偏位管樁在底板標高靜載試驗的應用研究

摘要：介紹在基坑開發過程中，因局部基坑變形過大導致偏位超過規范限值的Ⅰ類主樓管樁。在現場施工底板標高進行靜載試驗，綜合工程進度、成本、現場的受限因素進行多方案的比選后，選擇鋼結構平臺作為壓重平臺方案，并利用已有正常樁作為鋼結構平臺的受力支座，最終順利實現對問題樁的靜載試驗。對靜載試驗的具體步驟進行了詳細介紹，并對未來類似項目的檢測方案提出了建議。

關鍵詞：偏位樁；鋼結構平臺；靜載試驗；底板標高

0" "前言

隨著建筑物對基礎的承載力要求越來越高，越來越多的項目采用樁基礎進行施工。樁基靜載檢測技術隨著樁基礎的使用范圍增大而逐步發展起來，是目前公認的檢測基樁豎向抗壓承載力最直觀、最可靠的傳統方法[1]。在檢測方法上，我國大部分的檢測規范都制定的是“慢速維持荷載法”，即通過在試樁樁頂逐級施加持續荷載，記錄荷載、位移與時間的關系，從而分析、確定單樁的承載力[2]。

隨著樁基承載力的提高，靜載檢測時所需壓重和對于地基承載力的要求也越來越高。常規的靜載檢測均是在土方開挖之前進行，現場吊裝比較簡便，對于地基土的要求相對比較容易實現。而當基坑開挖到坑底，于非臨近基坑邊的主樓核心區域內進行樁基靜載試驗，則在實際工程中非常罕見。本文以某項目實例為背景，介紹使用鋼結構平臺實現場地內的靜載試驗的方法。

1" "項目實例概況

某項目樓棟分布如圖1所示。本項目位于某省會城市，擬興建3座33層的高層住宅（1#～3#）和9座8～10層的中高層住宅（5#～13#），場地下設置滿鋪的1層地庫，場地大部分原始羅零標高為5.00～6.40m。勘察報告揭露場地基坑開挖范圍內的地層如下：①雜填土，層厚0.30～5.90m；②粉質粘土，層厚0.40～2.70m；③淤泥，層厚6.20～43.00m；④粉質粘土，層厚0.80～21.60m；⑤淤泥，層厚1.30～17.60m；⑥粉質粘土，層厚0.90～20.40m；⑦淤泥質土，層厚0.80～20.50m；⑧粉質粘土，層厚0.50～8.50m；⑨凝灰巖殘積黏性土，層厚0.40～28.60m；⑩全風化凝灰巖，層厚0.60～11.00m；?砂土狀強風化凝灰巖，層厚1.20～17.70m；?碎塊狀強風化凝灰巖，層厚0.30～9.70m；?中風化凝灰巖，平均揭露厚度6.21m。5#～13#的主樓樁基選用500直徑的PHC管樁，抗壓承載力特征值為2500kN，持力層為?砂土狀強風化凝灰巖或?碎塊狀強風化凝灰巖，入巖深度不少于1m。

2" "樁基檢測情況

2.1" " 樁基概況

本項目地下室底板面羅零標高為3.70m，項目東側底板下淤泥層厚度約12.5～20.3m，5#主樓右側采用的支護形式為放坡+拉森鋼板樁+一道預應力錨索。該側基坑開發期間，當地雨季綿綿，土方開挖當晚恰逢暴雨天氣，導致淤泥含水率增加。另外由于施工單位前期拖拉，未及時封底將墊層頂至鋼板樁，導致基坑土方開挖后，錨索錨具脫落，鋼板樁變形過大，進而影響5號樓的樁基，出現較多的Ⅲ類樁（見圖2）。針對出現的Ⅲ類樁和Ⅳ類樁，經專家評審和五方決策，決定采用補樁的方案進行處理。基坑支護變形現場如圖3所示。

對于其他樁身低應變檢測為Ⅰ類樁，偏位已經超過100mm的樁，是否還能充分發揮原有的設計承載力，各方都無法確定。建設方本著安全為第一位的角度考慮，擬抽取兩根樁進行靜載檢測，分別是圖3中的1號樁（偏位150mm）和2號樁（偏位130mm）。1號樁和2號樁已經位于主樓場地內部，現場基坑已經開挖，底板下墊層已施工，且樁頭已砍，對于在如此條件下進行管樁的靜載試驗，省建科院和項目的設計院均表示在省內均未有類似的案例。

2.2" " 樁基檢測方案的確定

對于如何進行靜載試驗，各方進行了充分的討論形成3種方案。方案一：5號樓相關范圍內全場地回填1m厚的磚渣后，將樁帽加高至回填面后進行靜載試驗；方案二：5號樓相關范圍內全場地進行水泥攪拌樁加固后，在現有底板標高進行靜載試驗；方案三：利用5號樓現存的正常管樁作為支座，然后制作鋼結構平臺固定在管樁的柱帽上，再在鋼結構平臺上方放置壓重進行靜載檢測。3種方案優缺點對比如表1所示。

結合表1，綜合判斷后選擇方案三作為樁基檢測的方案。根據相關規范第4.2.2條的規定[3]，加載反力裝置能提供的反力，不得小于最大加載量的1.2倍，壓重平臺的質量應不小于6000kN。制作鋼結構平臺，并利用5號樓現存的正常管樁作為支座（每根管樁約承擔1500kN的荷載），通過錨栓和錨板固定在特制的管樁樁帽上，再在鋼結構平臺上方放置壓重進行靜載檢測，同時需在5號樓南側墊層上方鋪設臨時道路，用于起重機停放和起吊壓重塊。臨時道路采用在底板墊層上方鋪設20mm厚鋼板，再回填600mm厚磚渣，最后在磚渣上面再鋪一層20mm厚鋼板的做法。

施工臨時道路及鋼結構平臺布置如圖4所示。以2號樁為例，圖4中的虛線代表的是壓重平臺下檢測單位布置的鋼梁示意圖。鋼梁截面采用間隔1m均勻布置，壓重投影面積為12m×8m，并保證受力的中心與樁中心重合。鋼結構平臺為典型剖面，長方向的A-A剖面，鋼梁為GL1；短方向的C-C剖面，鋼梁為GL2，具體剖面如圖5所示。

省建科院表示他們有較多的HN700和HM488的已使用工字鋼，也愿意后期進行回收。本項目設計時間是2019年，根據規范[4]第4.1、4.2和4.4章的相關規定復核后，確定主受力鋼梁GL1和短向鋼梁GL2的截面及組合見表2。

3" "現場靜載試驗步驟

3.1" " 基坑變形部位的處理

邀請相關專家和基坑設計院現場踏勘后，對已發生變形的基坑邊采取了坡頂卸荷、坡底回填反壓土的方案。卸荷后對坡頂雜填土噴60mm厚C20混凝土面層，并對基坑重新進行變形監測，變形監測穩定后進行臨時道路的鋪設。

3.2" " 臨時道路的鋪設

首先貼著基坑邊回填磚渣形成坑內行車道路，與場地外道路標高實現銜接，再根據圖4的做法鋪設臨時道路。在5號樓外的地下室底板相關范圍內做好放線定位后，由小挖掘機和人工進場，將墊層上方的第一層鋼板鋪設到位。再用小型渣土車將磚渣運至場地邊，通過小挖掘機和人工整平成600mm厚墊層，在其上方鋪設第二層的鋼板。

3.3" " 鋼結構平臺的安裝

用高標號的混凝土先完成樁帽的施工和錨板的預埋，并按照設計圖紙中的定位完成現場放線后，起重機通過臨時道路逐一將鋼梁吊裝到位，現場完成焊接施工，全程要求監理旁站監督，并做好焊縫和錨栓連接質量的檢驗。鋼結構平臺吊裝如圖6所示。

3.4" " 配重堆放

由于受場地條件限制，配重無法一次運輸到位，考慮靜載試驗的連續性，因此先試驗更靠近地庫內側的2號樁再試驗1號樁。用卡車運輸到基坑邊道路后，通過兩臺起重機接力吊，將靜載堆重運輸到位，從中間向兩側平整堆放。配重吊裝如圖7所示。現場靜載如圖8所示。

3.5" nbsp; 監測到位

在正式堆放前，對作為支座的管樁做好測量點原始高程的標識，整個堆放過程應用水準儀對管樁支座和壓重平臺的沉降進行監控，觀測精確到mm，一旦發生預警立即停止堆放。

3.6" " 試驗結果

蔣最大試驗荷載加至5000kN時，2號樁樁頂最大累計沉降量16.71mm，1號樁樁頂最大累計沉降量9.3mm，支座樁樁頂最大沉降量為3mm，綜合判斷后，認定偏位樁承載力滿足設計要求。

4" "結語

通過鋼結構平臺作為壓重平臺，順利實現了受限情況下在5號樓主樓區域內對管樁的靜載試驗，并獲得了第一手的試驗數據，復盤后總結如下：位于地下室內部的樁基，需要進行靜載試驗時，應充分利用現場條件，選擇合適易行，對現場影響最小且安全的方案；樁身檢測為Ⅰ類樁，偏位未超過150mm的樁經靜載檢測，其承載力可以滿足設計要求；淤泥層較厚的區域使用管樁時，管樁周邊使用水泥攪拌樁加固，對開挖施工過程中管樁的樁身質量保護效果顯著[5]。

參考文獻

[1] 洪輝煌.軟土地區大噸位樁基靜載試驗的應用研究[J].福建建設科技， 2015（4）：16-18.

[2] 彭巍，任鈺芳，孫麗.樁基靜載試驗研究[J].國外道路， 2001（3）：41-44.

[3] JGJ106-2014建筑基樁檢測技術規范[S].

[4] GB50017-2003鋼結構設計規范[S].

[5] 劉昌龍，李京朝，李小春.老舊小區周邊的基坑工程設計管理與實踐[A].中國土木工程學會2020年學術年會論文集[C]. 2020.