翟 飞

(山西省勘察设计研究院,山西 太原 030013)

0 引言

随着我国房地产行业的迅速发展。高层、超高层在住宅与商业楼建设中的广泛应用。建筑物已从单一的使用功能,逐步发展为综合、多样的建筑单体。但随着使用功能的多样化,使建筑物中人口密度增加。对建筑物的建筑安全、使用功能的配套提出了更高的要求。

我国民用汽车的拥有量,以每年约15%的速度增长。车位的需求量也逐步增大。增加建筑高度,增大基础埋深成为现行建筑发展的趋势。

随着城市的扩大发展,原垃圾填埋场、沟谷地貌均成为未来工程建设的场地。桩基础则成为高层及超高层主楼提高承载力、抵御抗震能力的主要桩型。因此,为保证建(构)筑物的安全及正常使用,对桩基础工程检测工作越发显得重要。

1 试桩施工与试桩检测在工程中应用

在工程桩施工前,应由设计单位根据建(构)筑物上部荷载及岩土工程勘察报告中提供的岩土参数(土的侧摩阻力、端阻力)计算桩基单桩承载力,并在建(构)筑物周边处同一地貌单元的位置进行试桩检测(静载荷试验承载力检测)。静载荷试验承载力单桩检测结果满足设计要求后方可进行工程桩施工。但鉴于有些项目基础埋深较大,且试桩均布设在建筑物基础范围以外,给试桩施工及试桩检测工作均带来不变。

现行试桩施工及检测方法主要分为三种:

方法一:在选择好的试桩区域现状地面进行桩基础施工。施工至设计确定的桩顶标高处,打空桩至现地面。待休止时间满足设计规范后,将土方挖至桩顶标高处,进行静载荷试验单桩承载力检测。

方法二:试桩区域与基坑同时开挖,将基坑挖扩至试桩区域,深度挖至设计确定的标高处,进行试桩施工。待休止时间满足设计规范后,进行静载荷试验单桩承载力检测。

方法三:根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告。估算基础埋深范围内的单桩承载力与建筑物使用的单桩承载力相加。试桩施工至现地面后,进行静载荷试验单桩承载力检测。

2 试桩施工与试桩检测方法的优缺点

方法一:

优点:对于桩基础承载能力反映真实,能够给工程桩确定桩身长度提供较为准确的依据。

缺点:工艺、工序不能衔接。桩头清理较困难。检测设备组装难。为防止安全事故发生,检测完毕后需进行回填。

方法二:

优点:对于桩基础承载能力反映真实,能够给工程桩确定桩身长度提供较为准确的依据。工艺、工序能有部分衔接,一定程度上减少工期。便于检测设备组装。

缺点:当基坑深度及面积较大时,土方工作往往不能一步完成,试桩施工及检测工作等待时间长。基坑开挖后遇季节性降水或暴晒,对基地原状土层物理力学性质有一定削弱,对基坑安全带来一定的风险。

方法三:

优点:工期较前两种方法时间短。不重复工作。便于检测设备组装。基本不影响施工的后续工序。

缺点:单桩竖向承载力与实际承载能力偏差较大,在基坑深度较大或人工填土厚度大、面积大的区域更不能做出准确分析。容易造成工程投资浪费和产生承载能力不足的情况。

3 试桩检测在施工衔接中所遇的问题

根据JGJ 106—2014建筑基桩检测技术规范第3.2.5条承载力检测的休止时间:砂土休止时间为7 d,粉土休止时间为10 d,非饱和黏性土休止时间为15 d,饱和黏性土休止时间为25 d。如采用泥浆护壁灌注桩,宜延长休止时间。而混凝土的标准强度时间为28 d,如采用钢筋混凝土钻孔灌注桩,正常检测施工完成时间也需31 d。再需要设计单位确定计算,时间至少需要1月有余。

在工程实践中,如土方开挖与试桩检测工作同时进行,土方挖掘、运送的大型机械,对检测工作数据的采集影响很大,对技术质量不能保证。如等待检测工作做完后再进行土方开挖,易造成施工队伍闲置,无形中增大投资。

4 试桩单桩承载力扣除检测方法在施工中的工程实例

某建设工程为地下箱体钢及混凝土剪力墙结构,建筑物平面尺寸为340.0 m×202.0 m,基础形式为预应力管桩。基础埋深为15.5 m,基底标高为700.00 m,场地标高为713.00 m。场地设置6个试桩区域。初步确定预应力管桩各试验点区域内含2根试桩,桩长分别为30 m,13 m,试桩顶标高为现地面标高,桩径500 mm,桩身混凝土强度等级均为C80,试桩及反力桩桩间距均为2.5 m。设计要求工程桩单桩竖向抗拔力为950 kN,单桩竖向承载力为1 150 kN。

场地工程地质条件为:

第①层为粉质黏土,根据其工程力学特性可分为两个亚层。

可塑~硬塑状态,具中压缩性。土层厚度平均值为10.80 m。该层的混凝土预制桩的极限侧阻力标准值为74 kPa,极限端阻力标准值为2 500 kPa。

表1 检测实验点情况一览表

检测实验结果(如表1所示):

1)本次检测,采用低应变反射波法对静载试验前后的12根受验桩进行桩身完整性检测,全部为Ⅰ类桩。

2)在本次试验最大加荷量、桩长30 m条件下,本工程3根承压桩试验点的承压桩的单桩竖向抗压承载力标准值为2 310 kN。

3)在本次试验最大加荷量、桩长30 m条件下,本工程3根抗拔桩试验点的抗拔桩的单桩竖向极限抗拔力标准值为2 200 kN。

4)在本次试验为破坏状态、桩长13 m条件下,本工程6根预应力管桩试验点在达到破坏状态时的单桩竖向抗拔静载试验的最大加载量为2根720 kN,4根800 kN,建议计算时采用最大破坏荷载800 kN进行扣除。

5 结语

此种方法在试桩检测外业工作结束后,现场施工单位,利用检测单位及设计单位内业资料整理时间。已将部分区域开挖至基桩施工标高。待设计单位根据上述检测方法所得结果,经计算确定工程桩有效桩长为14 m后,施工单位进行了基桩施工。后续工程桩施工完毕后对现场147根预应力管桩进行单桩竖向承载力及抗拔力检测,均满足设计所需的单桩竖向抗拔力为950 kN,单桩竖向承载力为1 150 kN的要求。鉴于此项方法在该项目实施中既合理的安排了组织工期,又科学的节约了成本,不失为一种可采用的对深基坑试桩检测的方法。