術細節(jié)

與傳統(tǒng)方法相比，自反力法由于發(fā)展歷史較短，技術成熟度和普及度較低，因此，在試驗實施細節(jié)和關鍵技術上，還存在著諸多難題。比如：試樁方法的確定選擇、荷載箱的選擇和安裝、樁體的安全保護和修復措施、位移測量方法的準確性保證等等，這些技術細節(jié)都有待于通過大量的實踐和研究來不斷地發(fā)展和完善。

目前，樁基靜載荷試驗主要有以下幾類加載方法：堆載法，錨樁法和自平衡法或自反力法。

其中：

堆載法，是在地面上堆載足夠的配重來提供加載反力，以實現(xiàn)對樁基的加載。屬傳統(tǒng)試驗方法。

錨樁法，是以試驗樁附近的輔助樁作為反力支撐，對樁基進行載荷試驗屬傳統(tǒng)試驗方法。

自反力法，是在樁基內部，以自身的承載能力作為加載反力，實現(xiàn)自我加載的方法，是近幾年新發(fā)展的一種試驗技術。

當然，實際應用中，還可以采用“綜合法”，即將上述的試驗方法結合使用。

- 通過對樁基分段加載，利用樁基各段互為反力作用，充分地調動樁基及各土層的性能，并將其表現(xiàn)參數(shù)準確記錄。

- 通過科學的數(shù)據分析，得到試驗樁基及各土層的真實特性。

- 根據樁基及各土層的特性，進而推導出樁基的極限承載力等一系列安全性結論。

關鍵理論—存在爭議

關于自平衡法測樁的相關技術，在最早的江蘇省規(guī)范《樁承載力自平衡測試技術規(guī)程DB32-T291-1999》中，以及最新的比較權威的交通運輸部規(guī)范《基樁靜載試驗 自平衡法JT/T 738-2009》中，都提出了以修正系數(shù)γ修正向上摩阻力的“等效轉換法”，但由于其修正系數(shù)只與相關的土層類型相關，而并未考慮土層深度、厚度以及土層上、下層相對位置等重要因素，因此，上述“等效轉換法”理論，仍被許多業(yè)內專家強烈質疑，這是目前為止，自平衡法測樁技術在理論上存在較大爭議的焦點。

關鍵設備—技術領先

自平衡法或者自反力法測樁技術傳入國內之前，以及初始應用幾年，關鍵的加載設備-荷載箱的研發(fā)處于滯后狀態(tài)，國內外普遍采用的荷載箱以普通千斤頂加裝上、下底板拼裝而成。

近幾年，國內研制成功和迅速推廣普及的專業(yè)荷載箱，在提高樁基安全性、試驗成功率、試驗安全性、試驗準確性的同時，降低了檢測項目成本，對自反力（自平衡）測樁法的發(fā)展和完善提供了強有力的支持。

顧名思義荷載箱是自平衡法檢測的產物，通過預先在荷載箱內灌注混凝土，當混凝土的強度達到一定的要求時，將荷載箱和焊接好的鋼筋籠一起埋入樁內，在地面平臺通過加壓泵對樁內的荷載箱進行加壓加載，荷載箱本身的打開面打開后通過位移絲的走位數(shù)據以及各土層的檢測數(shù)據進一步來測定樁的承載力。

實施技術—不斷完善

自平衡測樁法，只是一類試驗加載方法的總稱，并不是一種固定不變的標準的試驗過程。實施過程中，有許多具體問題需要技術人員在規(guī)范的框架下合理解決。

目前國內已經完成了近千個不同類型樁基靜載項目的實踐，項目類型涉及抗拔樁、抗壓樁、摩阻樁、端承樁、定性檢測和定量檢測等，試驗噸位最大到萬噸，積累了足夠豐富的試驗經驗。試驗方法和相關技巧方面，包括加載位置設計、位移測量結構、后補漿技術、斷樁處理等方面的技術實施細節(jié)也已經逐漸成熟和完善?？梢哉f，目前已經可以用自反力測樁法完成幾乎任何類型樁基的靜載試驗。

自反率 If Y∈X∈U then X → Y

· 傳遞率（Transitivity）

If X → Y and Y→ Z then X → Z

· 增廣率（Augmentation

If X → Y then XY→YZ

· 合并規(guī)則Union Rule

If X → Y and X → Z then X→YZ

· 分解規(guī)則Decomposition Rule

If X→YZ then X → Y and X → Z

· 偽傳遞規(guī)則Pseudotransitivity Rule

If X→Y and WY→Z then X→Z

· 積累規(guī)則Set Accumulation Rule

If X→Y and Z→W then X→YW2100433B

1 技術理念：

Tomer測樁技術的內容可以簡單總結為：通過加載，盡量充分地調動土層的性能，并將其表現(xiàn)參數(shù)準確記錄；通過科學的數(shù)據分析，得到土層的真實特性，并得到樁的極限承載力和承載力特性等一系列信息和結論。

Tomer認為，樁基檢測的作用，更重要的應該是準確了解土層的實際性能，而不僅僅是得出一個簡單的極限載荷。

而國內許多人所說的自平衡法，由于時間較短，還未見到有更深入的理論研究和實踐，目前只是簡單地對數(shù)據結論進行經驗性的推導，這不但是沒有必要的，也是非常不正確的。

2 試驗過程：

由于技術理念的不同，其主要過程與自平衡法有以下區(qū)別：

3 試驗手段：

做為發(fā)明者，由于幾十年的研究和積累，目前Tomer測樁手段在國際上處于領先水平。以下舉例略表一二：1)荷載箱內部采用增壓加強裝置，能輕易達到試驗所需的任何加載力；2)通過位移絲來檢測位移是試驗結果更加準確；同時，利用位移絲精確地測量樁體的位移，而不是用荷載箱的位移來推斷樁體位移；3）通過特殊的結構設計，保證荷載箱周邊在混凝土灌注同時浮渣能輕易排除，從而確保荷載箱加載力順利地加到樁體上，而且在試驗做完壓漿后，用作工程樁沒有任何隱患等等。我們注意到在國內自平衡法的實踐出，在上述問題上存在普遍的原則性錯誤。

4 試驗結果：

由于試驗手段的先進和方法的科學性，以及滿足各種不同種類的項目要求和處理各種不同地質情況的豐富經驗，從而保證了Tomer靜載試驗的結果當然更加準確和安全。2100433B