鉆孔灌注樁接樁部位質量對基樁靜載試驗承載性能的影響

采用接近于豎向樁實際工作條件的方法進行靜載試驗，在確定單樁豎向極限承載力方面是目前最直接、最可靠的方法[1～2]，在我國現行各種地基基礎設計處理規范中處于優先地位。樁基靜載試驗的檢測數據，如單樁承載力、變形等是設計的依據及工程質量檢驗的可靠保證。影響鉆孔灌注樁承載能力的因素是多樣的，如成孔質量、混凝土強度、沉渣厚度、施工工藝等[3～4]。目前樁基工程質量已得到很好的控制，但在如接樁部位處理等細節上還缺乏足夠的認識，一旦出現接樁質量問題，將嚴重影響到承載力的檢測結果。本文通過現場靜載試驗工程實例，說明鉆孔灌注樁接樁部位質量對基樁靜載試驗承載性能影響的重要性。

1 工程概況

工程一為地上2～4層、地下1層的建筑物，框架結構。基樁為?600 mm、長22.7 m的鉆孔灌注樁，試驗樁長27.9 m，設計承載力2 400 kN。

工程二為地上5～6層，地下2層的建筑物，框架結構。基樁類型為?700 mm、長27.0 m的鉆孔灌注樁，試驗樁長39.45 m，設計承載力4 500 kN。

2 地質條件

工程一試驗樁落在Q3eal粉砂層（5-3）上，該層土呈褐黃色，密實、飽和，具少量銹染，土質不均，是良好的樁端持力層。

工程二試驗樁落在上更新統第三組陸相沖積層Q3cal第三亞層粉土層（地層編號9c）中，該層土呈黃褐色，密實狀態，無層理，含鐵質，屬低壓縮性土，是良好的樁端持力層。

3 基樁檢測

3.1 參數

試驗樁施工參數見表1。

表1 施工參數

3.2 基樁低應變動力檢測

低應變動力檢測結果見表2。

表2 低應變動力檢測結果

3.3 基樁靜載試驗

工程一靜載試驗得到的單樁豎向抗壓極限承載力結果見圖1-圖4和表3。

圖1 S1樁（第一次）靜載曲線

圖2 S1樁（第二次）靜載曲線

圖3 S2樁靜載曲線

圖4 S3樁靜載曲線

表3 單樁豎向抗壓極限承載力試驗結果

工程二靜荷載試驗得到的單樁豎向抗壓極限承載力結果見圖5-圖7和表4。

圖5 S4樁靜載曲線

圖6 S5樁靜載曲線

圖7 S6樁靜載曲線

表4 單樁豎向抗壓極限承載力試驗結果

4 結果分析

4.1 工程一

4.1.1 試驗結果

低應變檢測結果表明樁身完整，靜載試驗結果卻出現了很大差異，S2、S3單樁豎向抗壓極限承載力均≮2 880 kN，S1樁第一次試驗僅達到1 680 kN。

4.1.2 結果分析

從施工情況分析，施工參數基本一致，只是S1樁成孔時間為5 h，空孔時間又約5 h，與其他樁有些差異，這種情況有可能造成泥皮過厚。

S1樁第一次靜載試驗，當試驗逐級加載至1 680 kN時，樁頂累計沉降量6.14 mm且穩定；加下一級荷載至1 920 kN時，樁頂累計沉降量18.76 mm，此時樁的沉降量超過前一級荷載作用下沉降量的5倍，滿足規范要求的終止加載條件，應該停止試驗。但是考慮到其承載力與其他樁承載力相差較大，為進一步驗證其承載性能，繼續加載至2 160 kN，樁頂累計沉降量45.67 mm；繼續加載至2 400 kN時，30 min樁頂累計沉降量76.26 mm且不停滯下沉，故停止試驗。因此S1樁單樁豎向抗壓極限承載力實測值為1 680 kN，與其他兩根樁試驗結果相差很大。

根據樁基施工單位提供的施工記錄和在該樁附近補靜力觸探孔的結果，排除了沉渣、土層分布因素。經多方討論分析，懷疑接樁部位出現問題，遂進行樁頂開挖驗證，發現該樁的接樁部位沒有護筒，由磚壘砌而成，混凝土疏松。為進一步檢驗基樁承載性能，決定對其重新加固處理后進行第二次靜載試驗。

S1樁二次靜載試驗逐級加載至2 400 kN時，樁頂累計沉降量10.27 mm且穩定；繼續加下一級荷載至2 640 kN時，樁頂累計沉降量24.27 mm，此時Q～s曲線和s～lgt曲線已向下彎曲，樁頂沉降量已大于前一級荷載作用下沉降量的5倍，達到終止加載條件。為進一步分析其承載能力，繼續加載至2 880 kN，樁頂累計沉降量42.39 mm，故終止試驗。該樁的單樁豎向抗壓極限承載力實測值為2 640 kN，第二次單樁豎向抗壓極限承載力試驗結果比第一次提高了57%，證明該樁的基樁承載能力能夠滿足設計要求，也說明了接樁部位處理不當容易掩蓋其樁身承載能力的真實情況。

4.2 工程二

4.2.1 試驗結果

各樁在靜載試驗前進行了低應變動力檢測，結果表明S4樁身4.0 m處缺陷，其他兩根樁身完整。S5、S6單樁豎向抗壓極限承載力均≮5 400 kN，S4單樁豎向抗壓極限承載力僅為1 350 kN，靜載試驗結果與完整性檢測結果一致。

4.2.2 結果分析

從施工情況分析，施工參數基本一致，均滿足規范要求，無異常。

S4樁當試驗逐級加載至1 350 kN時，樁頂累計沉降量1.96 mm且穩定，加載至1 800 kN時，樁頂累計沉降量7.33 mm且穩定，此時樁的沉降量超過前一級荷載作用下沉降量的5倍，滿足規范要求的終止加載條件，應該停止試驗。但是考慮到其承載力與其他樁承載力相差較大，為進一步驗證其承載性能，繼續加載。當試驗逐級加載至2 700 kN時，樁頂累計沉降量21.83 mm且穩定，繼續加下一級荷載至3 150 kN時，樁頂沉降量急驟增大且場地軟，平臺支撐體沉陷造成壓重平臺傾斜，試驗被迫終止，卸載后發現該樁頂已有裂隙且向一側傾斜。該基樁低應變檢測結果表明樁身4.0 m處缺陷，導致靜載試驗情況異常，說明接樁部分存在的缺陷嚴重影響其單樁豎向抗壓極限承載力的發揮，無法真實分析基樁的承載能力。

5 接樁部位樁體質量控制

目前我國靜載試驗受場地條件、機械設備等諸多因素限制，基本都是在自然地坪進行的，尤其是帶有地下結構的建筑，不是在工程樁的有效樁頂位置，施工人員往往會忽視從工程樁的有效樁頂至自然地坪這段接樁部分樁身質量的控制，認為基坑開挖后還需將其破除，忽視了其重要性。本文列舉的兩項工程實例均反映出由于接樁部位的不當處理而導致基樁承載力低，這就要求重視接樁部位的質量，除嚴格按照JGJ 106—2014《建筑基樁檢測技術規范》附錄B中混凝土樁樁頭處理的要求執行外，還應注意以下環節。

1)盡量使用鋼制護筒。有些工程使用可拆裝式的鋼制護筒，試驗結束后回收，既保證了施工質量，又可循環使用。

2)保證樁頂面水平，避免加載偏心。

3)加強樁頭混凝土保護，尤其是北方地區冬季施工作業中的保溫措施一定要到位。

6 結語

隨著社會建設的快速發展，鉆孔灌注樁基礎越來越多的在工程中應用，樁基礎質量直接關系到整個建筑物的結構安全，不能疏忽成樁過程中任何細節。在樁基試驗時應從基樁施工、現場試驗過程、數據分析整理等各個細節綜合考慮，嚴謹分析，正確合理的判別基樁的承載能力。

通過對兩項工程檢測結果的比較分析并結合類似工程的檢測經驗總結得出，鉆孔灌注樁接樁部位的處理質量十分關鍵，只有其質量得到保證，才能得到真實的檢測數據，為設計人員提供準確可靠的設計依據，經濟合理、有效地控制工程樁的施工質量和成本。