(1.浙江水專(zhuān)工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，浙江 杭州　310051；2.溫州市鹿城區(qū)水利建設(shè)投資有限責(zé)任公司，浙江 溫州　325000)

1　工程概況及基樁監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)介

1.1　工程概況

溫州市鹿城區(qū)甌江繞城高速至臥旗山段海塘工程位于溫州市甌江西岸，北起鹿城區(qū)繞城高速，南至臥旗山，全長(zhǎng)5.95km，新建堤塘防潮標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇，為Ⅱ等堤防工程，工程總投資18.84億元，其中工程部分13.10億元，建設(shè)工期48個(gè)月，系浙江省首批十個(gè)重點(diǎn)工程PPP項(xiàng)目之一，列入國(guó)家發(fā)改委PPP項(xiàng)目庫(kù)內(nèi)。堤塘主要采要兩種斷面結(jié)構(gòu)型式：一為岸邊式結(jié)構(gòu)，擋墻基礎(chǔ)為φ800鉆孔灌注樁；二為框架式結(jié)構(gòu)，外側(cè)承臺(tái)段為φ800PHC管樁基礎(chǔ)，構(gòu)架段為600mm×600mm預(yù)制方樁基礎(chǔ)，內(nèi)側(cè)L形墻段為φ800鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。該工程共分四個(gè)標(biāo)段，其中Ⅱ標(biāo)段位于嶼頭山與巖門(mén)山之間，本文以Ⅱ標(biāo)段為例，進(jìn)行研究分析。

表1　工程地質(zhì)概況

注地質(zhì)情況參照《溫州市鹿城區(qū)甌江繞城高速至臥旗山段海塘工程地質(zhì)勘察報(bào)告》(溫州市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院)中ZK32孔。

1.2　基樁監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)介

為了解決項(xiàng)目建議書(shū)階段地勘過(guò)于粗放問(wèn)題，減少工程實(shí)施階段合同糾紛，業(yè)主通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)委托專(zhuān)業(yè)勘測(cè)單位，于2016年5月24日起對(duì)鹿城區(qū)甌江繞城高速至臥旗山段海塘工程的1根φ800PHC管樁和2根600mm×600mm預(yù)制方樁進(jìn)行軸向靜載荷試驗(yàn)，其中2根預(yù)制方樁同時(shí)進(jìn)行樁身內(nèi)力測(cè)試，試驗(yàn)?zāi)康模阂皇谴_定單樁軸向極限承載力；二是由于工程樁尖進(jìn)入砂卵石持力層，沉樁以貫入度控制為主，高程作為校核，通過(guò)試樁確定合理貫入度；三是確定各土層極限摩擦力及端阻力。

設(shè)計(jì)單位根據(jù)勘測(cè)結(jié)果重新進(jìn)行工程安全復(fù)核計(jì)算調(diào)整，按流程報(bào)批后交付給施工企業(yè)，作為作業(yè)和工程結(jié)算的依據(jù)。

2　檢測(cè)基樁的布置

3根試樁沉樁均以貫入度控制為主，高程作為校核，初步要求樁端進(jìn)入卵石層2倍樁徑，設(shè)計(jì)入土樁底標(biāo)高為-38.00m，設(shè)計(jì)入土樁長(zhǎng)32.50m，根據(jù)試驗(yàn)平臺(tái)搭設(shè)初步方案，結(jié)合工程地質(zhì)和水文情況，確定此次試樁長(zhǎng)度為43.00m。具體工程及受檢樁概況見(jiàn)表2。

表2　工程及受檢樁概況

3　監(jiān)測(cè)方法

3.1　高應(yīng)變打樁監(jiān)測(cè)方法及成果分析

3.1.1監(jiān)測(cè)方法

使用兩個(gè)應(yīng)力傳感器和兩個(gè)加速度傳感器安裝在頂附近或鋼鑄替打上，隨連續(xù)錘擊沉樁過(guò)程，記錄每錘作用下檢測(cè)截面處的力F(t)和速度v(t)的變化，然后利用一系列波動(dòng)理論計(jì)算方法，從中獲取重要信息和分析結(jié)果。

概括起來(lái)可得到三個(gè)方面的結(jié)果：一是基樁的可打性分析，及通過(guò)樁身錘擊應(yīng)力監(jiān)測(cè)和錘擊能量監(jiān)測(cè)，評(píng)判打樁機(jī)能否適應(yīng)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，有效地將樁打入設(shè)計(jì)深度；二是樁身結(jié)構(gòu)完整性；三是基樁初打極限承載力。

根據(jù)該工程實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，對(duì)試打樁停錘前最后3陣進(jìn)行了樁身完整性和初打垂直極限承載力監(jiān)測(cè)。

3.1.2檢測(cè)成果

高應(yīng)變打樁監(jiān)測(cè)成果見(jiàn)表3。

表3　高應(yīng)變打樁監(jiān)測(cè)成果

3.2　貫入度監(jiān)測(cè)方法及成果分析

3.2.1監(jiān)測(cè)方法

將帶有刻度的標(biāo)尺貼牢樁身，利用水準(zhǔn)儀在打樁影響范圍外進(jìn)行觀測(cè)，記錄每陣錘擊的樁身沉降，本次監(jiān)測(cè)為最后3陣。

3.2.2監(jiān)測(cè)成果

貫入度監(jiān)測(cè)成果見(jiàn)表4。

表4　貫入度監(jiān)測(cè)成果

3.3　軸向靜載試驗(yàn)方法及成果分析

3.3.1試驗(yàn)方法

反力裝置采用錨樁橫梁反力裝置。由2只5000kN油壓千斤頂進(jìn)行加荷，并保證千斤頂?shù)暮狭χ行耐ㄟ^(guò)試樁中心，4只行程為50mm位移傳感器安裝在樁頭上，觀測(cè)其沉降情況；荷載讀數(shù)通過(guò)壓力傳感器進(jìn)行，整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)采用RS-JYB基樁靜載荷全自動(dòng)測(cè)試分析系統(tǒng)，千斤頂和整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)均按規(guī)定進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定和校驗(yàn)，以確保壓力和沉降觀測(cè)讀數(shù)的精確度。

3.3.2壓力與沉降觀測(cè)

采用慢速維持荷載法，每級(jí)加載為預(yù)計(jì)最大試驗(yàn)荷載的1/10，每級(jí)卸載量為2倍每級(jí)加載量。此次試驗(yàn)預(yù)估最大荷載為7500kN,每級(jí)加載量為750kN，每級(jí)卸載量為1500kN，每級(jí)荷載維持的時(shí)間應(yīng)按表5的規(guī)定確定。

表5　各級(jí)加載時(shí)間

慢速維持荷載法試驗(yàn)測(cè)讀時(shí)間點(diǎn)為0min、5min、10min、15min和30min，以后每間隔30min測(cè)讀1次，直至達(dá)到每級(jí)荷載維持時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)，樁頂在某級(jí)荷載作用下，1h內(nèi)對(duì)應(yīng)的沉降小于0.1mm時(shí)可定為該級(jí)沉降達(dá)到穩(wěn)定。

3.3.3終止加載條件

當(dāng)出現(xiàn)下列條件之一時(shí)，可終止加載：?當(dāng)Q-S曲線出現(xiàn)可判定極限承載力的陡降段，且樁頂總沉降量超過(guò)40mm，對(duì)于慢速維持荷載法，樁頂總沉降量達(dá)到40mm以前有一級(jí)穩(wěn)定荷載；?采用慢速維持荷載法試驗(yàn)時(shí)，在某級(jí)荷載作用下，24h未達(dá)到穩(wěn)定；?Q-S曲線沒(méi)有明顯陡降段，樁頂總沉降量達(dá)60～80mm或達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大允許沉降量；?驗(yàn)證性試驗(yàn)已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量。

3.3.4樁的軸向極限承載力確定原則

樁的軸向極限承載力應(yīng)按下列規(guī)定確定:

a.當(dāng)Q-S曲線上有可判定極限承載力的陡降段時(shí)，可取明顯陡降段起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的荷載為極限承載力。陡降段的起始點(diǎn)可采用下列方法之一確定：

f(L)=L-0.040

式中L——樁長(zhǎng),m。

b.當(dāng)Q/Qmax-S/d曲線有明顯陡降段，即曲線斜率開(kāi)始演變?yōu)榇笥?.3(對(duì)于一般擠土樁)或大于0.2(對(duì)于大直徑開(kāi)口管樁等低擠土樁)時(shí)，對(duì)應(yīng)的荷載為極限承載力。其中Qmax為試驗(yàn)所加的最大荷載，S為沉降，d為樁徑。

c.在S-lgt曲線中取曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯向下曲折的前一級(jí)荷載可作為極限承載力。

d.樁終止條件符合采用慢速維持荷載法試驗(yàn)時(shí)，在某級(jí)荷載作用下，24h未達(dá)到穩(wěn)定這一情況，但Q-S曲線上沒(méi)有可判定極限承載力的陡降段時(shí)，可取該不穩(wěn)定荷載的前一級(jí)為極限承載力。

e.Q-S曲線沒(méi)有明顯陡降時(shí)，可在Q-S曲線上取樁頂總沉降量S達(dá)到40mm相對(duì)應(yīng)的荷載作為極限承載力近似值。對(duì)于鋼管樁或樁長(zhǎng)超過(guò)50m的預(yù)應(yīng)力混凝土大直徑管樁，所取用的樁頂總沉降量應(yīng)適當(dāng)加大，加大值可取樁身彈性壓縮量值。

f.極限承載力宜取初壓值。

3.3.5檢測(cè)成果

a. S1號(hào)樁。在0～3750kN各級(jí)試驗(yàn)加載時(shí),各級(jí)沉降基本均勻,Q-S曲線無(wú)明顯的陡降點(diǎn)，S-lgt曲線尾支無(wú)明顯的向下曲折出現(xiàn)；但加載至4500kN時(shí)，沉降速度急劇增大，Q-S曲線明顯陡降，在前一級(jí)相同荷載增量的條件下，此級(jí)沉降達(dá)到34.12mm，為前一級(jí)的7.70倍(超過(guò)5倍)，且累計(jì)沉降量為53.11mm，超過(guò)40mm，根據(jù)規(guī)定，該樁可取3750kN作為單樁軸向抗壓極限承載力。

b. S2號(hào)樁。在0～5250kN各級(jí)試驗(yàn)加載時(shí),各級(jí)沉降基本均勻,Q-S曲線無(wú)明顯的陡降點(diǎn)，S-lgt曲線尾支無(wú)明顯的向下曲折出現(xiàn)；但加載至6000kN時(shí)，沉降速度急劇增大，Q-S曲線明顯陡降，在前一級(jí)相同荷載增量的條件下，本級(jí)沉降達(dá)到24.27mm，為前一級(jí)的5.20倍(超過(guò)5倍)，且累計(jì)沉降量為50.65mm，超過(guò)40mm，根據(jù)規(guī)定，該樁可取5250kN作為單樁軸向抗壓極限承載力。

c. S3號(hào)樁。在0～3750kN各級(jí)試驗(yàn)加載時(shí),Q-S曲線無(wú)明顯的陡降點(diǎn)，S-lgt曲線尾支無(wú)明顯的向下曲折出現(xiàn)；但加載至4500kN時(shí)，沉降速度急劇增大，Q-S曲線明顯陡降，在前一級(jí)相同荷載增量的條件下，此級(jí)沉降達(dá)到56.49mm，為前一級(jí)的6倍(超過(guò)5倍)，且累計(jì)沉降量為79.58mm，超過(guò)40mm，根據(jù)規(guī)定，該樁可取3750kN作為單樁軸向抗壓極限承載力。

3.4　樁身內(nèi)力檢測(cè)試驗(yàn)方法及成果分析

3.4.1試驗(yàn)方法

基樁內(nèi)力測(cè)試適用于樁身斷面尺寸基本恒定或已知的樁，該工程試樁為600mm×600mm截面恒定的預(yù)制方樁，根據(jù)該工程的實(shí)際情況，此次內(nèi)力測(cè)試傳感器采用振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)，使用前對(duì)鋼筋計(jì)逐個(gè)標(biāo)定，得出壓力(拉力)與頻率之間的關(guān)系。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，在樁身對(duì)應(yīng)各個(gè)典型地層交界面安裝傳感器，每個(gè)斷面對(duì)稱(chēng)安裝4只傳感器(見(jiàn)下圖)，每只傳感器直接綁焊于主筋上，靜載試驗(yàn)時(shí)，每級(jí)加載穩(wěn)定后，利用與之配套的振弦式測(cè)讀儀進(jìn)行讀數(shù)，通過(guò)計(jì)算得出鋼筋壓力。

鋼筋應(yīng)力計(jì)安裝示意圖

3.4.2數(shù)據(jù)處理

a.數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)刪除異常測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，求出同一斷面有效測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變平均值，并應(yīng)按下式計(jì)算該斷面處的樁身軸力：

(1)

(2)

(3)

b.每級(jí)試驗(yàn)荷載下，應(yīng)將樁身不同斷面處的軸力值制成表格。樁側(cè)土的分層側(cè)阻力和樁端阻力應(yīng)分別按下列公式計(jì)算：

(4)

(5)

3.4.3檢測(cè)成果

此次2根試樁樁身內(nèi)力測(cè)試成果見(jiàn)表6。

表6　樁身內(nèi)力測(cè)試成果

4　研究成果及分析

4.1　貫入度監(jiān)測(cè)

通過(guò)貫入度監(jiān)測(cè)，在樁頂標(biāo)高低于設(shè)計(jì)標(biāo)高3.20～3.60m情況下，3根試樁的最后3陣貫入度仍較大，最后一陣的平均貫入度分別為11mm、8mm、10mm，同時(shí)，高應(yīng)變行波曲線表現(xiàn)為樁底速度曲線上升、力曲線下降的特征，表明樁底未進(jìn)入持力層。高應(yīng)變打樁監(jiān)測(cè)成果顯示樁身完整性類(lèi)別為Ⅰ類(lèi)。

4.2　單樁軸向靜載試驗(yàn)結(jié)果

S1號(hào)、S2號(hào)及S3號(hào)試樁的單樁軸向抗壓極限承載力分別為3750kN、5250kN和3750kN，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載值。

4.3　樁身內(nèi)力測(cè)試結(jié)果

S1號(hào)和S3號(hào)樁在單樁軸向極限荷載作用下，極限摩阻力分別為2999kN和2988kN，極限端阻力分別為751kN和762kN。

通過(guò)對(duì)基樁監(jiān)測(cè)數(shù)值的成果分析，及時(shí)找出了工程隱患，對(duì)溫州市鹿城區(qū)甌江繞城高速至臥旗山段海塘工程Ⅱ標(biāo)段部分PHC管樁、600mm×600mm預(yù)制方樁及灌注樁樁長(zhǎng)進(jìn)行了調(diào)整，確保了工程質(zhì)量，避免了質(zhì)量事故。

5　結(jié)　語(yǔ)

業(yè)主在聽(tīng)取檢測(cè)成果分析報(bào)告的基礎(chǔ)上，本著“客觀公平公正”和“求同存異”原則，經(jīng)過(guò)合同雙方友好協(xié)商，客觀公正地調(diào)解了雙方爭(zhēng)議，按合同約定的程序辦理了變更手續(xù)，簽訂了補(bǔ)充協(xié)議，為后期工程結(jié)算提供了依據(jù)。

溫州市鹿城區(qū)甌江繞城高速至臥旗山段海塘工程Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ標(biāo)段等在吸?、驑?biāo)段經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步明確了合同雙方的權(quán)利義務(wù)關(guān)系，避免了類(lèi)似事件發(fā)生。

[1]景翠玲.對(duì)樁基檢測(cè)方法及樁基質(zhì)量檢測(cè)數(shù)量在規(guī)范中的規(guī)定探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009(14).

[2]楊華,徐振華. 幾種樁身完整性檢測(cè)方法的對(duì)比分析[J]. 廣州土木與建筑,2010(10).