[發明專利]一種基于自平衡檢測試驗的樁基施工環境控制與評價方法

有效

• 申請號: 201610189217.0
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105780825B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 唐淼;許維炳;王瑾
• 申請（專利權）人: 中國十七冶集團有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司34111
• 代理人: 奚志鵬

技術領域：

本發明屬于工程檢測評定技術領域，具體涉及一種基于自平衡檢測試驗的樁基施工環境控制與評價方法。

背景技術：

自平衡測樁法是將一種特制的加載設備——荷載箱與鋼筋籠相接，埋入樁的指定位置(即平衡點)，并將荷載箱的高壓油管和位移棒一起引到地面，由高壓油管沖油而加載，通過厚鋼板將力傳遞到樁身。該方法要求上部樁身的摩擦力與下部樁身的摩擦力及端阻力相平衡——自平衡來維持加載。根據向上向下Q-S曲線判斷樁承載力、樁基沉降、樁彈性壓縮和巖土塑性變形。基樁自平衡試驗開始后，荷載箱產生的荷載沿著樁身軸向往上、往下傳遞。假設基樁受荷后，樁身結構完好(無破損、混凝土無離析、斷裂現象)，則在各級荷載作用下混凝土產生的應變量與鋼筋產生的應變量一致，通過量測預先埋置在樁體內的鋼筋應變計，可以實測到各鋼筋應變計在每級荷載作用下所得的應力-應變關系，推出相應樁截面的應力-應變關系，那么相應樁截面微分單元內的應變量亦可求出，由此便可求得在各級荷載作用下各樁截面的樁身軸力Pz值及軸力、摩阻力所和載荷深度的變化傳遞規律。

自平衡試樁法相對靜載試驗、高應變法而言，對環境的要求低、場地的適應性強，加載能力可根據試樁要求進行專門設計、基本不受限制，整個試驗持續的時間短從試驗準備工作開始到試驗結束，但試驗費用雖較靜載試驗低，卻比高應變法高很多。特別是自平衡試樁法因預先要埋設荷載箱而不能做到隨機抽檢，不可能作為工程樁隨機抽檢的手段。自平衡試樁法存在以下有待深人研究和完善的問題：

(1)平衡點的準確定位問題。自平衡試樁法成立的前提條件是試樁存在一個樁土承載體系的平衡分割點，并據此確定試驗時荷載箱的擺放位置，這也是自平衡試樁法成敗的關鍵。國內確定平衡點的基本方法都可直觀地表達為：上段樁極限負摩阻力等于下段樁的總阻力。但由于樁穿越土層的多樣性及樁土承載體系構成機制和本構關系的復雜性，平衡點的準確定位非常困難，或者說是幾乎不可能的，目前仍缺乏實用、簡單而有效的判斷方法。實際工程中因此而導致試驗失敗或是試驗結果出現重大偏差的情況時有發生，平衡點的準確定位也仍有待進一步的深人研究。

(2)工程樁的應用問題。工程樁能否采用自平衡試樁法進行承載力的試驗，一直是國內工程界人士爭論的焦點，關鍵問題有2個：一是是否會造成“人為斷樁”；二是加載量的大小。實際上，從工程樁的使用要求和受力機理的角度而言，需要考慮的問題是：是否會影響基樁的豎向和水平承載力？是否會造成基樁在樁頂荷載作用下的沉降量加大？是否會對樁土相互作用帶來不利影響？就此而言，問題的核心不是工程樁能否采用自平衡試樁法進行承載力的試驗，而是如何更合理的使用，這仍有待進一步的深人研究。

樁基的施工環境(樁底成渣及泥皮等因素的影響)，自平衡檢測荷載箱等設備的布置與安裝方法等對自平衡檢測方法的結果影響顯著。目前，尚未有成套有效的基于自平衡檢測試驗的樁基施工環境控制方法，這極大地限制了自平衡檢測試驗在樁基承載能力評價中的應用。

發明內容：

本發明針對現有樁基施工環境檢測技術中存在的上述技術問題，提供一種基于自平衡檢測試驗的樁基施工環境控制與評價方法。本發明方法利用建筑與橋梁結構監測技術能夠實現自平衡檢測試驗技術在樁基承載能力評定更加有效廣泛的應用，并顯著提高自平衡試驗方法的有效性和經濟性的樁基施工環境控制和設備布置與安裝方法。本樁基環境控制方法具有可操作性強，不會造成樁基建造的額外費用，并能顯著提高自平衡檢測試驗在樁基承載力評價中應用的有效性等特點，在樁基承載能力評價中，可借助建筑與橋梁結構既有監測和檢測評估實施方法的技術要點，在樁基施工前根據樁基所屬地質條件的勘察資料，確定樁基施工環境的最不利影響因素，針對施工環境影響的最不利因素，在樁基施工前制定施工環境影響評價體系，將自平衡檢測試驗試樁的整個施工和加載分為地質勘察階段，樁孔施工階段，鋼筋籠施工階段，自平衡設備布置與安裝階段，鋼筋籠制作和吊裝施工，樁身混凝土施工階段，及自平衡檢測試驗過程等分部系統，根據各分部系統的重要性和特點，確定各分部系統的權重，各分部系統又可劃分為多個分項，并可根據分項的施工難度、施工條件和施工成型狀態與設計偏差等因素對自平衡檢測試驗結果的影響大小確定各分項的權重，進而形成整體有效的全過程基于自平衡檢測試驗的樁基施工環境控制和評價體系。

本發明所提供的一種基于自平衡檢測試驗的樁基施工環境控制與評價方法具體步驟如下：