自平衡法/自反力法测桩技术

其检测原理是将一种特制的加载装置-----荷载箱，在混凝土浇筑之前和钢筋笼一起埋入桩内相应的位置，将加载箱的加压管以及所需的其他测试装置从桩体引到地面，然后灌注成桩。有加压泵在地面像荷载箱加压加载，使得桩体内部产生加载力，通过对加载力与这些参数之间的关系的计算和分析，我们不仅可以获得桩基承载力，而且可以获得每层土层的侧阻系数、桩的侧阻、桩端承力等一系列数据，这种方法可以用于为设计提供数据依据，也可用于工程桩承载力的检验。这种方法称之为自平衡法或者自反力法

技术优势—简单的试验环境

自平衡法或者自反力法不再需要外部的加载反力，因而可以在面临某些试验环境很困难的桩基（难桩）时，完成传统加载方法不能完成或者很难完成的试验。

这里，难桩指的是超大吨位桩基，边坡、水上、深开挖等环境下的桩基，以及其他一些不具备堆载和锚桩条件的桩基。

自反力法的这一优势，使得原来不可能完成的桩基试验变成可能，对建筑设计、施工的质量保证作出不可替代的贡献，体现出其巨大的技术价值和社会价值。

技术劣势—复杂的技术细节

与传统方法相比，自反力法由于发展历史较短，技术成熟度和普及度较低，因此，在试验实施细节和关键技术上，还存在着诸多难题。比如：试桩方法的确定选择、荷载箱的选择和安装、桩体的安全保护和修复措施、位移测量方法的准确性保证等等，这些技术细节都有待于通过大量的实践和研究来不断地发展和完善。

目前，桩基静载荷试验主要有以下几类加载方法：堆载法，锚桩法和自平衡法或自反力法。

其中：

堆载法，是在地面上堆载足够的配重来提供加载反力，以实现对桩基的加载。属传统试验方法。

锚桩法，是以试验桩附近的辅助桩作为反力支撑，对桩基进行载荷试验属传统试验方法。

自反力法，是在桩基内部，以自身的承载能力作为加载反力，实现自我加载的方法，是近几年新发展的一种试验技术。

当然，实际应用中，还可以采用“综合法”，即将上述的试验方法结合使用。

- 通过对桩基分段加载，利用桩基各段互为反力作用，充分地调动桩基及各土层的性能，并将其表现参数准确记录。

- 通过科学的数据分析，得到试验桩基及各土层的真实特性。

- 根据桩基及各土层的特性，进而推导出桩基的极限承载力等一系列安全性结论。

关键理论—存在争议

关于自平衡法测桩的相关技术，在最早的江苏省规范《桩承载力自平衡测试技术规程DB32-T291-1999》中，以及最新的比较权威的交通运输部规范《基桩静载试验 自平衡法JT/T 738-2009》中，都提出了以修正系数γ修正向上摩阻力的“等效转换法”，但由于其修正系数只与相关的土层类型相关，而并未考虑土层深度、厚度以及土层上、下层相对位置等重要因素，因此，上述“等效转换法”理论，仍被许多业内专家强烈质疑，这是目前为止，自平衡法测桩技术在理论上存在较大争议的焦点。

关键设备—技术领先

自平衡法或者自反力法测桩技术传入国内之前，以及初始应用几年，关键的加载设备-荷载箱的研发处于滞后状态，国内外普遍采用的荷载箱以普通千斤顶加装上、下底板拼装而成。

近几年，国内研制成功和迅速推广普及的专业荷载箱，在提高桩基安全性、试验成功率、试验安全性、试验准确性的同时，降低了检测项目成本，对自反力（自平衡）测桩法的发展和完善提供了强有力的支持。

顾名思义荷载箱是自平衡法检测的产物，通过预先在荷载箱内灌注混凝土，当混凝土的强度达到一定的要求时，将荷载箱和焊接好的钢筋笼一起埋入桩内，在地面平台通过加压泵对桩内的荷载箱进行加压加载，荷载箱本身的打开面打开后通过位移丝的走位数据以及各土层的检测数据进一步来测定桩的承载力。

实施技术—不断完善

自平衡测桩法，只是一类试验加载方法的总称，并不是一种固定不变的标准的试验过程。实施过程中，有许多具体问题需要技术人员在规范的框架下合理解决。

目前国内已经完成了近千个不同类型桩基静载项目的实践，项目类型涉及抗拔桩、抗压桩、摩阻桩、端承桩、定性检测和定量检测等，试验吨位最大到万吨，积累了足够丰富的试验经验。试验方法和相关技巧方面，包括加载位置设计、位移测量结构、后补浆技术、断桩处理等方面的技术实施细节也已经逐渐成熟和完善。可以说，目前已经可以用自反力测桩法完成几乎任何类型桩基的静载试验。

自反率 If Y∈X∈U then X → Y

· 传递率（Transitivity）

If X → Y and Y→ Z then X → Z

· 增广率（Augmentation

If X → Y then XY→YZ

· 合并规则Union Rule

If X → Y and X → Z then X→YZ

· 分解规则Decomposition Rule

If X→YZ then X → Y and X → Z

· 伪传递规则Pseudotransitivity Rule

If X→Y and WY→Z then X→Z

· 积累规则Set Accumulation Rule

If X→Y and Z→W then X→YW2100433B

1 技术理念：

Tomer测桩技术的内容可以简单总结为：通过加载，尽量充分地调动土层的性能，并将其表现参数准确记录；通过科学的数据分析，得到土层的真实特性，并得到桩的极限承载力和承载力特性等一系列信息和结论。

Tomer认为，桩基检测的作用，更重要的应该是准确了解土层的实际性能，而不仅仅是得出一个简单的极限载荷。

而国内许多人所说的自平衡法，由于时间较短，还未见到有更深入的理论研究和实践，目前只是简单地对数据结论进行经验性的推导，这不但是没有必要的，也是非常不正确的。

2 试验过程：

由于技术理念的不同，其主要过程与自平衡法有以下区别：

3 试验手段：

做为发明者，由于几十年的研究和积累，目前Tomer测桩手段在国际上处于领先水平。以下举例略表一二：1)荷载箱内部采用增压加强装置，能轻易达到试验所需的任何加载力；2)通过位移丝来检测位移是试验结果更加准确；同时，利用位移丝精确地测量桩体的位移，而不是用荷载箱的位移来推断桩体位移；3）通过特殊的结构设计，保证荷载箱周边在混凝土灌注同时浮渣能轻易排除，从而确保荷载箱加载力顺利地加到桩体上，而且在试验做完压浆后，用作工程桩没有任何隐患等等。我们注意到在国内自平衡法的实践出，在上述问题上存在普遍的原则性错误。

4 试验结果：

由于试验手段的先进和方法的科学性，以及满足各种不同种类的项目要求和处理各种不同地质情况的丰富经验，从而保证了Tomer静载试验的结果当然更加准确和安全。2100433B