单位:四川经准检验检测集团股份有限公司 刘铭、邓银光、陆涛、陈筹

摘要：科学技术的发展进一步提升了基础设施施工的智能化以及自动化性质，尤其是在当前的桩基承载力检测作业中，利用智能化技术打造完善的检测方式，能够进一步提升作业的效率和精准性。因此建立在BIM技术的基础上，以自平衡法的实验原理作为切入点，融合BIM技术的基础理论，结合桩基承载力测验的自平衡法落实融合分析，能够有效发挥原有自平衡法的优势，同时也可以进一步提升检测的质量。
关键词：自平衡法；BIM技术；桩基承载力；检测分析
        在现代化的基础设施建设过程中，打造智能化的检测体系，已经成为了多方关注的重点，而自平衡法本身在大吨位以及超大吨位的桩基检测中有着较强的应用价值，与此同时还涉及到了反锚法以及堆载法，这三种方式在实际应用过程中虽然有一定效率，但是也存在着部分局限性。因此建立在BIM技术的基础上，落实融合分析打造性能更高精准性更强的检测体系，不仅是本文论述的重点，也是进一步强化桩基承载力检测质量的关键研究课题。
        一、技术体系原理分析
        （一）自平衡法
        自平衡法的核心构件是专用荷载箱，它通过油管与地面油泵连接，在实验过程中，能够发挥与千斤顶相似的作用，油泵传递的压力可以直接作用在桩基上[1]。实验开始之后，地面油泵会持续对荷载箱进行加压，受压之后荷载箱会同时产生向上和向下的位移，并且来检测与桩身之间的摩擦力以及桩端阻力。结合前期设定的荷载箱率定曲线能够将其换算成具体的荷载数值，可以计算出桩基的实际承载力。
        （二）BIM技术
        BIM技术是建立在计算机技术的基础上，融合了3d模型以及CAD技术体系打造的集成性技术体系，他在工程项目实施以及管理过程中能够起着较大的系统性作用。BIM技术可以直接通过传感器以及其他的信息数据采集设备，将采集到的数据利用计算机软件转换成具体的信息，然后以3d模型的方式呈现出来，能够将复杂的建筑工程进行可视化管理以及数字化管理，同时在施工工序、施工成本、人力资源、信息化管控以及其他与建筑体系相关的运行管理工作中[2]，都有一定的应用价值。
        因此依照技术先进、安全适用、经济合理的原则，以现有技术为出发点，利用云计算、大数据、BIM等新技术，发挥自身优势，通过对桩基础承载力检测技术研究，寻求新的适用性更强，成本更低、准确度更高检测方法，实现基桩应力变化的全过程实时监测、实现基桩平衡点的准确识别、实现基桩竖向承载力的自动测试、实现检测前后埋入装置对基桩质量的整体评价。
        二、自平衡法在桩基承载力检测中的实际应用
        （一）具体工程案例分析
        为了进一步提升本文论述的科学性和有效性，文章建立在某工程的实际桩基检测项目的基础上进行详细分析，并且着重针对其中的地形地貌以及地层岩性落实特点研究，以此来为桩基承载力检测提供可行性依据。该工程位于侵蚀构造中，低山区横跨了山间的沟谷，山坡较为平缓，大多数以耕地为主，地层土壤为第4系松散地层、第四系全新统残坡积层及下伏古生界志留系韩家店群泥岩。
针对某桥墩的桩基进行承载力检测，该桩利用人工挖孔灌注的方式作业，直径为2200毫米，总长度为22.3米，荷载箱的位置设置在桩底5米的位置，利用慢速维持荷载法进行加载。
        （二）具体的实验过程
        首先需要建立在桩基静载试验自平衡法相关规定的基础上，合理的落实加载量的设计以及作业，详细的每级卸载以及加载数值如表1所示。

       
        （三）BIM技术在自平衡法中的融合应用
        基于智能化设计理念，该装置采用自动加压、无线控制、自动排油，油管储存设计等技术，在方便使用的同时也避免影响桩身承载质量；基于BIM技术的平衡点识别技术，开发设计一种能准确识别承载力平衡点的技术，使桩基承载力测试结果更加精确；实现桩基受力全过程监测监控研究，对基桩成型至加载后全过程进行应力应变位移等参数进行监测，为设计提供更可靠、更实用的分析数据;带有荷载装置的试验桩的抗疲劳能力及耐久性。通过现场试验评估基桩的抗疲劳性能及建筑工程桩基承载力检测技术研究与应用耐久性，并优化试验桩的设计以及能在试验后作为工程桩继续使用。
        （四）实验过程观测
        4.1加载过程量测
        每一次加载完成之后，需要在一个小时之内落实5次读数观察，分别在5、15、30、45以及60分钟，之后每隔30分钟进行一次读书观察。
        4.2卸载过程量测
        每级荷载卸载作业完成之后，需要结合桩顶的具体回弹量，落实严格的观测观测的方式和加载的时间节点相同。在荷载卸载数值为0之后，还需要持续性的进行观测，以两个小时为主，每30分钟进行一次读数和记录。
        4.3荷载稳定标准
        严格记录每次加载之后桩基的下沉数值，在最后的30分钟之内下沉数值要控制在0.1毫米以下，这样才可以确保荷载已达稳定的标准。
        4.4荷载维持标准
        在加卸载的过程中，必须要维持均匀连续的荷载传递，避免对桩基产生冲击，每级荷载维持过程中的变化幅度不应该超过分级荷载的10%。
        4.5终止加载条件
        在加载过程中，若位移量大于或者等于40毫米、本次进行加载过程中产生的位移量大于或者等于前一级荷载下产生位移量的5倍时，便可以终止加载。同时在总体位移量在40毫米以上以及本级荷载作业24小时之后，依旧未达稳定状态，需要停止加载；总体位移量在40毫米以下，同时压力箱到达极限以及位移荷载形成完成可以停止加载[3]。
        三、实验结果分析
        通过常规的实验过程数据结果分析，并且建立在BIM技术平衡点识别的基础上，将获取到的数据构建成网络模型，不仅可以及时了解不同位置的承载力以及加压变化情况，也可以制定出桩的实际位移曲线，从而推断是否满足实际需求。本次实验的详细结果，如表2所示。

       
        综合表中数据可知，本工程的单桩承载力容许值，控制在12,500kN以上，满足实际的工程设计需求。在设计以及施工的过程中建立，在本次实验的最终成果基础上，需要考虑具体基桩的长度、直径、施工工艺、持力层厚度以及不同地层地质的特点，从而进行针对性调整，以满足所有基桩的实际施工需求。
        结束语：
        在自平衡法中应用信息技术，以BIM技术作为创新点研发新的装置，让成果转化时间更短、操作性更强，适用于自平衡生产企业，可以大范围的推广:桩身应力全过程监测及试验桩本身的研究成果，是建筑结构设计单位最可靠、最实用的数据，避免在无经验的地质条件下，先进行试验桩得出数据后再设计基桩类型及工艺，因此，对类似研究地质条件的基础可直接利用研究数据进行设计或优化，缩短设计时限，减少建设单位的支出成本。
参考文献:
[1]王新山.大直径桩基承载力自平衡法试验研究[J].北方交通,2021(06):16-19.
[2]胡晗,林亮伦.自平衡法桩端岩基载荷试验在重庆地区的应用研究[J].重庆建筑,2021,20(S1):31-35.
[3]王贤栋,邢皓枫.自平衡试桩法的研究进展[J].江西建材,2021(04):11-13.
项目来源：四川省科技计划重点研发项目
项目编号：2019YFQ0018
项目名称：建筑工程桩基础承载力检测技术研究与应用