編者按：根據現有可查證的檔案記錄，目前被(bei)國內(nei)冠之以”自(zi)平衡(heng)法(fa)“之名(ming)的樁內(nei)預埋加載(zai)(zai)設備進行樁基承(cheng)載(zai)(zai)特性(xing)檢測的方法(fa)，最早(zao)于1960年代有以色列AfarVasela公司提出并實施。根據專利資料，該法(fa)被(bei)稱為“一種(zhong)新的承(cheng)載(zai)(zai)力(li)測試方法(fa)”，俗稱為“通莫(mo)靜載(zai)(zai)法(fa)”。（-長文預警(jing)-）

一(yi)、基(ji)本原理

自平(ping)衡(heng)法(fa)工作原理(li)是(shi)把(ba)一(yi)種特制的加載(zai)裝置——荷(he)載(zai)箱(xiang)和鋼筋籠焊接在一起埋入樁內，荷載箱埋置深度根據樁及土層預先估算得到，其位置即是理論計算的樁身縱向承載力的上下平衡點。埋設時將荷載箱的高壓油管、位移測量棒或位移絲引到地面，然后澆注成樁。試驗時，由高壓油泵在地面向荷載箱充油加載，荷載箱將力傳遞到樁身，其上部樁身的摩擦力與下部樁的摩擦力及端阻力相平衡——自平衡來維持加載。根據測得的荷載和上下位移量，分別繪制試驗平衡點向上向下Q-s曲線、s-lgt曲線、s-lgQ曲線以及等效轉換曲線(關于等效轉換曲線，有部分國內地方標準未做規定)，通過分析不僅可(ke)以(yi)獲得樁基承載力，而且可(ke)以(yi)獲得每層土層的側阻(zu)系數、樁的側阻(zu)、樁端承力等一系列(lie)數據。見示意圖所示。

自平衡測試(shi)法尤其(qi)適用(yong)于粘性土、粉(fen)土、砂(sha)土、巖(yan)層中的(de)人(ren)工挖孔(kong)(kong)樁(zhuang)、鉆孔(kong)(kong)灌注樁(zhuang)等，特別(bie)是傳統靜載(zai)試(shi)樁(zhuang)相當難以(yi)實現的(de)水上試(shi)樁(zhuang)、坡地(di)(di)試(shi)樁(zhuang)、基坑(keng)底試(shi)樁(zhuang)、狹窄場地(di)(di)試(shi)樁(zhuang)、超(chao)高承載(zai)力(li)試(shi)樁(zhuang)等情況(kuang)。

二、檢測方法

2.1  自平(ping)衡測試加載(zai)采用專用的(de)荷載(zai)箱，使用前必須經法定計(ji)量單位或授權的(de)標定計(ji)量，荷載(zai)箱平(ping)放于試樁(zhuang)中心(xin)，荷載(zai)箱位移方向與樁(zhuang)身軸線(xian)夾角不大(da)于5°，荷(he)載箱(xiang)極限(xian)加載能力應大于預估(gu)極限(xian)承(cheng)載力的1.5倍(bei)。

2.2  荷(he)載(zai)測量采用聯于荷(he)載(zai)箱(xiang)的(de)壓(ya)(ya)力(li)表；或壓(ya)(ya)力(li)傳感器(qi)測定(ding)(ding)油壓(ya)(ya)，根據荷(he)載(zai)箱(xiang)率定(ding)(ding)曲(qu)線換算(suan)荷(he)載(zai)。

2.3  試(shi)樁位移測量宜采用位移傳感器或大量程百(bai)分表。

2.4  試樁和基準樁之間的中(zhong)心距(ju)離應大于等于3D且不小于2.0m。

2.5  荷載箱(xiang)(xiang)的(de)位移傳遞裝置(zhi)的(de)護管(guan)(guan)與鋼筋籠焊接成(cheng)整體，保證其垂(chui)直(zhi)度和剛(gang)度，護管(guan)(guan)還應(ying)分別(bie)與荷載箱(xiang)(xiang)上下(xia)蓋焊接，焊縫應(ying)滿足強度要求(qiu)，并確保護管(guan)(guan)不滲漏出泥(ni)漿(jiang)。荷載箱(xiang)(xiang)放置(zhi)處一般宜有加強措施。

2.6  荷載箱放置在樁身平衡點處(chu)，使上、下段樁的承(cheng)載力相(xiang)等(deng)以維持(chi)加載。當端(duan)阻力大于側阻力時，可根據樁長徑比、地質(zhi)情況采取(qu)技術措(cuo)施(shi)。

2.7  試驗檢測應(ying)符合下(xia)列規定：

采用慢速維持荷(he)載法，即逐級加載，每級荷(he)載達到相對(dui)穩定后(hou)方可(ke)加下一級荷(he)載，直到試樁(zhuang)破(po)壞，然后(hou)分(fen)級卸到零。對(dui)工程樁(zhuang)作驗(yan)(yan)證性試驗(yan)(yan)，當有成(cheng)熟的地(di)區經驗(yan)(yan)時(shi)(shi)，可(ke)采用快速維持荷(he)載法，即每隔一小時(shi)(shi)加一級荷(he)載，是否延長維持荷(he)載時(shi)(shi)間應根據樁(zhuang)位移量收斂情況確(que)定。

加(jia)載(zai)應分(fen)級進行(xing)，采(cai)用逐(zhu)級等量(liang)(liang)加(jia)載(zai)；分(fen)級荷(he)載(zai)宜為最大(da)加(jia)載(zai)量(liang)(liang)或預估極限承(cheng)載(zai)力的(de)1/10，其中第一級可(ke)取(qu)分級荷載的2倍。

當出現規范規定(ding)的終止(zhi)加(jia)載條件之一時，可(ke)終止(zhi)加(jia)載。

三、檢測數據的分(fen)析與判定 

3.1 極限承載力(li)

極限(xian)承載力的(de)確定是試(shi)驗(yan)的(de)首要目的(de)，根(gen)據(ju)試(shi)樁的(de)加載值(zhi)，可按下式(shi)確定試(shi)樁的(de)極限(xian)承載力：

式中：Q_u^u ——試樁(zhuang)上段(duan)樁(zhuang)的極限承載力； Q_u^d ——試樁下段樁(zhuang)的(de)極限承載力；G ——試樁荷載箱上部樁自重；γ ——上端樁的承載力折算系(xi)數，根據荷載箱(xiang)上部土的類(lei)型確定：粘性土、粉土γ=0.8；砂土γ=0.7；巖石γ=1；若(ruo)上部有不同(tong)類(lei)型的土層，γ取加權平均(jun)值。

3.2 關于等效轉(zhuan)換

為(wei)了更準確(que)的(de)(de)分(fen)析(xi)(xi)單樁的(de)(de)極(ji)限(xian)承載(zai)(zai)力，可以(yi)將自平衡法(fa)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果等效轉換(huan)為(wei)傳(chuan)統靜載(zai)(zai)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)Q-S曲線(xian)，利用(yong)傳(chuan)統靜載(zai)(zai)的(de)(de)單樁極(ji)限(xian)承載(zai)(zai)力確(que)定方法(fa)進行輔析(xi)(xi)。同(tong)時，也可以(yi)很(hen)好的(de)(de)驗(yan)(yan)(yan)證自平衡法(fa)的(de)(de)有效性。自平衡法(fa)(fa)測試(shi)結果(guo)向(xiang)傳統(tong)靜載試(shi)驗的樁頂荷(he)載—位(wei)(wei)(wei)移曲(qu)線轉換方法(fa)(fa)根據向(xiang)上向(xiang)下位(wei)(wei)(wei)移同步的原(yuan)則擬合，即通過位(wei)(wei)(wei)移進(jin)行(xing)疊加荷(he)載的方法(fa)(fa)進(jin)行(xing)轉換。

目前，國(guo)外對單樁自平(ping)衡靜(jing)載(zai)試(shi)驗(yan)測(ce)試(shi)值如何轉換(huan)計算得出類似(si)傳統(tong)靜(jing)載(zai)試(shi)驗(yan)抗(kang)壓承載(zai)力的方法(fa)不(bu)盡相同，在山東省地方標準DB37/T5044-2015中亦未做規定。

四、結語(yu)

自平衡法樁基檢測技術和傳統的靜載試驗相比具有試驗裝置簡單、試驗費用較省且成本可控（特別是與配重堆載反力法相比）、不占用施工場地、不影響施工進度、工地安全易保障、檢測單樁承載力大等優點，特別是在水上試(shi)樁(zhuang)、坡地試(shi)樁(zhuang)、基坑底(di)試(shi)樁(zhuang)、狹(xia)窄場地試(shi)樁(zhuang)、超高承載(zai)力(li)試(shi)樁(zhuang)的應用中(zhong)，具有明(ming)顯的工(gong)程優勢(shi)。但(dan)是(shi)，根據當前的工(gong)程經驗和技術分析，以下幾種(zhong)情況下不建議(yi)采(cai)用自(zi)平衡法試(shi)驗：

1）建筑(zhu)基樁設(she)計等級為甲(jia)級、且無場地試樁數據的基樁；

2）為設計提供(gong)依據的試樁(zhuang)；

3）地質條件復雜、成樁質量(liang)可靠性低的基樁；

4）因(yin)自平衡裝(zhuang)置埋設(she)造成(cheng)基樁施工(gong)技術措(cuo)施復(fu)雜的(de)情況；

5）規(gui)范規(gui)定的其他不適(shi)宜的情況。