芻議自平衡法在橋梁基樁承載力檢測中的應用

王鵬 何靜 張祥

橋梁工程，作為維系所處地區(qū)進行現(xiàn)代化經(jīng)濟建設可持續(xù)性的重要基礎設施，其在控制施工建設質(zhì)量的過程中，基樁承載力傳統(tǒng)堆載法檢測工作的開展效果易受所處場地環(huán)境等因素的影響。為優(yōu)化此類問題，建議應采用自平衡法，來規(guī)避復雜工程建設環(huán)境的影響。但實際應用控制仍無法達到預期，工程建設者應從實踐角度出發(fā)，即在明確試驗檢測原理的情況下，對自平衡法的應用規(guī)律進行清晰。如此，運用于橋梁工程基樁的各項承載力檢測，就能以高可靠性狀態(tài)作用于實踐，進而保證工程投入使用的質(zhì)量效果。

一、研究自平衡法在橋梁基樁承載力檢測中應用的現(xiàn)實意義

當前階段，橋梁建設行業(yè)的不斷發(fā)展，使得越來越多的大直徑與大噸位基礎項目被運用于設計工程項目。為提高建設控制的穩(wěn)定性，相關人員多采用自平衡法，即新興的靜載試驗方式，來提高大型橋梁工程建設使用的安全可靠性。此試驗方法，不僅具備省事、省力的特點，還不會被試驗現(xiàn)場環(huán)境影響。然而，在實踐運用過程中，橋梁基樁承載力的檢驗效果并不理想，這與工程建設者未充分掌握自平衡法試驗檢測原理和控制要點有關。

為此，橋梁工程建設者應對橋梁基樁承載力檢驗運用自平衡法過程需要注意的問題進行分析，以使高效試驗檢測技術能夠以高穩(wěn)定性狀態(tài)作用于實踐，進而大幅提升工程項目建設使用的質(zhì)量效果。在此技術應用背景下，橋梁行業(yè)的未來發(fā)展將不會受到科學技術局限問題的影響。

二、自平衡法在橋梁基樁承載力檢測中的應用要點

1.試驗檢測原理

作為一種特制的加載設備，自平衡法，其能夠通過連接鋼筋籠與荷載箱，并使其埋入橋梁基樁的指定位置，來確定單樁的極限承載力。此過程中，實驗檢驗人員應利用高壓油泵向荷載箱進行逐級加載充油，并結合位移棒對荷載箱加載作用下的上下段樁體位移進行觀察，已確定上下段橋梁基樁的極限承載力。如此，就可確定單樁豎向的抗壓極限。此外，自平衡法還可運用于確定橋梁基樁端阻與側阻的單項極限值，進而為工程建設人員提供參考。自平衡法裝置示意圖如下：

荷載箱放置部位測試及P-S曲線示意圖

2.應用控制要點

在計算橋梁基樁延長段樁身摩阻力與端阻力過程中，試驗檢測技術人員應按照工程地質(zhì)勘察結構與樁位附近柱狀圖，來提高計算應用的準確性。在利用自平衡法進行基樁承載力檢測前，還要對樁身完整性進行檢測，以為后續(xù)的檢測結果準確性提供保障。

在樁基檢測之前，應結合設計情況與施工質(zhì)量要求，來選擇最具代表性的樁位。這里的代表性是指，基樁重要的結構受力部位與地質(zhì)條件較差的樁位等。選擇過程，應由監(jiān)理部門與設計部門等，共同確認，以避免造成不必要的問題。

值得注意的是，自平衡靜載試驗法，作為當前評價橋梁基樁承載力最為可靠直觀的方法，其也會因為儀表設備以及試驗方法運用的差異，而降低精度與可靠性。經(jīng)對實際不穩(wěn)定性問題情況進行分析，發(fā)現(xiàn)試驗檢測誤差高達10%。為改善這一現(xiàn)狀，研究人員應以實際工程項目為例，通過精細化的控制，來使自平衡法的應用價值充分發(fā)揮出來。

三、自平衡法在橋梁基樁承載力檢測中的應用實例分析

以該橋梁工程項目為例，其13-8#樁巖土參數(shù)表如下：

地基巖土參數(shù)建議值表

其設計標高的樁頂在自然地面以下約8.2m位置。單樁設計承載力極限值為250000kN。靜載荷試驗人員為避免采用堆載法受到場地限制，采用了自平衡法進行了承載力檢測的試裝。為使橋梁基樁的有效樁長達到47.4m，擴徑后樁徑為3200mm，通過反復確定采用了自平衡法+堆載+延長樁長方法，來提高試驗檢測方案運用的科學合理性。

在實際檢測過程，因有效樁長為47.4m試樁的抗壓承載力。向上延長試樁的樁長為8.2m在埋設樁頂過程中，應設置一個荷載箱，并為向下推力提供25000kN的條件。與此同時，還應將樁向上延長至地面，并將地面堆載控制在2000t。檢測的第一步，需對樁身的完整性進行檢測，而后再對荷載箱進行加壓處理。當樁延伸至地面的樁身摩阻力、地面堆載以及自重，就可提供反力，來提高樁長部分抗壓承載力檢測的有效性。結合試驗檢測過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，可繪制相關曲線進行判斷。經(jīng)對曲線圖進行分析，發(fā)現(xiàn)試樁的抗壓極限承載力在250000kN以上。

對于有效樁長試樁抗拔承載力的檢驗，因抗拔樁承載力檢測具有一定破壞性，所以，荷載箱的選用需方法至22000kN，以將樁身與樁端包含進來。首先，在樁身與樁底各埋設一荷載箱，并為樁身荷載箱提供一個向上的推力8000kN。如此，樁底荷載箱就要向上提供一個14000kN的推力，并將橋梁工程試樁的有效樁長向下延伸至53.8m。這里的延長量參數(shù)，是結合地質(zhì)勘察結果獲得的，具有適用性與可靠性。自平衡法的試驗檢測，應先對樁身的完整性進行檢測，并在對荷載箱施加力的情況下，完成檢測。這里施加的力是指，上段樁的抗拔承載力。對于檢測完成后的卸載工作，應在間隔20d的情況下，進行下荷載箱的加壓處理。此過程，經(jīng)為樁的延長段提供反力后，就可檢測出下段樁長部分的抗拔承載力。值得注意的是，檢測結果的獲取，需要根據(jù)試驗檢測的曲線進行判斷。最終橋梁基樁試樁的抗壓承載力極限為18400kN以上。

由此可以看出，應用自平衡法靜載試驗進行橋梁單樁豎向抗壓承載力檢測后，使得樁基穩(wěn)定性的控制工作開展更趨安全與經(jīng)濟性。檢測完成后，還要采用使用的壓漿措施進行處理，以為橋梁基樁的正常使用提供環(huán)境。經(jīng)對本工程使用自平衡法進行橋梁基樁承載力檢測后，與其他檢測方法相比，具有省時特點。土體穩(wěn)定或壓漿達到設計強度即可測試，通常情況下，在15d（嵌巖樁），無需等到28d。這是因為，自平衡檢測可同時對幾根基樁進行承載力檢測，大幅縮短了工作開展的時間。從經(jīng)濟角度來講，越早完成檢測，橋梁工程就可越早投入運營使用，進而創(chuàng)造經(jīng)濟價值。所以，橋梁工程基樁承載力檢測人員應結合實際施工情況與設計要求，采用自平衡法，來提高工程建設的整體效率。

四、結語

綜上所述，自平衡靜載試驗法，作為當前評價橋梁基樁承載力最為可靠直觀的方法，其也會因為儀表設備以及試驗方法運用的差異，而降低精度與可靠性。為使評價橋梁基樁承載力的可靠與直觀效果充分發(fā)揮出來，工程建設者應結合設計情況與施工質(zhì)量要求，來選擇最具代表性的樁位。事實證明，只有這樣，獲得的橋梁基樁承載力檢測數(shù)據(jù)結果準確性才能得到保證，進而反映出結構是否滿足了橋梁工程項目的建設使用要求。