雙自平衡法在長大直徑樁中的極限承載力測定
傳統(tǒng)的樁基荷載試驗方法有兩種，一是堆載法，二是錨樁法。前者必須解決幾百噸甚至上千噸的荷載來源、堆放及運輸問題，后者必須設置多根錨樁及反力大梁，不僅所需費用昂貴，時間較長，而且易受噸位和場地條件的限制，以致許多大噸位樁和特殊場地的樁的承載力往往得不到準確數(shù)據(jù)，基樁的潛力不能合理發(fā)揮，這是樁基礎領域面臨的一大難題。
美國學者Osterberg于上世紀80年代首先提出了自平衡測試法，該法在國內(nèi)東南大學最先開展了該項研究，并于1999年制定了相應的《樁承載力自平衡測試技術規(guī)程》(DB32／T291—1999)。該方法具有如下優(yōu)點：
① 該法適用范圍廣，能測定達幾千噸的承載力，且無需堆載與反力梁。
② 該法對場地要求低。
③ 該法費用低，不需要堆載與反力梁，且試樁仍可作用工程樁用。
④ 各種測試元件配合該方法能準確地確定樁側阻力和樁端阻力。
l 自平衡原理
自平衡測樁法的主要裝置是一種經(jīng)特別設計可用于加載的荷載箱。它主要由活塞、頂蓋、底蓋及箱壁4部分組成。頂、底蓋的外徑略小于樁的外徑，在頂、底蓋上布置位移棒。試驗時，在地面上通過油泵加壓，隨著壓力增加，荷載箱將同時向上、向下發(fā)生變位，促使樁側阻力及樁端阻力的發(fā)揮(見圖1)。由于加載裝置簡單，多根樁可同時進行測試。
荷載箱中的壓力可用壓力表測得，荷載箱的向上、向下位移可用位移傳感器測得。因此，可根據(jù)讀數(shù)繪出相應的“向上的力與位移圖”及“向下的力與位移圖”，根據(jù)向上、向下Q—S曲線判斷樁承載力、樁基沉降、樁彈性壓縮和巖土塑性變形。
由于自平衡試樁法本身的特點，因此可以滿足某些特殊的設計要求，有時需要測出樁身上段的極限側阻力、下段的極限側阻力以及極限端阻力，可以采用雙荷載箱測試技術。采用兩只荷載箱，一只放在樁下部，一只放在樁身某個位置，便可分別測出樁身上段的極限側阻力、下段的極限側阻力以及極限端阻力。
基樁自平衡試驗開始后，荷載箱產(chǎn)生的荷載沿著樁身軸向往上、往下傳遞。假設基樁受荷后，樁身結構完好(無破損，混凝土無離析、斷裂現(xiàn)象)，則在各級荷載作用下混凝土產(chǎn)生的應變量等于鋼筋產(chǎn)生的應變量，通過量測預先埋置在樁體內(nèi)的鋼筋應變計，可以實測到各鋼筋應變計在每級荷載作用下所得的應力一應變關系，可以推出相應樁截面的應力一應變關系，那么相應樁截面微分單元內(nèi)的應變量亦可求的。由此便可求得在各級荷載作用下各樁截面的樁身軸力及軸力、摩阻力隨荷載和深度變化的傳遞規(guī)律。
