某工程鉆孔灌注樁承載力不足的原因分析及處理建議

盧春生 （無為縣重點項目建設管理局，安徽 蕪湖 238312）

1 概 述

本文以無為縣晏公花園為例，通過多種樁基檢測方法以及綜合分析鑒定來查明試驗樁豎向抗壓承載力試驗值未達到設計預估承載力的原因，最后提出了處理建議。

2 工程概況

圖1 SZ7-1#樁靜載試驗Q-s曲線

圖2 SZ14-1#樁靜載試驗Q-s曲線

無為縣晏公花園安置房工程位于無為縣東二環路以東，其中7#樓為11層框架結構，22#樓為18層框架-剪力墻結構，均采用鉆孔灌注樁基礎。為了優化設計與節省工程造價，同時全面了解復雜地質條件下場地工程地質的特性、成樁工藝的可靠性及樁基施工過程中關鍵點的控制等各項參數，在設計階段對11根試驗樁進行了單樁豎向抗壓承載力靜載試驗。試驗結果表明，其中有7根試驗樁豎向抗壓極限承載力小于設計預估承載力；為了進一步查明原因，改變試驗樁施工工藝和樁長后，在不合格試驗樁附近重新施工了6根試驗樁，經單樁豎向抗壓承載力靜載試驗后結果表明，仍有2根試驗樁豎向抗壓極限承載力小于預估承載力。這2根試驗樁分別為位于7#樓附近的SZ7-1#樁和位于22#樓附近的SZ14-1#樁。最后，以現有勘察、設計、施工和檢測資料為依據，對上述2根試樁承載力情況進行了分析鑒定，以查明該2根試驗樁豎向抗壓極限承載力試驗值未達到設計預估承載力的原因。

SZ7-1#和SZ14-1#試樁參數和預估承載力 表1

3 試樁檢測過程和結果

3.1 單樁靜載試驗過程和結果

SZ7-1#和SZ14-1#樁試樁靜載試驗采用預制塊堆載法，采用慢速維持荷載法逐級加載，直至達到預估極限承載力或直到破壞。試驗儀器采用SLD-1和SLD-2基樁靜載荷測試系統進行測試。測試系統可以全自動進行靜載試驗，包括自動加載、自動維荷、自動讀數、自動記錄、自動判穩。根據現場的試驗條件，加載反力裝置選擇堆重物作為反力設備。試樁的位移觀測采用數字式位移計，其精度為0.01mm；試驗樁的沉降測量使用2個位移計對稱安裝在樁頂下方。

試驗樁施工和檢測參數如表1所示，加載分級方案如表2所示。

試樁終止加載條件：加載至預估極限承載力或破壞。

SZ7-1#樁試驗結果表明，樁的前期沉降較小且呈緩變型，當荷載加載至2790kN時，曲線出現了陡降，且沉降不能穩定，本級荷載下樁頂沉降55.32mm，樁頂總沉降為89.32mm，試樁已破壞，于是停止加載。該樁的豎向抗壓極限承載力應取破壞荷載的前一級，即該樁的單樁豎向抗壓承載力極限值為2480kN。該樁的Q-s曲線見圖1。

SZ14-1#試驗結果表明，樁的前期沉降較小且呈緩變型，當荷載加載至3600kN時，曲線出現了陡降，且沉降不能穩定，本級荷載下樁頂沉降22.67mm，樁頂總沉降為42.65mm，試樁已破壞，于是停止加載。該樁的豎向抗壓極限承載力應取破壞荷載的前一級，即該樁的單樁豎向抗壓承載力極限值為3200kN。該樁的Q-s曲線見圖2。

周俊杰先生曾說：“書法具備音樂的時序性，強烈的節律性，又能以美的形式給人視覺愉悅?！保?3］這事實上就觸及到了書法重構文字以建構秩序的本質——所謂“音樂的時序性，強烈的節律性”就是秩；而“美的形式”也就是合理的形式就是序。它們是高度統一，密不可分的。正如馬正平先生的藝術思維時空論所說：“時間和空間是一致的?！薄拔恼轮械墓澴喔?、速度感加強，就會拓展一種空間感，同樣空間感的拓展又會呈現一種快速流動的節奏感（即時間感）來?！保?］465書法作品秩序的表征正是時空情緒運化的結果，它是作品秩序的秩序。

通過單樁豎向靜載試驗，SZ7-1#和SZ14-1#樁極限承載力未達到設計預估極限承載力，其中SZ7-1#樁極限承載力為2480kN，與設計預估承載力（3100kN）相差620kN，為設計預估承載力極限值的80%；SZ14-1#樁極限承載力為3200kN，與設計預估承載力（4000kN）相差800kN，為設計預估承載力極限值的80%。

3.2 單樁低應變完整性檢測情況和結果

單樁豎向靜載試驗加載分級方案 表2

基樁動測綜合分析結果一覽表 表3

混凝土芯樣試件抗壓強度代表值評定 表4

采用低應變反射波法對SZ7-1#和SZ14-1#樁進行了樁身完整性檢測，檢測結果表明，樁身完整性類別為I類，樁身完整。檢測分析結果匯總表見表3。

3.3 基樁鉆芯法檢測情況和結果

采用鉆芯法對SZ7-1#和SZ14-1#樁進行了樁身完整性檢測、樁底沉渣檢測和樁端持力層巖土性狀檢測，并抽取芯樣進行單樁抗壓強度試驗。每根試驗樁鉆取1孔，在距樁中心10cm～15cm的位置開孔。所抽取芯樣混凝土強度代表值如表4所示。樁身混凝土強度代表值不滿足設計要求。

現場鉆芯結果表明，SZ7-1#樁檢驗樁長為31.7m，芯樣完整，表面光滑，斷口吻合，芯樣連續，呈長柱狀，樁底無明顯沉渣，樁端持力層為軟塑狀灰黑色粉質粘土夾粉砂；完整性類別為I類；SZ14-1#樁檢驗樁長為37.8m，芯樣完整，表面光滑，斷口吻合，芯樣連續，呈柱狀，部分芯樣見少量氣孔，樁頂部位見少量夾泥，樁底沉渣厚度45mm，樁端持力層為粉質粘土夾粉砂，完整性類別為II類。

4 其他因素分析與復核

4.1 場地巖土工程特性分析與復核

通過復核性勘察，經過與原始勘察報告的對比分析可以看出，SZ7-1#樁以及SZ14-1#樁所在位置巖土性狀、層底深度和厚度與原始勘察報告均存在不一致的地方。根據無為地區工程實踐經驗，復核性勘察中提出的樁基設計參數也同原始勘察報告不一致，均比之前提出的樁基設計參數偏小。軟弱土層厚的取值及樁基側阻力和端阻力取值的不同，將對樁基設計預估極限承載力的取值產生很大影響。

SZ7-1#和SZ14-1#樁設計參數 表5

SZ7-1#和SZ14-1#樁計算承載力極限值與試驗值比較 表6

4.2 試樁承載力設計分析與復核

二次試驗樁SZ7-1#和SZ14-1#除樁長變化和未進行后注漿外，其他參數與SZ7#和SZ14#試樁一致，二次試驗樁SZ7-1#和SZ14-1#設計情況見表5。

將原始勘察報告和復核勘察報告的計算結果同試樁極限承載力試驗值進行比較，見表6。

從表6可以看出，原始勘察報告得出的計算結果同試驗結果相比較大，而復核勘察報告得出的計算結果同試驗結果相比基本一致。

本試驗樁為通長配筋，主筋為12根直徑14mm的HRB400鋼筋，箍筋為直徑8mm的HPB300鋼筋，每隔2m設置一道直徑14mm的HRB400加強箍筋。主筋配筋率為0.65%。SZ7-1#和SZ14-1#樁混凝土芯樣實測強度代表值分別為24.3MPa和30.0MPa，計算時混凝土軸心抗壓強度設計值fc分別取為16.5MPa、14.3MPa。根據《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）[6]，受壓樁正截面受壓承載力的計算分別如下。

SZ7-1#樁：

基本組合時，取分項系數為1.35，則N=1.35Nk，Nk≤2456kN。

SZ14-1#樁：

基本組合時，取分項系數為1.35，則N=1.35Nk，Nk≤2134kN。

當不考慮樁基承臺效應時，Nk≤R=Ra，現2根試驗樁極限承載力試驗特征值分別為1240kN和1600kN，表明樁身正截面受壓承載力未達到破壞極限。

4.3 試樁施工過程和質量控制復核

SZ7-1#樁開始鉆孔至鉆孔完畢歷時2h45min，鉆孔深度32.9m，鋼筋籠長度32.8m。鉆孔時采用粘性土層自行造漿，孔頂采用護筒。二次清孔后測得孔底沉渣厚度20mm，泥漿粘度19s，相對密度（比重）1.17。混凝土灌注時間為16h，灌注耗時40min，混凝土充盈系數1.19。

SZ14-1#樁開始鉆孔至鉆孔完畢歷時3h50min，鉆孔深度38.1m，鋼筋籠長度38m。鉆孔時采用粘性土層進行自行造漿。孔頂采用護筒。二次清孔后測得孔底沉渣厚度20mm，泥漿粘度20s，相對密度（比重）1.16?；炷凉嘧r間為17h40min，灌注耗時45min，混凝土充盈系數1.21。

根據芯樣單軸抗壓強度試驗表明，SZ7-1#和SZ14-1#樁芯樣抗壓強度代表值分別為34.3MPa、30.0MPa，不滿足設計要求。

從現有資料來看，鉆孔灌注樁施工控制均滿足相關施工驗收規范要求。但是，由于樁基工程為隱蔽工程，施工單位應從泥漿制備、成孔、清孔、刷孔壁泥皮、混凝土灌注等多個環節加強灌注樁施工質量控制。

5 結 論

①原始勘察報告對SZ7-1#和SZ14-1#樁所在場地的巖土特性和分層的劃分與實際地質條件不符，提供的鉆孔灌注樁側阻力等設計參數偏大，從而造成設計預估承載力極限值偏大。

②根據復合勘察報告和單樁靜載試驗結果，需重新預估單樁極限承載力，降低單樁承載力極限值或適當增加樁長。

③施工單位應從泥漿制備、成孔、清孔、刷孔壁泥皮、混凝土灌注等多個環節加強灌注樁施工質量控制。

[1]朱向榮，方鵬飛，黃洪勉.深厚軟基超長樁工程性狀試驗研究[J].巖土工程學報,2003(1).

[2]黃興懷，王國強.長江漫灘某靜壓樁承載力出現偏差的原因分析及處理[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2005（1）.

[3]劉金波，張中南，孫明，等.某樁基承載力不滿足要求處理實例及分析[J].巖土工程學報,2011(S2).

[4]李素華，吳世明，劉忠孝.工程樁質量檢測技術中的若干問題探討[J].巖石力學與工程學報,2002(1).

[5]胡春林，李向東，吳朝暉.后壓漿鉆孔灌注樁單樁豎向承載力特性研究[J].巖石力學與工程學報,2001(4).

[6]JGJ94-2008,建筑樁基技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.