西安某超高层建筑试验桩检测事故分析与处理

周保健，郅 彬

（西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西西安710054）

本文通过桩基公司对试桩结果进行异议并自检后，初步判断第三方桩基检测单位的试桩过程中存在两处严重不符合桩基检测规范要求，最后通过原桩基检测单位复检，试桩结果符合设计要求，本工程的案例的分析与处理可为今后类似桩基检测事故的处理提供借鉴。

1 工程概况和场地地质条件

西安某超高层建筑为地上34层，地上高度139.35m，为高甲级写字楼，地下2层，基础埋深13.5m；拟建场地地形平坦，地面标高介于395.19～395.64m。地貌单元属皂河二级阶地前缘，详见表1地层条件与桩、后注浆相对位置。

桩身直径D=800mm，桩长50m，试桩采用后注浆钻孔灌注桩，锚桩为钻孔灌注桩，试桩桩尖置于土层⑿层粉质粘土qpk=1200kPa，单桩竖向极限承载力标准值估算quk≥14800kN。

2 试桩检测单位出具的试桩第一次检测结果

2.1 单桩竖向承载力

从表2中看出，3根试桩静载分别在加载至14800kN、11840kN和7400kN时，Q-s曲线出现陡降，且s-lg t曲线有明显的向下弯曲，说明静载试验达到极限破坏阶段，其单桩竖向极限承载力取破坏前一级荷载，分别为13320kN，10360kN和5920kN。

2.2 建设单位组织第一次试桩结果专家评审

根据本工程试桩成果及工程地质勘察报告，经与会专家讨论，形成意见如下。

2.2.1 桩基承载力取值

（1）3组试桩结果数据离散性过大，未满足设计要求，应重新试桩。

（2）Q-s曲线破坏特点为突变型。

（3）初步判断，试桩结果不满足设计要求与施工工艺控制有关。

2.2.2 工程桩施工工艺

（1）应采用符合国家正规工艺要求的泵吸反循环机械，并采用专业的后压浆施工队伍。

（2）西安地区采用800mm直径50m桩长复式后压浆灌注桩的极限承载力可达到15000kN左右，平均侧阻力为110～120kPa左右。

2.2.3 二次试桩方案

可以采用核心筒下工程桩重新进行试桩，试桩数量为3根，设计院根据试桩结果调整布桩。

3 桩基施工的自检及对试桩结果的异议

3.1 钻孔及水下灌注混凝土施工记录

表3中数据表明成孔过程各项正常，未出现异常发生。

3.2 施工现场照片

以上图1～图4可以证明本工程实际使用钻机及工艺过程是符合设计要求的。

3.3 后压浆施工记录

表4中数据显示，3根试桩压浆时间属于正常。

表1 地层条件与桩、后注浆相对位置

表2 单桩静载荷试验成果表

表5数据表明各桩各根注浆管深度、注浆压力、注浆量均符合设计要求。

3.4 桩基检测现场照片（图5）

从图5中可以看出检测施工现场载荷实验中很容易发现存在以下问题，严重与桩基检测规范不符：

（1）试验千斤顶合力中心与试桩形心不重合，千斤顶布置不均匀，偏心达10cm之多，桩顶南侧应力集中变形产生沉降。

表3 现场成桩记录表

图1 反循环钻孔灌注桩后注浆施工现场全图

图2 泥浆反循环成孔

图3 钢筋笼及导管安放完成后正循环二次清孔

图4 载荷实验前桩头进行修平及加固

图5 载荷试验检测现场照片

（2）沉降测定平面位置不合理。沉降测定平面所用百分表设置位置在桩顶以下200mm位置，应设置在千斤顶底座承压板以下的桩身位置（应设置在桩顶标高为护筒下沿处以下，避免因桩头压密产生的附加变形影响试验结果）。

3.5 第三方检测单位与桩基施工单位自检桩身完整性结果

表4 3根试桩后压浆施工记录表

表5 3根试桩注浆记录表（水泥强度：PO42.5R；设计水泥量：4.4T/桩）

图6 S2、S3第二次检测Q-s曲线

如图7中低应变检测数据，左侧一列为第三方检测单位载荷试验前对桩身完整性检测结果，右侧一列为桩基施工单位载荷试验后对桩身完整性检测结果，两家单位检测结棍基本相同，3根试验桩检测结论均为桩身完整类别为Ⅰ类。

3.6 桩基施工单位对桩身压缩变形计算

根据综合系数法计算超长桩身变形量：

式中各符号的含义参见《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）。

检测单位出具检测报告中三根试桩极限承载力对应的沉降量分别为15.63mm、3.96mm、3.55mm均小于计算出的桩身压缩变形量20.09mm。

3.7 桩基施工单位的认定试桩不合格的原因

（1）试桩破坏模式为刺入式破坏，荷载沉降曲线为陡降型，对于桩径Ø800mm，桩长50m的灌注桩，其长径比大于60，发生此种破坏是不可能的；

图7 3根试桩低应变检测波形图

（2）根据试验结果，桩身破坏时对应的沉降仅为42.5～49.2mm，若桩端已受力，试桩S3桩体自身变形量在7400kN荷级下，经理论计算约为10mm，按土力学理论及实践经验此荷级下不足以让直径0.8m，桩长为50m桩发挥正常作用！

（3）3根试桩出现沉降量大的原因为桩顶压板处找平层及桩头顶部压密产生的。

据此我公司建议由建设单位委托第三方桩基检测单位严格按桩基检测规程对S2、S3进行载荷试验。

4 桩基施工单位要求进行第二次压试验

桩基施工单位建议由建设单位委托第三方桩基检测单位严格按桩基检测规程进行载荷试验，如试验结果与第一次结果相同或相近，桩基公司愿主动承担第二次试验的费用及其它相关费用。

由施工总承包单位发出工程联系单，接收单位为建设单位，抄送监理单位，各方均认可桩基公司提出检测中确有不符合规范之处，很有可能导致实验结果异常，同意进行第二次试验。

5 试桩检测单位进行第二次压试验

5.1 复压方案的要点

（1）由于桩基检测单位承认桩基公司指出检测过程中存在严重不规范行为，愿意对S2、S3进行第二次桩基检测工作，各方也同意由原桩基检测单位进行复检工作；

（2）千斤顶、百分表需要入场前检测是否具有有效检验合格证书；

（3）操作人员是否具有上岗证书；

（4）百分表需架设在桩顶钢护筒以下桩身砼上；（5）基准梁需使用工字型钢；

（6）施工单位、监理单位、检测单位、建设单位各方安排1人对整个加载过程24小时见证，且对每一级的加载数据现场签字确认，确保各方对试桩复压结果承认。

复压方案由桩基检测单位编制，施工单位、监理单位、建设单位三家单位确认通过后，由四家单位项目负责人签字确认后，严格按本方案施工进行。

5.2 复压结果

从图5中显示，2处静载分别在加载至15400kN和17020时，Q-s曲线出现陡降，且s-lg t曲线有明显的向下弯曲，说明静载试验达到极限破坏阶段，其单桩竖向极限承载力取破坏前一级荷载，分别为15100kN和16280kN，详见表6。

5.3 建设单位组织的试桩结果第二次专家评审结果

根据本工程试桩成果及工程地质勘察报告，经与会专家讨论，形成意见如下。

5.3.1 桩基承载力取值

该项目单桩承载力极限值取为14900kN是可行的。

表6 单桩静载荷试验成果表

5.3.2 工程桩施工工艺

（1）工程桩施工选用泵吸反循环工艺，并采用后注浆是合理的；

（2）后注浆的注浆量应按试桩标准严格控制。

5.3.3 工程桩检测

（1）工程桩验收单桩竖向抗压静载试验按照规范要求的数量进行检测。

（2）小应变建议全部桩基都进行检测。

（3）测孔仪测孔建议每根柱下选择不少于3个孔进行检测，核心筒下选择不少于30%进行测孔检测。

6 结论及建议

（1）建设单位在招标选择桩基检测单位时，应尽量选择综合实力较强的单位，建议不能以最低价，甚至低于成本价作为中标价进行单位的选择；

（2）对检测单位施工前对其施工检测设备、人员上网资格，入场时进行合格性检查；

（3）载荷实验设备安装完成后，应组织建设单位、监理单位依据检测方案进行联合验收合格后方可开始加载实验；

（4）每级加载数值、沉降数值应有建设单位、监理单位现场值班人员签字确认，确保检测数据的真实有效。

（5）出现检测数据异常或达到桩基破坏条件时，应通告检测单位本项目技术负责人、监理单位项目技术负责人、建设单位工程部及技术部负责人到场，到实际情况进行确认，三方同意才可终至实验。

[1] JGJ79-2012建筑地基处理技术规范[S].中国建筑工业出版社.

[2] JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].中国建筑工业出版社.

[3] 超长桩桩身变形量的计算方法研究[J].湖北工业大学学报.

[4] JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范[S].中国建筑工业出版社.