[热点探讨]关于自平衡法桩基静载试验行业标准的疑问？（JT/T 738-2009） [复制链接]

各位专家，大家好！ $n.oY5=\  
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我是北京某土木工程学院博士在读生，现面临论文选题。 B_$hi=?TTd  
在导师建议的三选一研究领域中，我选择了自平衡法桩基检测，自拟题目为《论自平衡法桩基静载试验技术之规程与实施》。 $# k
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经多日研究交通运输部行业标准《基桩静载试验 自平衡法》（JT/T 738-2009）（以下简称 “《行业标准》”），查询检索资料，苦苦思索，仍有以下不明之处，在此晒出： 'tm%3` F  
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一、 关于荷载箱加载 eD2u!OKW!  
《行业标准》中，对加载荷载箱有如下要求：“荷载箱额定加载值对应的油压值不宜大于45MPa...”。 9)}Nx>K  
本人之见： (pJ-_w'G  
1、上述要求之内容，究其本意，应该是为了保证桩身的完整性，使其不至于因为试验加载而人为导致破碎。因此，准确、有效地描述是否应该为：“桩身与荷载箱接触接触面受到载荷不宜大于45MPa...”？ FwKT_XkY  
2、 上述要求中，45MPa的极限是否合适？经本人和同学历时几个月的调研和统计，目前建筑桩和桥梁桩中，90%以上桩身设计混凝土牌号为C30 ~ C40，因此可以认为，目前绝大多数桩身的设计强度（尤其在荷载箱局部）都不足以承受45MPa压强的载荷。因此，本人觉得上述加载压强限定应改为25MPa比较合适。如果在考虑实际施工工况中的误差，此限定值还应该更低才是。对否？ '[g@A>xDvW  
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二、 关于断桩补救的工艺及质量要求 9Kf# jZ  
对于摩擦桩，往往将荷载箱安装于“平衡点”，试验加载时不可避免地会造成人为断桩，如采用试验后补浆等补救手段，使得工程桩确实能够继续承载设计载荷，本人认为也无可厚非。然而，此时补救手段及施工质量却显得尤为关键。《行业标准》中，本应对试验前的桩身保护措施、试验后桩身补强施工工艺、质量要求、确认方法等细节做出明确规定，但现在却没有。为何？ 1w*DU
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三、 关于Q-S曲线的等效转换 .sCi9d WR  
对于《行业标准》中建议的修正系数γ和等效转换方法，争论由来已久，且至今仍无定论，许多业内专家认为其理论基础确实存在明显缺陷，但仍堂而皇之发布于目前自平衡法最高级别的《行业标准中》。按照此转换方法得到的等效桩顶位移和等效桩顶载荷，是否真的等效？其转换方法的理论基础如何？ ~;> psNy  
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四、 经介绍，“自平衡法”实施起来技术难度很大，远不像传统的静载试验方法那么成熟，要求实施人员技术素质、责任心很高。且，准确确定摩擦桩的加载“平衡点”难度很大，绝大多数项目确定的荷载箱安装位置都较实际的“平衡点”有所偏差，这就意味着：实际只有半截桩能够加载至磨阻力破坏。那么，为什么网络上到处可见的“自平衡法”论文中的Q—S曲线都那么漂亮、完美？ g:V8"'  
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试想一下：因为安装荷载箱，造成钢筋笼局部空间错综复杂，导致实际该局部的桩体混凝土密实度和强度偏低，在对其加载45MPa的载荷，造成桩身开裂、破碎，最后注浆补强再不充分......，我们会得到一个怎样的Q-S曲线，怎样的试验结论？我们会得到一个怎样的桩基？ b}s)3=X@q  
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上述《行业标准》，作为目前“自平衡法”测桩技术领域内最高级别的标准文件，虽然只是推荐性标准，但它毕竟是具有相当的强制力的技术法规文件。如漏洞过大，各检测公司照此实施，各监理公司照此监控，长此以往，无异于从法律层面为类似“用竹签代替钢筋”的行为提供合法依据。 >LS*G qjq  
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上述诸多疑问，小则影响本人是否顺利通过毕业答辩，大则可能导致劣质建筑工程，因此顾不得贻笑大方，在此抛砖引玉，向诸位前辈求解，望有识之士不吝批判。无论任何见解，都会有益于本人的学业大计。 M`{~AIqd(  
谢谢！ m$

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不知道这么博士实际做过这方面的试验没有？

1、关于问题1，你的理解出现了极大的偏差，45MPa是油压值，跟桩身与荷载箱接触接触面受到载荷无等同关系。你没有理解荷载箱的原理，所谓油压值，是油泵提供给油路和千斤顶的数值，只和油泵的能力和油路的承受能力有关，油压值×并联千斤顶面积才是你说的荷载值。同样的油压值，45MPa，当连接2000kN千斤顶时荷载值是1800kN左右，当连接5000kN千斤顶时荷载值是4500左右，规范中对油压值的限制，实际是对设备能力的要求，大于45MPa，会导致油泵和油路容易出现问题而已。也就是说，你做3000kN的试验，至少要有3500kN的能力，而不能只是3000kN的能力。 g3*" ^C2=  
2、3、4实际上是一个问题，自平衡法主要是浙江大学龚晓楠的看家本领，之所以目前主要在交通领域开展并编制规范，是因为在交通领域往往静载试验吨位很大，又地处河道或者海中，加载采用传统静载试验方法很难实行，自平衡法的优势便在这里。相对传统的静载试验方法，其理论基础显然不够完善，几次力求写入建筑行业标准均被陈凡等否定。 AiMD"7 )c  
对于断桩的补救是你考虑太多了，对于大吨位摩擦桩来说，只要不承受上拔力，中间的材料是铁还是混凝土没有本质的区别，荷载仍能够正常的发挥作用，只要等断面等强度不缺失，对桩本身的承载力影响不大。 X"'c2gaa_  
对于Q-S曲线，理论基础你可以查一下龚晓楠教授的相关论著，从原理上来说对上半段确实有一些问题，所以目前具备条件普遍仍才从传统的方法。 ~ 8hAmM  
最关键的是，对大吨位静载试验，自平衡法价格便宜，为什么有人采用你可以理解了。至于论文中的曲线，就是普通静载试验，其实也可能像理论那么光滑，你应该更关注S-LGT曲线

感谢Laucher，进一步请教：  <M//zXa  
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1、“45MPa是油压值，跟桩身与荷载箱接触接触面受到载荷无等同关系” A>SXc%K  
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如示意图，我认为：如千斤顶直接对桩截面加载，桩身收到的压强基本上等于系统油压。当然，可以用加垫板的方式扩大千斤顶与桩身的接触面积，从而降低桩身实际收到的载荷压强。但是，据我同学说，他们实际应用中采用的钢板厚度也就20多毫米，按照理论计算是不够的。 H[K(Tt4<&  
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2、“对于大吨位摩擦桩来说，只要不承受上拔力，中间的材料是铁还是混凝土没有本质的区别，荷载仍能够正常的发挥作用，只要等断面等强度不缺失，对桩本身的承载力影响不大。” ?k6PH"M  
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怎样才能做到“等断面等强度不缺失”？这些应该具体化，这正是行业标准应该写的内容啊！现在的标准里，这些内容我看是没有的。 %FN3/iM
 
如果加载截面混凝土碎掉了，而且补浆效果达不到要求，也就谈不上等强度了，对吗？ H*SEzVb  
我认为，作为标准的内容，绝不能说“驾驶汽车要遵守交规”，而是要说：“驾驶汽车要红灯停绿灯行，否则违反一次罚款XXX元扣X分”。 ubq4Zv7'   
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3、“最关键的是，对大吨位静载试验，自平衡法价格便宜，为什么有人采用你可以理解了。” \dIc_6/D1  
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这也是最不能理解的。如果因为“价格便宜”是个合理的原因，那岂不是大家就可以理直气壮地“用竹签代替钢筋”了。行业标准的作用和意义何在？ 可能是我们学生太过较真儿了吧。 p^=>N9  
[P'crV,m  
见笑。

回答3楼问题,1,油压值要有控制,荷载箱差异比较大,东大他们的荷载箱上下钢板面积约占桩体的50%,荷载箱空隙要保证混凝土浇注顺利,通过荷载箱上下的钢板扩散应力,试验中桩体混凝土肯定破坏,但荷载箱及注浆后的桩体还可以承担荷载,多油岗荷载箱中间空洞,四周受力. H|E{n/g  
2 竹签和钢筋本质是不同的,荷载箱也是钢材,不是竹签;再者钢筋笼和荷载箱的连接部分是加固过的.可以认为钢筋笼上下连通的

根本就没见过自平衡试验，荷载箱里面几个千斤顶先搞清楚再说，还限定25MPa，25MPa千斤顶根本没发挥一半的作用，荷载箱不但是巨大的浪费，而且低力值根本就不准。10000kN的试验，选用的荷载箱宜在12500kN～18000kN之间，因此规范规定45MPa，也就是量程的80％上限是极为合适的，相应桩基检测规范也有要求。25MPa意味着选用22000kN以上的荷载箱！多少MPa是对设备的能力来说的，和你说那些什么桩身强度根本是两个概念。 1l@gZI12#/  
至于替代作用，规范里面还没说1＋1等于2呢，等强度不缺失在国标行标里面有的是说明，作为一本三级规范，先应遵守国标设计是基本规定，根本不用特殊说明。

谢谢laucher前辈赐教！解释如下： D.e4S6\&  
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1 “25MPa千斤顶根本没发挥一半的作用，荷载箱不但是巨大的浪费。。。” w(lxq:>"  
这里出现两个截然不同的命题。我的命题是：是否应该降低加载压强，保证桩体混凝土的完整；而您的命题是：如何尽量发挥高压油缸的功能和价值。 LU#DkuIG  
我的本意是：对桩体混凝土加载过高的压强，会导致应力过于集中，桩体会产生人为的破碎。是否应该将加载载荷限制在安全值之内？比如，对于C30，加载压强是否应该限定在25MPa以下？ O@.afk"{  
说明白点，就是建议采用数量较多的、较低油压的油缸。如果非要采用高压油缸（如70MPa），当然是会功能浪费了。但我觉得，在桩基安全性和试验准确性面前，试验成本应该是很次要的问题。 8,E#vQ55}(  
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2  “而且低力值根本就不准” =:fFu,+{  
这个我就不理解了，难道只有高压或者超高压油缸的力值才可以测的准确吗？我觉得不是吧？ un+U_|>c  
市面上有许多低压或超低压液压产品，如低压泵、低压马达、低压油缸等等，有许多额定工作压力才几MPa，甚至几帕（应用于精密仪器），难度它们的力值准确性都很差吗？ =xO q-M  
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3 “10000kN的试验，选用的荷载箱宜在12500kN～18000kN之间，因此规范规定45MPa，也就是量程的80％上限是极为合适的，相应桩基检测规范也有要求。” M4;A4V=W  
10000kN的试验，选用的荷载箱宜在12500kN～18000kN之间，这是合理的，保证加载设备有适当的能力余量。 8vN}v3HV&  
但是，规范规定45MPa，和某个桩基的试验极限好像没有什么必然的逻辑关系吧？ 0(owFNUBs  
比如：某荷载箱，用5个千斤顶，额定油压40MPa，总加载能力可以达到15000KN。如果为了避免桩体混凝土被顶碎，我们换成同样直径20MPa的，采用10个千斤顶就是了，加载能力没有打折扣啊，无非就是设备成本多了一点而已呗。 oB3,"zY  
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万不能说，我们能做出多高压力的油缸，就采用多高压力的。如果我手头上有一个油缸，内径200mm，额定油压可以达到400MPa，我拿这样一个千斤顶去顶桩，额定输出力为12560KN。千斤顶没问题，桩头能受得了吗？ RETq S  
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看来，laucher前辈是有些误会了。 p[Z'Fl  

我还没有看到《基桩静载试验 自平衡法 JT/T 738-2009 》这本规范

同意四楼，起码竹签强度不够

虽然目前将这种新的试验方法多称作“自平衡法”，以为这种试验方法就应该在桩基承载力的“平衡点”加载，但“自平衡”并不是这种试验方法和技术的绝对特征。因为在具体实施中，根据项目需要，经常将加载位置定于“不平衡点”，采用的是“不平衡法”。 　　而不论怎样设计加载方案，这种试验总是在桩基自身内部寻求加载反力，而不像传统方法（比如堆载、锚桩）那样借助于外部反力进行加载，因而，“自反力”才是这种加载技术的核心特征。