靜載試驗方案比較1樁承載力測試技術現狀靜載荷試驗法測試基樁承載力，成果直觀、可靠，通常認為是一種標準試驗方法，它可作為其它檢測方法的比較依據。按反力裝置的不同，有堆重平臺反力法、錨樁法和堆錨聯合反力法，試樁所承受的荷載一般由油壓千斤頂施加。1.1堆載法 該方法需要預先準備大量配重塊（要求大于試樁預估極限荷載的1.21.5倍），壓重宜在測試前一次加足，并均勻穩固地放置于壓重平臺上。為了保證測試過程的安全，壓重施加于地基的壓應力不宜大于地基承載力特征值的1.5倍，有條件時宜利用工程樁作為堆載支點。該方法的缺點是需要進行大量的運輸和多次重復的吊裝工作，需要修筑場內轉點道路，耗費大、測試安裝時間長、工期長，對測試場地條件和對平臺安裝拆卸的技術熟練程度要求較高，且受天氣因素影響大，安全性差。一般地，10000kN以下的堆載實施較容易，10000kN以上則比較困難。 1.2錨樁法 當條件適合時，采用錨樁法是較好的選擇。該方法要求錨樁、反力梁裝置提供的反力不應小于預估最大試驗荷載的1.21.5倍，當采用工程樁作為錨樁時，錨樁數量不得少于4根，當要求加載值較大時，有時需要6根甚至更多的錨樁，具體錨樁數量可通過驗算各錨樁的抗拔力來確定。錨樁法的優點是不需要運輸大量的配重塊，與堆載法相比耗費較小，但也存在明顯的局限性：a、試樁的選擇有限制，不能選擇邊、角樁，樁間距不能大于1/2反力梁長度；b、對有中、輕度樁身缺陷的樁不能用作錨樁，以防樁身缺陷因受拉而破壞；c、試驗過程中受制約因素較多，如錨筋拉斷、錨樁上拔量超限等，易造成試驗失敗。2 樁承載力自平衡法與傳統基樁靜載荷試驗方法的比較長期以來，在對建筑工程與道路橋梁工程基樁豎向抗壓承載力進行靜載荷試驗時，較習慣而廣泛采用傳統靜載試樁法即堆載法和錨樁法。因為傳統靜載試樁法是與基樁的實際工作狀態相同或接近的一種試驗方法，也是公認的最直觀、最可靠的試驗方法，所以往往用來作為其它承載力試驗方法準確性、可靠性的判別標準。傳統靜載試樁法具有如下特點：首先，加載能力在試驗方面受到限制。當采用錨樁法時，主要受鋼梁承載能力和錨樁抗拔力的限制，試驗過程中鋼梁受集中荷載作用，在集中荷載作用處彎矩很大，造成試驗荷載越大則要求鋼梁尺寸越大，目前國內錨樁法的加載能力一般不超過40000kN；當采用堆載法時，除受鋼梁承載能力限制外，尚受場地條件及堆載高度等多種因素的制約，一般情況下，堆高宜小于5m，最高不應超過8m,否則安全難以保障，目前國內堆載法的加載能力一般不超過20000kN。其次，對試驗場地條件要求高。當采用錨樁法時，要求試樁的周圍適合位置須有足夠數量的錨樁，且錨樁的抗拔力要滿足最大試驗荷載的要求，若直接采用工程樁作錨樁，大多數情況下很難同時滿足上述要求，除非專門設計錨樁；當采用堆載法時，需專門修建能通行重型吊車、貨車的道路至每一根試樁，需對試樁點處場地進行平整壓實，對于較大噸位承載力的試驗，可能需要根據場地情況，設計建造支撐承臺或支撐樁，否則實施測試相當困難且代價很高；對于水上、斜坡、深基坑底及狹窄場地等條件下的試樁，無論是錨樁法還是堆載法都難以甚至無法實施測試。第三，試樁過程費力、費錢、費時。除需進行上述繁雜的場地準備工作外，還要運輸大量配重塊（一般是鑄鐵、鋼塊或混凝土塊）及大型鋼梁到現場，每根試樁都需進行堆上和卸下的重復性吊裝作業；當兩試樁之間相距稍遠（一般超過40m左右），尚需增加場內運輸及吊裝次數；以上費用構成了試樁的主要硬成本，一般高于技術試驗費。傳統靜載試樁法必須在樁身混凝土達到設計強度后方可測試，加上場地準備時間和配重塊運輸、吊裝及轉點的時間，一般平均一根樁的測試至少需23天的時間，且在同一時段內只能進行單根樁測試，故累計工期較長；若考慮到市區內對大型貨運車輛通行的限制及測試過程受天氣因素的影響、雨天不能作業等，工期還有較大的不確定性。第四，安全性方面欠佳。就堆載法而言，堆重平臺支墩施加于其下的地基土的壓應力可能會大于地基土承載力，造成地基土破壞或明顯下沉，導致堆重平臺傾斜甚至坍塌，因此有一定的危險性。安全隱患的后果輕則導致試驗失敗，造成經濟損失；重則發生人身傷亡事故。在實際檢測工作中，確有堆重平臺坍塌事故發生。隨著大型鉆孔機械的發展和樁基礎施工技術的提高，大量高層建筑、特大公路橋梁的設計對基樁單樁承載力提出了更高的要求，象鉆孔灌注樁最大樁徑已超過5m，樁長超過100m，單樁承載力超過100000 kN，目前世界記錄已達300000kN。傳統的堆載法、錨樁法顯然難以滿足要求，故樁承載力自平衡測試技術應運而生。該測樁法的基本原理是利用樁側摩阻力作為樁端阻力的反力來測試樁承載力，該方法無需笨重的反力架和大量的堆載，裝置簡單，特點如下： 其一，該法利用樁的側阻與端阻互為反力，因而可以直接測得側阻力與端阻力以及各自的荷載位移曲線。其加載機理與樁的實際工作狀態有所不同，加載時，荷載箱上部的樁身向上移動，亦即產生的摩擦力是負摩擦力，檢測成果需將其換算成正摩擦力，Qs曲線也需作等效轉換，但其檢測成果信息詳細，可分別測得樁側阻力和端阻力。其二，該法幾乎不受試樁荷載噸位的限制，可以測得大噸位樁基的承載力，使樁基潛力得以合理發揮。其試驗能力取決于具體地質條件，只要樁側摩阻力足夠大，則其最大試驗能力幾乎不受其他因素限制，目前該方法最大試驗荷載達到151000 kN（工程地點: Tucson,AZ），我國的舟山西堠門大橋基樁最大試驗荷載也已達到130000 kN。其三，該法對試樁場地條件要求較低。試樁點處只需放置測量沉降的基準梁，占用場地很小，幾乎不受場地條件的限制，故該法適用范圍廣，不但可以在傳統堆載法無法進行的水上、坡地、基坑底、狹窄場地等惡劣情況下實現試樁，也可對用傳統試樁法難以進行的斜樁、嵌巖樁、抗拔樁等進行測試。其四，該法裝置較簡單，試樁過程省力、省錢、省時。測試不需運入數百噸或數千噸物料，不需構筑笨重的反力架，其加載裝置主要就是一個特制的荷載箱，沒有大量的堆載，也不用專門修建道路、制作加強樁頭及平整加固場地；即使荷載箱為一次性投入器件，但其檢測費用仍比傳統靜載試樁法節省30%60%，節約比例具體視樁與地質條件而定，一般承載力越高，其優勢越明顯；其試樁過程尚能與基樁施工基本同步，即在進行基樁混凝土澆筑時可將荷載箱一并埋設，待樁身混凝土達到一定強度（一般混凝土齡期15d可達設計強度的70%左右），且土體穩定后開始測試；測試時只需幾臺高壓油泵，就可實現多根樁同時測試，加之荷載箱埋入后基本不受天氣影響，故總工期可以大大縮短。其五，該法操作安全可靠。由于其加載裝置埋入基樁混凝土內部，地面部分基本沒有受力點，故幾乎不可能發生安全事故；試驗后試樁仍可作為工程樁使用，必要時還可利用預埋管對荷載箱進行壓力灌漿。其六，該法還可應用于基樁研究領域。自平衡靜載試樁法的獨有特點使下列研究成為可能：1、分別測量樁側阻力和樁端阻力；2、可測得土阻力的靜蠕變和恢復效果，試驗荷載能保持任意長時間段，因此可實測樁側和樁端阻力的蠕變行為的數據，沉樁結束后土阻力的恢復也可在任何時候方便地得到；3、能對樁施加水平荷載；4、能無限地循環加載；5、能測試任意角度的斜樁；6、單獨測試嵌巖段，而不包括覆蓋層；7、荷載能施加在任一指定的區段，如高層建筑常有一至數層地下室，其樁基的有效長度應從地下室地板的底面算起；自平衡法可以克服傳統靜載試驗只能在地面上進行的缺陷，能在基坑挖到設計標高后再做靜載荷試驗，從而直接測得有效樁長的承載力。其七，該法方便重復試驗。可在不同的樁端深度（雙荷載箱或多荷載箱技術）和同一樁端深度的不同時間（后壓漿試樁效果對比），在同一根樁上方便的進行試驗。綜上所述，自平衡靜載試樁方法與傳統靜載試樁方法相比至少在下述幾個方面具有明顯的優勢：1、實現超大噸位試樁，滿足目前大量高層建筑和特大公路橋梁工程基樁很高的單樁承載力的要求；2、實現惡劣場地試樁，特別適用于傳統靜載試樁法難以甚至無法實施的水上試樁、斜坡試樁、深基坑底試樁及狹窄場地試樁等情況；3、省力、省錢、省時；4、具有強大的研究功能。表1 傳統靜載試樁法與自平衡靜載試樁法的對比歸納： 方 法內容傳統靜載試樁法自平衡靜載試樁法加載機理與樁的實際工作狀態相同。與樁的實際工作狀態有所不同。檢測結果公認的最直觀、最可靠的方法。信息豐富，直接測得樁側阻力和樁端阻力，但Q-s曲線需作等效轉換。最大試驗能力堆載法一般不超過20000kN；錨樁法一般不超過40000kN。決定于具體地質情況，目前最大試驗荷載達300000kN。試驗場地要求對試驗場地條件要求高，需專門進行道路修建、場地平整加固（或專門設計建造支撐承臺）及制作加強樁頭。能在水上、斜坡、深基坑底及狹窄場地等惡劣條件下試樁。試樁過程需大量的運輸、吊裝等笨重、重復的機械作業，費力費時。基本與施工同步，附加工作少，