概要綜述

與靜載法相比，傳統(tǒng)的自平衡法提供了更好的樁基承載力評估，特別是在鉆孔灌注樁基上。但是，仍然存在挑戰(zhàn)，包括荷載箱埋在樁基礎(chǔ)里面，可能造成施工困難。

本文介紹了一種新的自平衡法，加載裝置放在樁頭。這種布置可以讓基礎(chǔ)施工按標(biāo)準(zhǔn)實行，無需特殊布置來繞過埋在樁基里面的荷載箱裝置。在描述傳統(tǒng)的自平衡法過程及其相關(guān)的施工挑戰(zhàn)后，本文將評述新的樁頂加載自平衡法系統(tǒng)（TLBT），包括檢測設(shè)備，組裝，加載機構(gòu)，力到樁基的傳遞。

傳統(tǒng)的自平衡法有個局限性就是上段樁的負載方向跟實際樁基的負載方向不同，所以上段樁的彈性壓縮值會比從樁頂施加負載的壓縮值小。在做等效轉(zhuǎn)換時，可以通過在樁基測量的位移中添加彈性壓縮來克服這種局限性。

為了證明這個概念，在2020年夏季，進行了原規(guī)模的樁頂加載自平衡法模擬試驗的設(shè)計，計劃，安裝和檢測。試驗樁樁徑1220mm，樁深12m，在R裝置上方安裝了振弦式鋼筋計，上下鋼板和樁底安裝了位移桿。

基于位于試驗樁附近的柱狀圖，100英尺（30米），地質(zhì)土層為深棕色非常僵硬的可塑性粘土（CH），延伸到43英尺（13米）的深度地面平均水含量為25％，平均可塑性指數(shù)為43％，平均不排水抗剪強度為2kSF（96kPa）。 可塑性粘土（CH）的上部分堆積了非常堅硬的棕褐色到灰色可塑性粘土（CH），平均含水量為22％，平均可塑性指數(shù)為46％，平均標(biāo)準(zhǔn)滲透試驗（SPT）計數(shù)為61次每英尺。 低于85英尺（26米）深度是硬灰色頁巖。 根據(jù)鉆孔報告的土壤性質(zhì)和強度值，巖土摩阻平衡點計算為大約樁端上5英尺（1.5米），R裝置就安裝在這個位置。

安裝好R裝置后，把樁身移動鋼筋（SMB）和樁底移動鋼筋(BMB)套在PVC管里面安裝好，然后下籠，灌混凝土。混凝土用混凝土導(dǎo)管通過R裝置的中心孔灌注，出漿口大約在樁底上30.5cm?；炷列葜蛊谶^后，樁頂搭建組裝好上加載裝置，液壓千斤頂，荷載單元和下加載裝置。

樁頂加載自平衡法一個主要的，比較實際的優(yōu)勢就是在安裝中，帶檢測裝置的完整的鋼筋籠可以提前準(zhǔn)備好，到工地上直接下籠，不需要任何現(xiàn)場準(zhǔn)備。

樁頂加載法的規(guī)范是ASTM D8169，預(yù)埋R裝置，而不是傳統(tǒng)自平衡的荷載箱。加載21輪，卸載5輪。最大雙向加載噸位是440噸。

從蝶形圖表和基礎(chǔ)彈性壓縮計算，需做等效轉(zhuǎn)換來檢測樁基荷載-位移關(guān)系。此外，在樁頂加載自平衡法試驗時視覺觀察荷載-應(yīng)變的反應(yīng)，對荷載值和每層鋼筋計的應(yīng)力做對比圖表。從等效轉(zhuǎn)換和荷載-應(yīng)力的圖表來看，從R裝置傳遞到上下段樁的均布荷載很明顯。

在樁頂加載自平衡法試驗中，所有加載都是通過樁頂可重復(fù)利用的加載裝置來完成。另外，這種布置可以讓鉆孔基礎(chǔ)施工按常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)實行，無需特殊布置來繞過埋在樁基里面的荷載箱裝置。R裝置帶有中心孔用于混凝土導(dǎo)管穿過，不需做施工修改。而且在樁頂上，荷載箱如有任何損壞都可以維修，最小化因設(shè)備問題而需要放棄試驗的風(fēng)險。因此，這種新方法提供了一種可施工性和降低了因設(shè)備部件問題導(dǎo)致失敗的風(fēng)險。

像任何新的開發(fā)和技術(shù)一樣，必須解決幾種挑戰(zhàn)和限制，要解決這些限制并克服這些挑戰(zhàn)，就需要完成更多的測試。然而，初次測試結(jié)果表明樁頂加載自平衡法對深基礎(chǔ)行業(yè)非常有利。 這種方法也有利于項目業(yè)主，因為開支小，可以完成更多的測試。對專業(yè)承包商也有益，因為這個系統(tǒng)不需要改變樁基安裝的手段和方法。此外，整套含試驗裝置的鋼筋籠可以由特種承包商采購和制作，因此，在測試之前不需要額外的組裝。最后，這種雙向荷載測試方法對基礎(chǔ)工程界非常有益，因為實際試驗裝置的行程不受限制，從而允許使用更高的噸位。