周保健,郅 彬
(西安科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院,陜西西安710054)
本文通過樁基公司對試樁結(jié)果進行異議并自檢后,初步判斷第三方樁基檢測單位的試樁過程中存在兩處嚴(yán)重不符合樁基檢測規(guī)范要求,最后通過原樁基檢測單位復(fù)檢,試樁結(jié)果符合設(shè)計要求,本工程的案例的分析與處理可為今后類似樁基檢測事故的處理提供借鑒。
西安某超高層建筑為地上34層,地上高度139.35m,為高甲級寫字樓,地下2層,基礎(chǔ)埋深13.5m;擬建場地地形平坦,地面標(biāo)高介于395.19~395.64m。地貌單元屬皂河二級階地前緣,詳見表1地層條件與樁、后注漿相對位置。
樁身直徑D=800mm,樁長50m,試樁采用后注漿鉆孔灌注樁,錨樁為鉆孔灌注樁,試樁樁尖置于土層⑿層粉質(zhì)粘土qpk=1200kPa,單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值估算quk≥14800kN。
從表2中看出,3根試樁靜載分別在加載至14800kN、11840kN和7400kN時,Q-s曲線出現(xiàn)陡降,且s-lg t曲線有明顯的向下彎曲,說明靜載試驗達到極限破壞階段,其單樁豎向極限承載力取破壞前一級荷載,分別為13320kN,10360kN和5920kN。
根據(jù)本工程試樁成果及工程地質(zhì)勘察報告,經(jīng)與會專家討論,形成意見如下。
2.2.1 樁基承載力取值
(1)3組試樁結(jié)果數(shù)據(jù)離散性過大,未滿足設(shè)計要求,應(yīng)重新試樁。
(2)Q-s曲線破壞特點為突變型。
(3)初步判斷,試樁結(jié)果不滿足設(shè)計要求與施工工藝控制有關(guān)。
2.2.2 工程樁施工工藝
(1)應(yīng)采用符合國家正規(guī)工藝要求的泵吸反循環(huán)機械,并采用專業(yè)的后壓漿施工隊伍。
(2)西安地區(qū)采用800mm直徑50m樁長復(fù)式后壓漿灌注樁的極限承載力可達到15000kN左右,平均側(cè)阻力為110~120kPa左右。
2.2.3 二次試樁方案
可以采用核心筒下工程樁重新進行試樁,試樁數(shù)量為3根,設(shè)計院根據(jù)試樁結(jié)果調(diào)整布樁。
表3中數(shù)據(jù)表明成孔過程各項正常,未出現(xiàn)異常發(fā)生。
以上圖1~圖4可以證明本工程實際使用鉆機及工藝過程是符合設(shè)計要求的。
表4中數(shù)據(jù)顯示,3根試樁壓漿時間屬于正常。
表1 地層條件與樁、后注漿相對位置
表2 單樁靜載荷試驗成果表
表5數(shù)據(jù)表明各樁各根注漿管深度、注漿壓力、注漿量均符合設(shè)計要求。
從圖5中可以看出檢測施工現(xiàn)場載荷實驗中很容易發(fā)現(xiàn)存在以下問題,嚴(yán)重與樁基檢測規(guī)范不符:
(1)試驗千斤頂合力中心與試樁形心不重合,千斤頂布置不均勻,偏心達10cm之多,樁頂南側(cè)應(yīng)力集中變形產(chǎn)生沉降。
表3 現(xiàn)場成樁記錄表
圖1 反循環(huán)鉆孔灌注樁后注漿施工現(xiàn)場全圖
圖2 泥漿反循環(huán)成孔
圖3 鋼筋籠及導(dǎo)管安放完成后正循環(huán)二次清孔
圖4 載荷實驗前樁頭進行修平及加固
圖5 載荷試驗檢測現(xiàn)場照片
(2)沉降測定平面位置不合理。沉降測定平面所用百分表設(shè)置位置在樁頂以下200mm位置,應(yīng)設(shè)置在千斤頂?shù)鬃袎喊逡韵碌臉渡砦恢茫☉?yīng)設(shè)置在樁頂標(biāo)高為護筒下沿處以下,避免因樁頭壓密產(chǎn)生的附加變形影響試驗結(jié)果)。
表4 3根試樁后壓漿施工記錄表
表5 3根試樁注漿記錄表(水泥強度:PO42.5R;設(shè)計水泥量:4.4T/樁)
圖6 S2、S3第二次檢測Q-s曲線
如圖7中低應(yīng)變檢測數(shù)據(jù),左側(cè)一列為第三方檢測單位載荷試驗前對樁身完整性檢測結(jié)果,右側(cè)一列為樁基施工單位載荷試驗后對樁身完整性檢測結(jié)果,兩家單位檢測結(jié)棍基本相同,3根試驗樁檢測結(jié)論均為樁身完整類別為Ⅰ類。
根據(jù)綜合系數(shù)法計算超長樁身變形量:
式中各符號的含義參見《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)。
檢測單位出具檢測報告中三根試樁極限承載力對應(yīng)的沉降量分別為15.63mm、3.96mm、3.55mm均小于計算出的樁身壓縮變形量20.09mm。
(1)試樁破壞模式為刺入式破壞,荷載沉降曲線為陡降型,對于樁徑?800mm,樁長50m的灌注樁,其長徑比大于60,發(fā)生此種破壞是不可能的;
圖7 3根試樁低應(yīng)變檢測波形圖
(2)根據(jù)試驗結(jié)果,樁身破壞時對應(yīng)的沉降僅為42.5~49.2mm,若樁端已受力,試樁S3樁體自身變形量在7400kN荷級下,經(jīng)理論計算約為10mm,按土力學(xué)理論及實踐經(jīng)驗此荷級下不足以讓直徑0.8m,樁長為50m樁發(fā)揮正常作用!
(3)3根試樁出現(xiàn)沉降量大的原因為樁頂壓板處找平層及樁頭頂部壓密產(chǎn)生的。
據(jù)此我公司建議由建設(shè)單位委托第三方樁基檢測單位嚴(yán)格按樁基檢測規(guī)程對S2、S3進行載荷試驗。
樁基施工單位建議由建設(shè)單位委托第三方樁基檢測單位嚴(yán)格按樁基檢測規(guī)程進行載荷試驗,如試驗結(jié)果與第一次結(jié)果相同或相近,樁基公司愿主動承擔(dān)第二次試驗的費用及其它相關(guān)費用。
由施工總承包單位發(fā)出工程聯(lián)系單,接收單位為建設(shè)單位,抄送監(jiān)理單位,各方均認可樁基公司提出檢測中確有不符合規(guī)范之處,很有可能導(dǎo)致實驗結(jié)果異常,同意進行第二次試驗。
(1)由于樁基檢測單位承認樁基公司指出檢測過程中存在嚴(yán)重不規(guī)范行為,愿意對S2、S3進行第二次樁基檢測工作,各方也同意由原樁基檢測單位進行復(fù)檢工作;
(2)千斤頂、百分表需要入場前檢測是否具有有效檢驗合格證書;
(3)操作人員是否具有上崗證書;
(4)百分表需架設(shè)在樁頂鋼護筒以下樁身砼上;(5)基準(zhǔn)梁需使用工字型鋼;
(6)施工單位、監(jiān)理單位、檢測單位、建設(shè)單位各方安排1人對整個加載過程24小時見證,且對每一級的加載數(shù)據(jù)現(xiàn)場簽字確認,確保各方對試樁復(fù)壓結(jié)果承認。
復(fù)壓方案由樁基檢測單位編制,施工單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位三家單位確認通過后,由四家單位項目負責(zé)人簽字確認后,嚴(yán)格按本方案施工進行。
從圖5中顯示,2處靜載分別在加載至15400kN和17020時,Q-s曲線出現(xiàn)陡降,且s-lg t曲線有明顯的向下彎曲,說明靜載試驗達到極限破壞階段,其單樁豎向極限承載力取破壞前一級荷載,分別為15100kN和16280kN,詳見表6。
根據(jù)本工程試樁成果及工程地質(zhì)勘察報告,經(jīng)與會專家討論,形成意見如下。
5.3.1 樁基承載力取值
該項目單樁承載力極限值取為14900kN是可行的。
表6 單樁靜載荷試驗成果表
5.3.2 工程樁施工工藝
(1)工程樁施工選用泵吸反循環(huán)工藝,并采用后注漿是合理的;
(2)后注漿的注漿量應(yīng)按試樁標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制。
5.3.3 工程樁檢測
(1)工程樁驗收單樁豎向抗壓靜載試驗按照規(guī)范要求的數(shù)量進行檢測。
(2)小應(yīng)變建議全部樁基都進行檢測。
(3)測孔儀測孔建議每根柱下選擇不少于3個孔進行檢測,核心筒下選擇不少于30%進行測孔檢測。
(1)建設(shè)單位在招標(biāo)選擇樁基檢測單位時,應(yīng)盡量選擇綜合實力較強的單位,建議不能以最低價,甚至低于成本價作為中標(biāo)價進行單位的選擇;
(2)對檢測單位施工前對其施工檢測設(shè)備、人員上網(wǎng)資格,入場時進行合格性檢查;
(3)載荷實驗設(shè)備安裝完成后,應(yīng)組織建設(shè)單位、監(jiān)理單位依據(jù)檢測方案進行聯(lián)合驗收合格后方可開始加載實驗;
(4)每級加載數(shù)值、沉降數(shù)值應(yīng)有建設(shè)單位、監(jiān)理單位現(xiàn)場值班人員簽字確認,確保檢測數(shù)據(jù)的真實有效。
(5)出現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)異?;蜻_到樁基破壞條件時,應(yīng)通告檢測單位本項目技術(shù)負責(zé)人、監(jiān)理單位項目技術(shù)負責(zé)人、建設(shè)單位工程部及技術(shù)部負責(zé)人到場,到實際情況進行確認,三方同意才可終至實驗。
[1] JGJ79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社.
[2] JGJ94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社.
[3] 超長樁樁身變形量的計算方法研究[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報.
[4] JGJ106-2014建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社.