淺談建筑基樁檢測(cè)方法

■劉金輝 ■安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230051

1 基樁測(cè)試重要性

1.1 基樁質(zhì)量重要性

在基礎(chǔ)工程中，樁基礎(chǔ)以其承載力大、地層適應(yīng)性強(qiáng)、施工方便、造價(jià)較低等特點(diǎn)，而被廣泛采用。而樁基工程中又以各種形式的灌注樁為主，這不僅是因?yàn)楣嘧妒┕みM(jìn)度快，經(jīng)濟(jì)效益好，可比預(yù)制樁降低成本造價(jià)的1/3 -1/2，而且能適應(yīng)于各種地形地質(zhì)條件和各種土工構(gòu)筑物對(duì)基礎(chǔ)承載力的需要，因而使用范圍很廣泛。灌注樁屬地下隱蔽工程，施工工藝復(fù)雜，容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，且不容易被發(fā)現(xiàn)。據(jù)國內(nèi)外有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明，出現(xiàn)樁身各種缺陷概念約為巧10% -20%，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將對(duì)土工構(gòu)筑物、建筑物的正常使用造成隱患。因此，對(duì)基樁的質(zhì)量測(cè)試是十分重要的。

1.2 基樁測(cè)試步驟和要求

(1)施工前應(yīng)進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)。施工前單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的目的是為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。對(duì)設(shè)計(jì)等級(jí)高且缺乏經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，或推廣應(yīng)用新樁型或新工藝，前期試樁尤為重要。對(duì)于端承型大直徑灌注樁，當(dāng)受設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)條件限制無法做靜載試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)采用Ostetherg 試樁法提供設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)于打人式預(yù)制樁(特別是長樁、超長樁)，應(yīng)進(jìn)行試打，試打時(shí)用高應(yīng)變法進(jìn)地打樁分析，為設(shè)計(jì)提供參數(shù)。

(2)工程樁的承載力測(cè)試。對(duì)于小直徑灌注樁，當(dāng)有本地區(qū)相近條件的對(duì)比驗(yàn)證資料時(shí)，可采用高應(yīng)變法進(jìn)行單樁豎向抗壓承載力驗(yàn)收檢測(cè)，對(duì)于打人式預(yù)制樁，可采用高應(yīng)變法進(jìn)行打樁過程監(jiān)控，以減少樁的破損率和選擇合理的人土深度，進(jìn)而提高沉樁效率。盡管允許采用高應(yīng)變法進(jìn)行驗(yàn)收檢測(cè)，但仍需不斷積累驗(yàn)證資料、提高分析判斷能力和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)水平。對(duì)于大直徑灌注樁或端承型灌注樁(事實(shí)上對(duì)所有高承載力的樁)，往往不允許任何一根樁承載力失效，否則后果不堪設(shè)想。由于試樁荷載大或場(chǎng)地限制，有時(shí)很難、甚至無法進(jìn)行單樁豎向抗壓承載力靜載檢測(cè)，這時(shí)，可選擇地質(zhì)條件較差的樁位采用osterberg 試樁法進(jìn)行單樁豎向抗壓承載力靜載檢測(cè)。此外，也可采用樁孔原位測(cè)試法(深層平板載荷試驗(yàn)、巖基載荷試驗(yàn)、鉆芯法等)進(jìn)行樁端承載力測(cè)試。

2 基樁測(cè)試方法的種類

現(xiàn)有的確定單樁承載力的試驗(yàn)方法很多，常見的方法有:(l)單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)法;(2)Os -tethe 飛試樣法;(3)高應(yīng)變動(dòng)力法;(4)樁孔原位測(cè)試法;(5)低應(yīng)變動(dòng)力法;(6)反射波法，等等，都被廣泛使用于不同條件下基樁測(cè)試。下面就前三種測(cè)試方法的程序簡(jiǎn)述一下。

2.1 單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)法

單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)是通過重平臺(tái)或錨樁反力架等在樁頂上直接分級(jí)加載，同時(shí)觀測(cè)其每級(jí)的沉降量，最后分析其試驗(yàn)結(jié)果確定單載承載力。這種方法綜合考慮了樁與土的相互作用，是確定單樁承載力最傳統(tǒng)，最為直觀，最為可靠的方法，因此大的工程一般都要在現(xiàn)場(chǎng)作靜載試驗(yàn)來確定承載力。

2.2 osterbe 飛試樁法(自平衡試樣法)

osterberg 試樁法是將千斤頂放置在樁的下端，向上頂樁身的同時(shí)，向下壓樁底，使樁的摩阻力和端阻力互為反力，分別得到樁端和樁側(cè)兩條荷載-位移曲線，疊加后得到樁的承載力和位移關(guān)系的Q 一S 曲線。同時(shí)，該法又可以分別測(cè)聲樁的摩阻力和端阻力與上下位移間的關(guān)系曲線，便于分別考慮這兩種承載力，明確兩種載承力的發(fā)展過程。這對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行可靠度設(shè)計(jì)時(shí)考慮和確定分項(xiàng)系數(shù)也是十分重要的。Osterberg 試樁法由于其加壓裝置簡(jiǎn)單，不需壓重平臺(tái)，不需錨樁反力架，不占用施工場(chǎng)地，試驗(yàn)方便，費(fèi)用低廉，節(jié)省時(shí)間，且能直接測(cè)出樁的側(cè)阻力和端阻力，受到工程界的廣泛歡迎。

2.3 高應(yīng)變動(dòng)力法

高應(yīng)變動(dòng)力法是通過在樁頂測(cè)量被激發(fā)的阻力產(chǎn)生的應(yīng)力波和速度波，從而確定承載力。它的目標(biāo)是激發(fā)樁周和樁尖的阻力，然后實(shí)測(cè)這些阻力。要使樁側(cè)阻力和樁尖土強(qiáng)度充分發(fā)揮，一般都是用重錘錘擊樁頂，使樁土之間產(chǎn)生一定的塑性位移，即樁被打出一定慣入度，當(dāng)動(dòng)荷載作用在樁上產(chǎn)生的應(yīng)力水平達(dá)到或接近工程實(shí)際應(yīng)力水平時(shí)，即可確定較為符合實(shí)際的承載力。該法是由動(dòng)力打樁監(jiān)控演變和發(fā)展過來的，因此，特別適用于打人式樁的承載力測(cè)試。目前，高應(yīng)變動(dòng)力法主要有動(dòng)力打樁公式法、錘擊貫入法、波動(dòng)方程分析法、Case 法、波形擬合法和靜動(dòng)法，比較常用的是波形擬合法。

高應(yīng)變?cè)嚇斗椒ㄅc低應(yīng)變?cè)嚇斗椒ǖ母緟^(qū)別是高應(yīng)變法使樁土之間產(chǎn)生了一定的塑性相對(duì)位移，即樁頂產(chǎn)生大于2.5～貫人度。目前，高應(yīng)變法有動(dòng)力打樁公式法、錘擊貫入法、波動(dòng)方程分析法、Case法、波形擬合法和靜動(dòng)法等，比較常用的是波形擬合法。

高應(yīng)變動(dòng)力法主要可以解決以下一些問題:(l)確定單樁豎向承載力。(2)樁身結(jié)構(gòu)完整性檢驗(yàn)。(3)沉樁能力分析。(4)樁工機(jī)械監(jiān)控。(5)樁在動(dòng)荷載作用下的特性。例如對(duì)打人式樁，可隨時(shí)監(jiān)測(cè)打樁應(yīng)力，對(duì)拉、壓應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控，避免應(yīng)力超過材料強(qiáng)度，致使樁身破壞。同時(shí)可對(duì)錘、墊系統(tǒng)合理選擇，提高打樁效率等等。此外，樁的承載力取決于樁身結(jié)構(gòu)承載力和地基土對(duì)樁的支承力。與靜載荷實(shí)驗(yàn)法相比較，作為靜力試樁是量測(cè)樁頂荷載和下沉量(Q-S)曲線)，當(dāng)下沉量達(dá)到人們規(guī)定的條件或某一值時(shí)，認(rèn)為土阻力已充分發(fā)揮，即通常所說的樁已“破壞”，從而求得極限承載力，但下沉量可以是土的變形引起，也可能由于樁身有缺陷、結(jié)構(gòu)破壞引起，這從Q-S 曲線上往往難以區(qū)分，而動(dòng)力試樁比較容易對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)別。可見，采用高應(yīng)變測(cè)法試樁的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果是十分明顯的，三種方法單樁承載力試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如表1。

表1 單樁承載力痸試驗(yàn)方法結(jié)果對(duì)比

由上可見，建筑基樁單樁豎向承載力的測(cè)試方法很多，各有千秋，因此建筑基樁單樁豎向承載力的測(cè)試方法要根據(jù)具體情況、檢測(cè)人員技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)而定。基樁測(cè)試方法精度及誤差求取目前基樁工程非常之多，測(cè)試方法種類不少，操作人員繁雜，水平各異，又沒有共同遵守的測(cè)試要領(lǐng)和準(zhǔn)則及判定標(biāo)準(zhǔn)，因此測(cè)試結(jié)果相差較大，以至出現(xiàn)誤判。所以研究規(guī)范測(cè)試方法程序、制訂出測(cè)試誤差范圍，為基樁質(zhì)量分類提供依據(jù)已成為當(dāng)務(wù)之急。

3 基樁測(cè)試重要性

綜上所述，基樁的測(cè)試，對(duì)于基樁有著十分重要作用，基樁測(cè)試誤差的求取，為樁身質(zhì)量分類提供了科學(xué)依據(jù)，為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供了保證，對(duì)不合格基樁予以報(bào)廢，為基樁工程消除了隱患。在選擇基樁測(cè)試方法中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選用精度高、重復(fù)性好、成本低、易于操作的測(cè)試方法，以求獲得最佳效果。

［1］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).建筑基樁檢測(cè)規(guī)范JGJ106 -2014［M］.

［2］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).建筑基樁技術(shù)規(guī)范JGJ94 -2008［M］.