某建筑用房基樁檢測(cè)實(shí)例分析

張春良，魏 嘉，鄧 亞，李秀春，劉建華

（1.四川長(zhǎng)瑞土木工程檢測(cè)有限公司，四川 成都 611130；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，四川 成都 611130）

0 引 言

在我國(guó)現(xiàn)今高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，樁基工程被廣泛應(yīng)用［1］。樁基礎(chǔ)在有效上層建筑及地下空間的強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面具有不可替代的作用［2］。但因樁基工程屬于地下隱蔽工程，具有不可見性，使得其施工難度大、施工技術(shù)要求高，施工影響因素復(fù)雜且質(zhì)量難于保證［3］。實(shí)際建設(shè)中稍有差池就可能威脅到人身及財(cái)產(chǎn)安全，造成重大損失。在檢測(cè)過(guò)程中，工程地質(zhì)概況、設(shè)計(jì)資料、基樁施工工藝、基樁樁型及檢測(cè)方法的合理選擇等，均可能影響到樁基工程質(zhì)量。單一地依賴某一檢測(cè)方法得出基樁質(zhì)量結(jié)論可能使檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況相悖，從而引發(fā)重大事故［4-5］。因此，在工程建設(shè)中及時(shí)進(jìn)行樁基檢測(cè)，合理選擇樁基檢測(cè)方法，排除樁基質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，確保樁基質(zhì)量，對(duì)保障人民人身和財(cái)產(chǎn)安全意義重大［6］。筆者通過(guò)自身工作中遇到的實(shí)例進(jìn)行分析與總結(jié)，以期為今后的樁基檢測(cè)工作提供一定的經(jīng)驗(yàn)借鑒。

1 工程背景

某建筑用房工程上部結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)，地上9 層，地下 1 層。綜合地勘及設(shè)計(jì)資料，設(shè)計(jì)工程樁樁基礎(chǔ)采用沖孔灌注樁，施工總樁數(shù)為 357 根，樁徑均采用 800 mm，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為 16～27 m 不等，混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)為 C 30，設(shè)計(jì)單樁豎向抗壓承載力特征值均為 5 800 kN，樁端持力層為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。

為檢驗(yàn)其樁基施工質(zhì)量，依據(jù) JGJ 106－2014《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱“JGJ 106－2014”），經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理三方選樁會(huì)議意見，決定選用聲波透射法、低應(yīng)變法和鉆芯法相結(jié)合，優(yōu)先選用聲波透射法、低應(yīng)變法，隨機(jī)抽取部分基樁進(jìn)行基樁樁身的完整性驗(yàn)證，在基樁完整性試驗(yàn)結(jié)束后，再對(duì)其中部分相對(duì)重要或存在疑問(wèn)的基樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，驗(yàn)證樁基承載力；結(jié)合單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題基樁進(jìn)行鉆芯法驗(yàn)證。

2 試驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)選樁會(huì)議討論結(jié)果對(duì)該工程 5 # 樓 43 號(hào)基樁展開檢測(cè)，依據(jù) JGJ 106－2014 要求，于 2018 年 01 月19 日利用聲波透射法和低應(yīng)變法先對(duì)所選基樁進(jìn)行了基樁完整性檢測(cè)。兩種方法的檢測(cè)結(jié)果均表明該基樁完整性類型為Ⅰ類。2018 年 01 月 20 日，在基樁完整性試驗(yàn)后遂對(duì)該基樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)。本次單樁靜載試驗(yàn)依據(jù) JGJ 106－2014 要求進(jìn)行，選用慢速維持荷載法試驗(yàn)，共分為十級(jí)（為逐級(jí)等量加載，分級(jí)荷載為最大加載值的 1/10）加載，首次加載兩級(jí)。本次試驗(yàn)選用全自動(dòng)靜載荷儀，且均嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)所用所有儀器均符合規(guī)范要求，且均經(jīng)相關(guān)單位檢定合格并在檢定有效期內(nèi)。在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該基樁承載力存在嚴(yán)重問(wèn)題，未能達(dá)到其設(shè)計(jì)承載力極限荷載值，具體檢測(cè)試驗(yàn)的結(jié)果如表1 所示，圖1 為相應(yīng)的 Q-s 曲線與 s-lgt 曲線。

表1 43號(hào)基樁靜載試驗(yàn)匯總表

由表1、圖1 可知，該基樁在靜載試驗(yàn)加載至第三級(jí)（即 4 640 kN）時(shí)，沉降量突然劇增，但歷經(jīng) 450 min尚可穩(wěn)定，該級(jí)沉降最終達(dá) 22.56 mm，進(jìn)入加載第四級(jí)（即 5 800 kN）后，沉降突然增大并很快超過(guò) 40 mm，Q-s 曲線、s-lgt 曲線尾部均明顯向下彎曲，依據(jù) JGJ 106－2014 判定該基樁承載力不合格，未能滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1 43 號(hào)基樁單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)曲線圖

建設(shè)單位充分重視該單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)不合格的結(jié)果，立即組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、勘察、檢測(cè)五方進(jìn)行開會(huì)研究，會(huì)議對(duì)該基樁完整性檢測(cè)判定為Ⅰ類、靜載試驗(yàn)卻不合格的結(jié)果提出諸多疑問(wèn)，對(duì)該樁事故責(zé)任問(wèn)題，各方均各具說(shuō)辭，最終會(huì)議決定選取臨近該樁的 41 號(hào)基樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)驗(yàn)證。

會(huì)議后于 2018 年 01 月 23 日先利用聲波透射法和低應(yīng)變法對(duì) 41 號(hào)基樁進(jìn)行完整性檢測(cè)，結(jié)果表明其完整性均為Ⅰ類；2018 年 01 月 24對(duì)該基樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，結(jié)果表明 41 號(hào)基樁承載力同樣存在嚴(yán)重問(wèn)題，且試驗(yàn)加載至第二級(jí)（即 3 540 kN）時(shí)，沉降已經(jīng)開始突變，具體檢測(cè)試驗(yàn)的結(jié)果如表2 所示、相應(yīng)的 Q-s 曲線與 s-lgt 曲線如圖2 所示。

表2 41 號(hào)基樁靜載試驗(yàn)匯總表

3 鉆芯驗(yàn)證

圖2 41 號(hào)基樁單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)曲線圖

針對(duì) 41 號(hào)基樁出現(xiàn)同樣問(wèn)題，建設(shè)單位在及時(shí)向當(dāng)?shù)刭|(zhì)檢部門報(bào)備的同時(shí)，緊急召集五方開會(huì)研究討論。會(huì)議認(rèn)為該樁事故原因可能不是施工方面的問(wèn)題，但具體原因尚不明確，為查清導(dǎo)致該基樁承載力不合格事故的原因，遂決定對(duì) 41 號(hào)基樁、43 號(hào)基樁進(jìn)行取芯，并在基樁附近進(jìn)行地勘取芯。

41 號(hào)基樁、43 號(hào)基樁取芯結(jié)果表明其樁身混凝土密實(shí)，并未見較大缺陷，與完整性檢測(cè)結(jié)果基本一致。但兩基樁底部 2 m 內(nèi)均未鉆遇地勘與設(shè)計(jì)中所提及的碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，樁底見一層厚度 20～50 cm 的紫紅色頁(yè)巖，之后則是一層黃色軟土夾層（見圖3～ 4），直到鉆至樁底 5 m 附近時(shí)，才鉆遇地勘與設(shè)計(jì)中所提及的碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖；在兩樁之間進(jìn)行的地勘鉆井取芯結(jié)果同樣顯示，在基樁樁底標(biāo)高附近并非為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，而是一層厚度 50～80 cm 的紫紅色頁(yè)巖加黃色軟土層，黃色軟土層厚度達(dá) 4～5 m。

圖3 43 號(hào)基樁樁底紫紅色頁(yè)巖

圖4 41 號(hào)基樁樁底紫紅色頁(yè)巖

4 鉆井補(bǔ)勘

在鉆井結(jié)果揭示下，該次基樁承載力不足的原因基本明了，系因基樁樁底黃色軟土夾層的存在，使得基樁雖澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高，但卻未能嵌入設(shè)計(jì)所提及的碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，黃色軟土夾層替代了良好的樁底持力層，使得基樁承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求。

為徹底查清該黃色軟土夾層的展布范圍，以 42 號(hào)基樁為中心，逐漸向?qū)λ闹芑鶚稑堕g土中心展開鉆井補(bǔ)勘，直到樁間土地勘取芯中未見該層黃色軟土夾層為止，具體地勘孔布置如圖5 所示。

圖5 5 號(hào)樓鉆井補(bǔ)勘分布圖

在鉆井補(bǔ)勘取芯結(jié)果的基礎(chǔ)上，基本明確該層黃色軟土夾層的大致展布范圍，見圖5 陰影區(qū)域所示，可知其大致呈橢圓狀展布，以 42 號(hào)、52 號(hào)基樁為中心，大致呈“中間厚、四周薄”的變化趨勢(shì)。

5 邊界基樁承載力確認(rèn)及處理

為確認(rèn)黃色軟土夾層邊界基樁是否滿足承載力要求，選取 51 號(hào)基樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)中其沉降位移變化雖較大，最大可達(dá)32.52 mm，但承載力基本可滿足設(shè)計(jì)要求，具體檢測(cè)試驗(yàn)的結(jié)果如表3 所示、相應(yīng)的 Q-s 曲線與 s-lgt 曲線如圖6 所示。

為確保該工程5#樓基樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求，在補(bǔ)勘基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)提出對(duì)該樓層基樁的處理意見：①建議對(duì)該樓層軟土層范圍內(nèi)的基樁進(jìn)行高壓注漿處理，擴(kuò)大樁底，處理完后進(jìn)行抽檢，且對(duì)合格的基樁承載力按減半計(jì)算；②對(duì)該樓層軟土層范圍內(nèi)樁間中心處適當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)樁處理。

表3 51 號(hào)基樁靜載試驗(yàn)匯總表

圖6 51 號(hào)基樁單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)曲線圖

6 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)該建筑用房基樁檢測(cè)結(jié)果，總結(jié)該基樁問(wèn)題出現(xiàn)的原因，認(rèn)為：該工程出現(xiàn)基樁完整性Ⅰ類但單樁承載力不符合設(shè)計(jì)要求的事故主要原因?yàn)榈乜蔽醇皶r(shí)發(fā)現(xiàn)軟土層；基樁檢測(cè)時(shí)應(yīng)充分利用地勘資料、設(shè)計(jì)資料，不僅要考慮施工質(zhì)量問(wèn)題，還應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件的影響因素，有效排除因地勘不細(xì)或設(shè)計(jì)問(wèn)題造成的工程質(zhì)量問(wèn)題；每種檢測(cè)方法均存在局限性，應(yīng)盡量避免憑借某一方法確定樁基質(zhì)量，為保證基樁施工質(zhì)量，應(yīng)結(jié)合不同檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)相互驗(yàn)證，確保檢測(cè)真實(shí)、準(zhǔn)確，尤其是遇到有問(wèn)題基樁時(shí)，應(yīng)充分利用取芯或開挖驗(yàn)證，并結(jié)合各種方法的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行綜合對(duì)照；應(yīng)盡量避免片面依賴檢測(cè)數(shù)據(jù)得出工程質(zhì)量結(jié)論。