楊 文 方

(1.中化二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000； 2.山西華晉巖土工程勘察有限公司，山西 太原 030000)

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混凝土灌注樁靜載檢測(cè)方法分析

楊 文 方1,2

(1.中化二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000； 2.山西華晉巖土工程勘察有限公司，山西 太原 030000)

結(jié)合某工程的地質(zhì)條件，采用靜載法，檢測(cè)了混凝土灌注樁的豎向抗壓極限承載力，并通過低應(yīng)變法檢測(cè)了樁身的完整性，保證了樁基承載力與樁身質(zhì)量，避免了樁基沉降問題的產(chǎn)生。

樁基，地質(zhì)條件，靜載法，低應(yīng)變法，承載力

0 引言

樁基礎(chǔ)是高層建筑最為常用的一種地基處理形式，上部結(jié)構(gòu)所傳導(dǎo)下來的荷載幾乎全部由混凝土灌注樁承擔(dān)。對(duì)于混凝土灌注樁來講，其單樁的承載能力是高層建筑樁基設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的問題，而對(duì)于單樁承載能力的檢測(cè)，最為可靠的方法就是采用樁基的靜載試驗(yàn)的方法。檢測(cè)當(dāng)中經(jīng)常采用堆載法、錨樁法或者采用堆載與錨樁結(jié)合的方法進(jìn)行單樁承載力的檢測(cè)，查看實(shí)際承載能力是否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。同時(shí)，也可以采用低應(yīng)變方法對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。在很多情況下，兩種方法都是比較準(zhǔn)確的。本文通過工程實(shí)例，對(duì)靜載法檢測(cè)樁基承載能力與低應(yīng)變檢測(cè)樁身質(zhì)量的方法進(jìn)行了闡述與分析，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程地質(zhì)條件

在進(jìn)行樁基檢測(cè)之前，檢測(cè)單位應(yīng)當(dāng)對(duì)待檢樁基所在的場(chǎng)地進(jìn)行勘察，或者經(jīng)過初勘得到場(chǎng)地的地基勘察報(bào)告，因?yàn)閳?chǎng)地的不同、地質(zhì)條件的不同都會(huì)對(duì)于樁基檢測(cè)工作造成一定的影響。本工程為太原市職工新村，根據(jù)《太原市職工新村棚戶區(qū)改造安置用房項(xiàng)目1號(hào)～4號(hào)樓、C號(hào)～H號(hào)樓、J號(hào)樓及地下車庫工程(西部)巖土工程勘察報(bào)告(詳勘)》(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院提供)，該場(chǎng)地所處地貌單元為黃土臺(tái)塬區(qū)，場(chǎng)地類別為Ⅲ類，穩(wěn)定水位標(biāo)高介于827.00 m～827.80 m之間，該場(chǎng)地地下水及地基土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性。場(chǎng)地土為自重濕陷性黃土，濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)。地基土分層及主要物理力學(xué)指標(biāo)如表1所示。

表1 地基土分層及主要物理力學(xué)指標(biāo)

該工程為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，地下3層，地上32層(不包括設(shè)備層和塔樓)。由于天然地基不能滿足設(shè)計(jì)要求，故設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)參數(shù)如下：樁總數(shù)200根，樁徑700 mm，樁長(zhǎng)44 m，測(cè)試樁樁身混凝土強(qiáng)度為等級(jí)C55；工程樁及錨樁樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35。設(shè)計(jì)單樁豎向極限承載力不小于7 500 kN，當(dāng)滿足設(shè)計(jì)單樁豎向抗壓極限承載力時(shí)，設(shè)計(jì)要求荷載增加1級(jí)～2級(jí)，即荷載最大加載值為9 000 kN。

2 靜載檢測(cè)豎向抗壓極限承載力

樁基靜載檢測(cè)要求施工單位與檢測(cè)單位相互配合。在檢測(cè)工作開始之前，施工單位應(yīng)當(dāng)提前對(duì)測(cè)試樁樁頭進(jìn)行處理，并做好測(cè)試樁樁帽，樁頭處理及樁帽制作參考JGJ 106—2014建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范附錄的相關(guān)規(guī)定，然后進(jìn)行單樁極限承載力檢測(cè)。本工程的承載力試驗(yàn)反力裝置采用錨樁橫梁反力裝置，由承壓鋼梁、5 000 kN油壓千斤頂3臺(tái)、承壓板組成，施工單位用吊車配合檢測(cè)單位進(jìn)行荷載的加載工作，錨固鋼筋應(yīng)當(dāng)焊接牢固。荷載采用(PDS-JY)無線靜荷載試驗(yàn)儀進(jìn)行測(cè)量，沉降由安裝在基準(zhǔn)梁兩個(gè)正交直徑方向上的4塊位移傳感器(精度0.01 mm)測(cè)讀。單樁極限承載力檢測(cè)采用慢速維持荷載實(shí)驗(yàn)法，按逐級(jí)等量加載，分級(jí)荷載為最大加荷的1/12，第一級(jí)取分級(jí)荷載的2倍。當(dāng)滿足設(shè)計(jì)單樁極限承載力時(shí)，荷載試驗(yàn)宜加大1級(jí)～2級(jí)荷載。荷載試驗(yàn)分級(jí)見表2。

表2 荷載試驗(yàn)分級(jí)

在單樁承載能力檢測(cè)完畢以后，應(yīng)當(dāng)對(duì)載荷進(jìn)行卸載。卸載時(shí)分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載量取加載時(shí)分級(jí)荷載的2倍，逐級(jí)等量卸載。根據(jù)本次試驗(yàn)要求，一共檢測(cè)兩根混凝土灌注樁，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

SZ-01號(hào)測(cè)試樁：靜載試驗(yàn)分12級(jí)加載，分級(jí)加載量為750 kN，當(dāng)加荷至9 000 kN時(shí)(第12級(jí))，累計(jì)沉降量為6.72 mm，歷時(shí)2.0 h達(dá)到穩(wěn)定條件，故終止加載。根據(jù)SZ-01號(hào)測(cè)試樁數(shù)據(jù)編制的“SZ-01號(hào)單樁豎向抗壓載荷試驗(yàn)匯總表”見表3。

3 低應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性

樁身完整性檢測(cè)采用低應(yīng)變法，檢測(cè)時(shí)傳感器垂直安裝在混凝土灌注樁樁頂面距樁中心2/3半徑處，用鐵質(zhì)力棒沿樁軸方向在樁頂面中心處敲擊，使其產(chǎn)生應(yīng)力波，并由在樁頭安置的傳感器接收，該信號(hào)經(jīng)過放大器放大，由掌上動(dòng)測(cè)儀記錄存儲(chǔ)，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)記錄的有效信號(hào)數(shù)不少于3個(gè)。

表3 SZ-01號(hào)單樁豎向靜載試驗(yàn)匯總表 樁長(zhǎng)：44.000 m；直徑：700.000 mm

序號(hào)荷載/kN歷時(shí)/min沉降/mm本級(jí)累計(jì)本級(jí)累計(jì)00000．000．00115001201200．780．78222501202400．281．06330001203600．431．49437501204800．441．93545001206000．502．43652501507500．663．09760001208700．683．77867501209900．714．489750012011100．655．1310825012012300．845．9711900012013500．756．72127500601410-0．166．56136000601470-0．246．32144500601530-0．605．72153000601590-0．525．20161500601650-0．514．691701801830-0．574．12注：最大沉降量：6．72mm；最大回彈量：2．60mm；回彈率：38．69%

1)樁身波速平均值。

根據(jù)JGJ 106—2014建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范8.4.1條，樁身波速平均值的確定采用下式計(jì)算：

Cm=γn;Ci=2 000L/ΔT。

其中,Cm為樁身波速的平均值，m/s；Ci為第i根受檢樁的樁身波速值,m/s；且(Ci-Cm)/Cm≤5%；L為測(cè)點(diǎn)下樁長(zhǎng)，m；ΔT為速度波第一峰于柱底反射波峰間的時(shí)間差，ms；n為參加波速平均值的樁基數(shù)量。

選取5根Ⅰ類樁進(jìn)行樁身波速平均值的確定，依據(jù)上述樁身波速平均值的確定公式：計(jì)算得出樁身波速的平均值為3 776 m/s。

2)樁身缺陷位置。

依據(jù)JGJ 106—2014建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范8.4.2條，樁身缺陷位置按下列公式計(jì)算：

X=1/2 000×ΔTx×C。

其中，X為樁身缺陷至傳感器安裝點(diǎn)的距離，m；ΔTx為速度波第一峰與缺陷反射波峰間的時(shí)間差，ms；C為受檢樁的樁身波速，m/s。

將存儲(chǔ)的原始記錄信號(hào)通過多功能動(dòng)測(cè)儀回放進(jìn)行綜合處理，根據(jù)曲線特征及有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，以此來判定樁體的完整性及各項(xiàng)參數(shù)。樁身完整性類別依據(jù)JGJ 106—2003建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范8.4.3條，綜合分析判定，SZ-01號(hào)測(cè)試樁的2L/C時(shí)刻前無缺陷反射波，有樁底反射波。

因此可知單樁承載力為9 000 kN，樁為Ⅰ類樁。

4 結(jié)語

隨著我國(guó)工程建設(shè)水平的不斷增長(zhǎng)，混凝土灌注樁在工程當(dāng)中的應(yīng)用也越來越廣泛，樁長(zhǎng)也在不斷加長(zhǎng)，承擔(dān)的載荷也越來越大，在這樣的情況之下，如何對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)，獲得真實(shí)的數(shù)據(jù)，反映出樁基的真實(shí)質(zhì)量狀況就顯得越來越重要了。如果樁基檢測(cè)不能反映出來樁基的承載能力與質(zhì)量，那么在高層建筑施工完成以后，可能就會(huì)出現(xiàn)樁基的較大沉降，這樣的沉降可能會(huì)引起樓體的傾斜、樓體開裂等等多種質(zhì)量問題，因此必須加以重視。本文通過實(shí)例中靜載與低應(yīng)變檢測(cè)法，保證了樁基承載力與樁身質(zhì)量，具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

[1] JGJ 94—2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] DB32/T 291—1999,樁承載力自平衡測(cè)試技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 龔維明.樁承載力自平衡測(cè)試?yán)碚撆c實(shí)踐[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2002,23(1):33-36.

[4] 龔維明.樁承載力自平衡測(cè)試技術(shù)及工程應(yīng)用[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

Analysis on static loading detection methods of concrete bored pile

Yang Wenfang1, 2

(1.ChinaChemical2ndConstructionGroupCo.,Ltd，Taiyuan030000,China; 2.ShanxiHuajinGeotechncialEngineeringSurveyCo.,Ltd,Taiyuan030000,China)

Combining with the engineering geology conditions, applying static loading method, the thesis detects the vertical anti-pressure ultimate bearing capacity of concrete bored pile, and detects the pile integrity through low strain method. As a result, it not only guarantees the pile foundation bearing capacity and pile quality, but also avoids pile foundation settlement problems.

pile foundation, geological condition, static loading method, low strain method, bearing capacity

1009-6825(2017)14-0060-03

2017-03-08

楊文方(1983- ),男，工程師

TU473.14

A