混凝土灌注桩静载检测方法分析

杨 文 方

(1.中化二建集团有限公司，山西 太原 030000； 2.山西华晋岩土工程勘察有限公司，山西 太原 030000)



混凝土灌注桩静载检测方法分析

杨 文 方1,2

(1.中化二建集团有限公司，山西 太原 030000； 2.山西华晋岩土工程勘察有限公司，山西 太原 030000)

结合某工程的地质条件，采用静载法，检测了混凝土灌注桩的竖向抗压极限承载力，并通过低应变法检测了桩身的完整性，保证了桩基承载力与桩身质量，避免了桩基沉降问题的产生。

桩基，地质条件，静载法，低应变法，承载力

0 引言

桩基础是高层建筑最为常用的一种地基处理形式，上部结构所传导下来的荷载几乎全部由混凝土灌注桩承担。对于混凝土灌注桩来讲，其单桩的承载能力是高层建筑桩基设计中最关键的问题，而对于单桩承载能力的检测，最为可靠的方法就是采用桩基的静载试验的方法。检测当中经常采用堆载法、锚桩法或者采用堆载与锚桩结合的方法进行单桩承载力的检测，查看实际承载能力是否达到设计的要求。同时，也可以采用低应变方法对桩身质量进行检测。在很多情况下，两种方法都是比较准确的。本文通过工程实例，对静载法检测桩基承载能力与低应变检测桩身质量的方法进行了阐述与分析，具有一定的现实意义。

1 工程地质条件

在进行桩基检测之前，检测单位应当对待检桩基所在的场地进行勘察，或者经过初勘得到场地的地基勘察报告，因为场地的不同、地质条件的不同都会对于桩基检测工作造成一定的影响。本工程为太原市职工新村，根据《太原市职工新村棚户区改造安置用房项目1号～4号楼、C号～H号楼、J号楼及地下车库工程(西部)岩土工程勘察报告(详勘)》(山西省勘察设计研究院提供)，该场地所处地貌单元为黄土台塬区，场地类别为Ⅲ类，稳定水位标高介于827.00 m～827.80 m之间，该场地地下水及地基土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。场地土为自重湿陷性黄土，湿陷等级为Ⅱ级。地基土分层及主要物理力学指标如表1所示。

表1 地基土分层及主要物理力学指标

该工程为剪力墙结构体系，地下3层，地上32层(不包括设备层和塔楼)。由于天然地基不能满足设计要求，故设计采用钢筋混凝土灌注桩基础，设计参数如下：桩总数200根，桩径700 mm，桩长44 m，测试桩桩身混凝土强度为等级C55；工程桩及锚桩桩身混凝土强度等级C35。设计单桩竖向极限承载力不小于7 500 kN，当满足设计单桩竖向抗压极限承载力时，设计要求荷载增加1级～2级，即荷载最大加载值为9 000 kN。

2 静载检测竖向抗压极限承载力

桩基静载检测要求施工单位与检测单位相互配合。在检测工作开始之前，施工单位应当提前对测试桩桩头进行处理，并做好测试桩桩帽，桩头处理及桩帽制作参考JGJ 106—2014建筑基桩检测技术规范附录的相关规定，然后进行单桩极限承载力检测。本工程的承载力试验反力装置采用锚桩横梁反力装置，由承压钢梁、5 000 kN油压千斤顶3台、承压板组成，施工单位用吊车配合检测单位进行荷载的加载工作，锚固钢筋应当焊接牢固。荷载采用(PDS-JY)无线静荷载试验仪进行测量，沉降由安装在基准梁两个正交直径方向上的4块位移传感器(精度0.01 mm)测读。单桩极限承载力检测采用慢速维持荷载实验法，按逐级等量加载，分级荷载为最大加荷的1/12，第一级取分级荷载的2倍。当满足设计单桩极限承载力时，荷载试验宜加大1级～2级荷载。荷载试验分级见表2。

表2 荷载试验分级

在单桩承载能力检测完毕以后，应当对载荷进行卸载。卸载时分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的2倍，逐级等量卸载。根据本次试验要求，一共检测两根混凝土灌注桩，并对数据进行处理与分析。

SZ-01号测试桩：静载试验分12级加载，分级加载量为750 kN，当加荷至9 000 kN时(第12级)，累计沉降量为6.72 mm，历时2.0 h达到稳定条件，故终止加载。根据SZ-01号测试桩数据编制的“SZ-01号单桩竖向抗压载荷试验汇总表”见表3。

3 低应变法检测桩身完整性

桩身完整性检测采用低应变法，检测时传感器垂直安装在混凝土灌注桩桩顶面距桩中心2/3半径处，用铁质力棒沿桩轴方向在桩顶面中心处敲击，使其产生应力波，并由在桩头安置的传感器接收，该信号经过放大器放大，由掌上动测仪记录存储，每个检测点记录的有效信号数不少于3个。

表3 SZ-01号单桩竖向静载试验汇总表 桩长：44.000 m；直径：700.000 mm

序号荷载/kN历时/min沉降/mm本级累计本级累计00000．000．00115001201200．780．78222501202400．281．06330001203600．431．49437501204800．441．93545001206000．502．43652501507500．663．09760001208700．683．77867501209900．714．489750012011100．655．1310825012012300．845．9711900012013500．756．72127500601410-0．166．56136000601470-0．246．32144500601530-0．605．72153000601590-0．525．20161500601650-0．514．691701801830-0．574．12注：最大沉降量：6．72mm；最大回弹量：2．60mm；回弹率：38．69%

1)桩身波速平均值。

根据JGJ 106—2014建筑基桩检测技术规范8.4.1条，桩身波速平均值的确定采用下式计算：

Cm=γn;Ci=2 000L/ΔT。

其中,Cm为桩身波速的平均值，m/s；Ci为第i根受检桩的桩身波速值,m/s；且(Ci-Cm)/Cm≤5%；L为测点下桩长，m；ΔT为速度波第一峰于柱底反射波峰间的时间差，ms；n为参加波速平均值的桩基数量。

选取5根Ⅰ类桩进行桩身波速平均值的确定，依据上述桩身波速平均值的确定公式：计算得出桩身波速的平均值为3 776 m/s。

2)桩身缺陷位置。

依据JGJ 106—2014建筑基桩检测技术规范8.4.2条，桩身缺陷位置按下列公式计算：

X=1/2 000×ΔTx×C。

其中，X为桩身缺陷至传感器安装点的距离，m；ΔTx为速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差，ms；C为受检桩的桩身波速，m/s。

将存储的原始记录信号通过多功能动测仪回放进行综合处理，根据曲线特征及有关数据进行分析计算，以此来判定桩体的完整性及各项参数。桩身完整性类别依据JGJ 106—2003建筑基桩检测技术规范8.4.3条，综合分析判定，SZ-01号测试桩的2L/C时刻前无缺陷反射波，有桩底反射波。

因此可知单桩承载力为9 000 kN，桩为Ⅰ类桩。

4 结语

随着我国工程建设水平的不断增长，混凝土灌注桩在工程当中的应用也越来越广泛，桩长也在不断加长，承担的载荷也越来越大，在这样的情况之下，如何对桩基进行检测，获得真实的数据，反映出桩基的真实质量状况就显得越来越重要了。如果桩基检测不能反映出来桩基的承载能力与质量，那么在高层建筑施工完成以后，可能就会出现桩基的较大沉降，这样的沉降可能会引起楼体的倾斜、楼体开裂等等多种质量问题，因此必须加以重视。本文通过实例中静载与低应变检测法，保证了桩基承载力与桩身质量，具有一定现实意义。

[1] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S].

[2] DB32/T 291—1999,桩承载力自平衡测试技术规程[S].

[3] 龚维明.桩承载力自平衡测试理论与实践[J].建筑结构学报,2002,23(1):33-36.

[4] 龚维明.桩承载力自平衡测试技术及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

Analysis on static loading detection methods of concrete bored pile

Yang Wenfang1, 2

(1.ChinaChemical2ndConstructionGroupCo.,Ltd，Taiyuan030000,China; 2.ShanxiHuajinGeotechncialEngineeringSurveyCo.,Ltd,Taiyuan030000,China)

Combining with the engineering geology conditions, applying static loading method, the thesis detects the vertical anti-pressure ultimate bearing capacity of concrete bored pile, and detects the pile integrity through low strain method. As a result, it not only guarantees the pile foundation bearing capacity and pile quality, but also avoids pile foundation settlement problems.

pile foundation, geological condition, static loading method, low strain method, bearing capacity

1009-6825(2017)14-0060-03

2017-03-08

杨文方(1983- ),男，工程师

TU473.14

A