人工地基(樁基)檢測安全點及事故處理

馬永林

(山西省建筑科學研究院，山西太原 030001)

隨著社會高速發展，城市人口突增，城市土地資源日益稀少。人們不斷提高著對建筑高度的追求。天然地基早已不能夠滿足當前建筑的需求。對天然地基的合理處理是工程師首先要解決的問題。生產力的提高和工程師的智慧的完美結合，誕生出許多種堪稱經典的人工地基。人工地基即指為了提高地基承載力或降低消除原地基某些不利因素，而對天然地基進行特定方法處理的地基。目前我國幾種主要的地基處理方法包括重錘夯擊法、強夯法、碾壓法、換填法、排水固結法、振沖法、擠密法和化學加固法等。

雖然各種處理方法目前已經成熟，但由于地基的多樣性、復雜性及不確定性，導致各種地基處理的結果不能夠完全控制。所以每個工程的地基處理后，都必須進行人工地基檢測。人工地基檢測的方法有多種。例如靜載荷法，高、低應變法，標貫、動力觸探、靜力觸探，土工試驗法及樁身鉆芯法等。雖然樁基嚴格意義上講不屬于人工地基范圍，但在我國實際人工地基檢測中，基樁檢測卻是很重要的一部分。而且基樁的承載力靜載荷試驗檢測法是最危險最容易出現安全事故的方法。所以本文著重介紹承載力檢測中各種安全方面的隱患及事故處理方法。

1 工程實例一

太原萬國城MOMA12號樓位于太原市長風西街16號。該樓長×寬為49.92 m×28.62 m，高99 m，地上33層，地下2層，剪力墻結構。基礎采用鋼筋混凝土灌注樁(沖擊成孔、后壓漿技術)，樁基設計等級為甲級。樁徑700 mm，試樁樁長為47 m，有效樁長36.0 m，試樁混凝土強度等級為C60;錨樁樁長為47 m，錨樁混凝土強度等級為C50，錨樁鋼筋采用16根HRB400。樁端和樁側均采用后注漿技術，樁端注漿量不得少于1.8 t;樁側注漿量宜為兩道，第一道距樁端12.0 m，第二道距樁端24.0 m，每道注漿量不得少于0.5 t。要求試樁單樁豎向極限承載力達到12 600 kN。

承載力采用單樁豎向抗壓靜載荷試驗，錨樁橫梁提供反力裝置，共6根錨樁。錨樁鋼筋與錨盤鋼筋采用搭接焊連接。試驗中用5根鋼梁通過鋼絞線連接錨盤，和錨樁形成一體。試驗采用慢速維持荷載法，分10級加載，在加載至第十級時，鋼絞線突然崩開，隨即鋼梁側翻。根據對上述事故分析，導致試驗失敗原因總結為以下幾點:1)錨盤鋼筋與錨樁鋼筋搭接焊焊接質量沒有完全達到控制標準，焊縫強度不夠。2)各個鋼筋長短不一，有的出現彎曲現象，導致受力不均。有個別鋼筋已經達到極限拉力，有的鋼筋還未承受拉力。3)錨盤鋼絞線安裝時，由于不同的操作人員，安裝力度不統一，受力不均，同第二條情況類似。導致個別鎖具超過最大承載力，發生破壞，應力釋放，此時力發生突變，其余鎖具不能承受，導致連鎖反應，同時破壞，鋼絞線鎖力完全消失，失去對鋼梁的控制，導致鋼梁側翻，試驗失敗。

通過以錨樁橫梁裝置提供反力的靜載荷試驗，有以下幾個控制點，可保證試驗安全進行。

1)對錨樁鋼筋及錨盤的鋼筋進行抗拉承載力驗算。以上述工程為例，試驗最大加載量為12 600 kN，共有6根錨樁，每根錨樁承擔拉力為12 600/6=2 100 kN。每根錨樁上共有16根鋼筋，每根鋼筋承受拉力為2 100/16=131.25 kN。鋼筋型號為HRB400，滿足試驗需求，并且有很大的安全儲備空間。

2)對鋼筋焊縫的控制。根據規范要求，單面焊，焊縫長度不得小于10d(d為鋼筋直徑)，雙面焊不得小于5d。

3)鋼絞線的穿設。鋼絞線的初始鎖力均應大概一致。如果松緊不一(即鎖力大小相差很大)，在試驗加載過程中，會發生部分鋼絞線受力很大，甚至達到極限，而部分鋼絞線卻還處于松弛狀態。這樣就會導致部分鋼絞線斷裂，發生危險。

2 工程實例二

太原南站第二10 kV配電所工程樁檢測為豎向抗壓靜載荷(浸水)試驗。現場根據GB 50025-2004濕陷性黃土地區建筑規范要求，浸水坑以試驗樁為中心，平面尺寸5 m×5 m，深度500 mm，坑底鋪設150 mm厚度的砂石。

試驗配重的堆放:壓重平臺每個支座由兩層水泥塊同向放置組成(放置在浸水坑外，支座離試驗浸水坑最近距離為300 mm)，下層為3個水泥塊，上層為2個水泥塊。兩個支座對稱;壓重平臺為工字鋼排架，和挑梁焊接為一體;上負配重150 t，由5層水泥塊同向放置組成。

第一根試驗樁于2012年7月28日18時開始試驗;7月29日9時14分，第五級達到穩定，開始持續24 h浸水;7月30日9時14分繼續試驗;7月30日18時試驗加載至第十級，在第十級5 min讀數記錄時，配重突然塌落。

經過現場分析，導致試驗配重倒塌的因素不是唯一的，主要原因為試驗樁沒有破到設計標高，混凝土樁頭部位沒有設置箍筋(相當于素混凝土樁頭受壓)，再加上樁頭外露鋼筋處產生應力集中現象，當配重壓力通過千斤頂傳至試驗樁上時，樁頭發生剪切破壞，千斤頂隨之傾倒，導致150 t配重的壓力突然全部落于兩個支座上，由于試驗過程中連續下雨，場地土體承載力很低，無法承受150 t配重的動荷載，土體失穩，導致試驗配重平臺倒塌。堆載法靜載試驗通過以下幾點途徑，可以有效的消除安全隱患:

1)依據試驗荷載值驗算天然地基承載力是否滿足試驗要求。以本工程為例，總配重為150 t，兩個支座分別承擔75 t荷載，天然地基受力面積為3個水泥塊的面積，即2.8 m×0.6 m×0.5 m×3=2.52 m2。天然地基承受力為297 kPa。

根據地勘報告，該試驗場地的天然地基土承載力特征值為160 kPa，滿足試驗荷載要求，試驗過程中，地基土不會發生由于承載力不夠而失穩。

2)試樁樁頭需要做專門的處理，保證試驗過程中不因樁頭破裂而發生事故。試樁樁頭一倍直徑范圍內設置箍筋，鋪設2層～3層鋼筋網片，對于素混凝土樁可在樁頭一倍范圍內用鋼套筒箍緊。

3)配重的碼放一定要平衡，保證重心與主梁在同一垂直面上，并且與千斤頂中心(即試樁中心)垂直重合。

3 結語

以上兩個工程是目前人工地基檢測中較具代表性的安全事故實例。錨樁法和堆載法是目前靜載試驗中運用最為廣泛的方法。其特點是試驗結果直觀、準確，但危險性也是同其他試驗相比最大的。不過，只要我們現場試驗人員認真仔細將試驗過行程中能夠預見的安全隱患一一予以考慮，認真分析試驗過程中盡量避免就一定能夠安全的完美的完成試驗任務。

［1］ 基樁質量檢測技術［M］.北京:中國建筑工業出版社，2003.

［2］ JGJ 106-2003，建筑基樁檢測技術規范［S］.