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摘 要：结合地铁中间立柱桩施工实践，介绍自平衡测桩法的试验目的、试桩依据、原理及方法，从设备的安装、测试程序、测试数据整理与分析三个部分，阐述自平衡测桩法在AM工法旋挖扩底灌注桩中的应用。
关键词：自平衡法 旋挖扩底灌注桩 应用
中图分类号：TU473.16 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）002-001-03
1 工程概况
武汉地铁2号线一期工程中南路站为地下二层岛式站台车站，车站总长290m，标准段净宽42.9m，站台宽11m，埋深16m，采用纵向倒边盖挖逆作法施工。车站主体围护结构采用800mm厚地下连续墙，中间柱采用直径为800mm的钢管混凝土柱，柱下设独立桩基，桩基在使用阶段兼作抗拔桩，桩基直径为1.8m（桩基底部扩为3.0m或3.6m），采用目前国内专利技术AM桩工法（全液压可视可控旋挖扩底灌注桩）成桩。根据国家规范的要求，结合施工现场实际情况，同时为了给设计提供依据，施工现场采用自平衡法进行试桩。
2 试验目的
鉴于项目建设规模较大，为了保证施工的顺利进行和结构的安全可靠，提供桩基础设计参数和评价施工工艺的适应性，所以在AM桩正式实施前进行工程试桩，以达到如下目的：
（1）根据规范要求，对本车站中柱的独立柱基础桩进行现场试验，为设计提供依据。
（2）通过试桩检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判别和鉴定桩底处岩土性状，判定桩身完整性类别。
（3）通过试桩确定单桩竖向抗压、抗拔极限承载力。
（4）通过试桩判定竖向抗压、抗拔承载力是否满足设计要求。
（5）通过试桩判定在满足设计要求的桩基沉降量条件下，其单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。
（6）通过试桩确定各级荷载作用下，桩侧各土层的分层极限侧摩阻力和桩端土的端阻力，并给出桩侧摩阻力和桩端阻力占单桩极限承载力的比例。
（7）通过试桩，确定在满足设计要求的承载力条件下，桩基的沉降量是否能满足设计要求（沉降量≤20mm），并确定荷载—桩顶位移曲线。
3 试验依据
（1）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；
（2）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106--2003/J256-2003）；
（3）《桩承载力自平衡测试技术规程》DB32/T29l-2009；
（4）工程地质报告及试桩桩位钻孔柱状图。
4 试验方法的选择
目前国内应用的测桩法主要有静力压桩法和自平衡测桩法。由于AM桩试桩必须要做抗压和抗拔两种实验，虽然两种测桩法均可实现，但是静力压桩法做抗压实验需要堆载大量重物，对场地要求比较大，另外在做抗拔实验的时候还需要做锚桩，实验时间比较长，而且不经济。中南路站地处市中心主要干道上，场地比较小，而且工期进度压力比较大，而且自平衡测桩法是可同时进行抗拔和抗压实验，既不受场地限制，又经济，因此中南路站AM桩试桩选择了自平衡测桩法进行检验。
5 桩基自平衡法承载力测试
5.1 测试原理
5.2 测试参数
5.3.2 位移量测装置
（1）电子位移传感器量程50mm（可调），通过磁性表座固定在基准钢梁上，用于量测桩身荷载箱处的向上位移，桩身荷载箱处的向下位移及桩顶向上位移。并由计量部门标定。
（2）电脑及数据自动采集仪一套。
5.4 试验程序
5.4.1 钢筋计布置与安装
（1）钢筋计布置。根据试桩处地质柱状图，SYZ1沿桩基轴线共布置5个钢筋应力测量截面，SYZ2沿桩基轴线共布置4个钢筋应力测量截面，SBZ1沿桩基轴线共布置4个钢筋应力测量截面，SBZ2沿桩基轴线共布置4个钢筋应力测量截面；每个截面布置4个钢筋应力计，4个钢筋应力计相对于桩身横截面两直径方向对称均匀分布。第一个钢筋计测量截面在桩顶下0.5m处，作为校核截面，其余钢筋计布置见试桩图。
（2）钢筋计安装。先将钢筋计的连接杆拧下，与主筋对焊，然后将主筋（安装有钢筋计）焊接固定在基桩钢筋骨架上。4个钢筋应力计分别标记为1、2、3、4，当上下两节钢筋骨架相接时，须保证主筋上连接的钢筋计方向标记均相同。
（3）钢筋计连接引线可沿钢筋骨架的主筋一直引至地面，并预留10m左右的引线与读数仪相连，在基桩钢筋骨架吊运、就位、下混凝土导管、引线帮扎的过程中必须保护好引线。
（4）钢筋计读数。钢筋计和土压力盒的观测与试桩位移同步进行，观测间隔为每级加载前10分钟。
5.4.2 进度安排
（1）合同签定后5天内完成荷载箱的设计、生产和标定，同时制作好钢筋笼。钢筋笼由试桩的施工单位按设计单位和测试单位的图纸制作。
（2）下钢筋笼，浇灌混凝土，时间取决于施工单位的成孔进度。
（3）试桩浇好后或进行桩端压浆后正常15天左右进行测试，正常情况二天即可测好。如遇暴雨等恶劣天气，适当顺延。
（4）测试后7天提供最终报告。
5.5 试验数据的分析、整理
（1）单桩极限承载力判断标准。
5.6 测试数据处理
测试各项数据通过仪器直接连接到计算机上进行整理分析并得出最后的检测报告。
6 结束语
自平衡法测桩在国外已大量采用，在我国用的还不多，该检测方法结果是比较准确的，完全可以满足工程上的需要，是检测钻孔灌注桩承载力的有效手段之一；自平衡法测试技术与传统静载试验及深层平板载荷试验相比，其优点在于它不受场地条件的限制，工序简单，节省工期和成本。自平衡测桩法在在AM桩基检测中的成功应用，也给今后桩基工程的检测提供了宝贵的经验。
参考文献：
[1] 卢波，龚维明，蒋永生，等.自平衡法在预应力管桩承载力测试中的应用和对比分析[J].建筑技术，2007（03）：4-7.
[2] 周明星，王鹏，程宝辉.自平衡试桩法关键问题探讨[J].桥梁建设，2008（06）：71-75.
[3] 王石榴，邓力.桩基承载力检测新技术的研究和推介[J].佛山科学技术学院学报（自然科学版），2004（04）：61-63.
关键词：自平衡法 旋挖扩底灌注桩 应用
中图分类号：TU473.16 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）002-001-03
1 工程概况
武汉地铁2号线一期工程中南路站为地下二层岛式站台车站，车站总长290m，标准段净宽42.9m，站台宽11m，埋深16m，采用纵向倒边盖挖逆作法施工。车站主体围护结构采用800mm厚地下连续墙，中间柱采用直径为800mm的钢管混凝土柱，柱下设独立桩基，桩基在使用阶段兼作抗拔桩，桩基直径为1.8m（桩基底部扩为3.0m或3.6m），采用目前国内专利技术AM桩工法（全液压可视可控旋挖扩底灌注桩）成桩。根据国家规范的要求，结合施工现场实际情况，同时为了给设计提供依据，施工现场采用自平衡法进行试桩。
2 试验目的
鉴于项目建设规模较大，为了保证施工的顺利进行和结构的安全可靠，提供桩基础设计参数和评价施工工艺的适应性，所以在AM桩正式实施前进行工程试桩，以达到如下目的：
（1）根据规范要求，对本车站中柱的独立柱基础桩进行现场试验，为设计提供依据。
（2）通过试桩检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判别和鉴定桩底处岩土性状，判定桩身完整性类别。
（3）通过试桩确定单桩竖向抗压、抗拔极限承载力。
（4）通过试桩判定竖向抗压、抗拔承载力是否满足设计要求。
（5）通过试桩判定在满足设计要求的桩基沉降量条件下，其单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。
（6）通过试桩确定各级荷载作用下，桩侧各土层的分层极限侧摩阻力和桩端土的端阻力，并给出桩侧摩阻力和桩端阻力占单桩极限承载力的比例。
（7）通过试桩，确定在满足设计要求的承载力条件下，桩基的沉降量是否能满足设计要求（沉降量≤20mm），并确定荷载—桩顶位移曲线。
3 试验依据
（1）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；
（2）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106--2003/J256-2003）；
（3）《桩承载力自平衡测试技术规程》DB32/T29l-2009；
（4）工程地质报告及试桩桩位钻孔柱状图。
4 试验方法的选择
目前国内应用的测桩法主要有静力压桩法和自平衡测桩法。由于AM桩试桩必须要做抗压和抗拔两种实验，虽然两种测桩法均可实现，但是静力压桩法做抗压实验需要堆载大量重物，对场地要求比较大，另外在做抗拔实验的时候还需要做锚桩，实验时间比较长，而且不经济。中南路站地处市中心主要干道上，场地比较小，而且工期进度压力比较大，而且自平衡测桩法是可同时进行抗拔和抗压实验，既不受场地限制，又经济，因此中南路站AM桩试桩选择了自平衡测桩法进行检验。
5 桩基自平衡法承载力测试
5.1 测试原理
5.2 测试参数
5.3.2 位移量测装置
（1）电子位移传感器量程50mm（可调），通过磁性表座固定在基准钢梁上，用于量测桩身荷载箱处的向上位移，桩身荷载箱处的向下位移及桩顶向上位移。并由计量部门标定。
（2）电脑及数据自动采集仪一套。
5.4 试验程序
5.4.1 钢筋计布置与安装
（1）钢筋计布置。根据试桩处地质柱状图，SYZ1沿桩基轴线共布置5个钢筋应力测量截面，SYZ2沿桩基轴线共布置4个钢筋应力测量截面，SBZ1沿桩基轴线共布置4个钢筋应力测量截面，SBZ2沿桩基轴线共布置4个钢筋应力测量截面；每个截面布置4个钢筋应力计，4个钢筋应力计相对于桩身横截面两直径方向对称均匀分布。第一个钢筋计测量截面在桩顶下0.5m处，作为校核截面，其余钢筋计布置见试桩图。
（2）钢筋计安装。先将钢筋计的连接杆拧下，与主筋对焊，然后将主筋（安装有钢筋计）焊接固定在基桩钢筋骨架上。4个钢筋应力计分别标记为1、2、3、4，当上下两节钢筋骨架相接时，须保证主筋上连接的钢筋计方向标记均相同。
（3）钢筋计连接引线可沿钢筋骨架的主筋一直引至地面，并预留10m左右的引线与读数仪相连，在基桩钢筋骨架吊运、就位、下混凝土导管、引线帮扎的过程中必须保护好引线。
（4）钢筋计读数。钢筋计和土压力盒的观测与试桩位移同步进行，观测间隔为每级加载前10分钟。
5.4.2 进度安排
（1）合同签定后5天内完成荷载箱的设计、生产和标定，同时制作好钢筋笼。钢筋笼由试桩的施工单位按设计单位和测试单位的图纸制作。
（2）下钢筋笼，浇灌混凝土，时间取决于施工单位的成孔进度。
（3）试桩浇好后或进行桩端压浆后正常15天左右进行测试，正常情况二天即可测好。如遇暴雨等恶劣天气，适当顺延。
（4）测试后7天提供最终报告。
5.5 试验数据的分析、整理
（1）单桩极限承载力判断标准。
5.6 测试数据处理
测试各项数据通过仪器直接连接到计算机上进行整理分析并得出最后的检测报告。
6 结束语
自平衡法测桩在国外已大量采用，在我国用的还不多，该检测方法结果是比较准确的，完全可以满足工程上的需要，是检测钻孔灌注桩承载力的有效手段之一；自平衡法测试技术与传统静载试验及深层平板载荷试验相比，其优点在于它不受场地条件的限制，工序简单，节省工期和成本。自平衡测桩法在在AM桩基检测中的成功应用，也给今后桩基工程的检测提供了宝贵的经验。
参考文献：
[1] 卢波，龚维明，蒋永生，等.自平衡法在预应力管桩承载力测试中的应用和对比分析[J].建筑技术，2007（03）：4-7.
[2] 周明星，王鹏，程宝辉.自平衡试桩法关键问题探讨[J].桥梁建设，2008（06）：71-75.
[3] 王石榴，邓力.桩基承载力检测新技术的研究和推介[J].佛山科学技术学院学报（自然科学版），2004（04）：61-63.