谈灌注桩施工前试桩的重要性

史 华 伟

(太原市城市规划设计研究院，山西 太原　030002)



谈灌注桩施工前试桩的重要性

史 华 伟

(太原市城市规划设计研究院，山西 太原030002)

结合工程实例，针对灌注桩验桩结果达不到要求的问题，对验桩结果与计算结果进行了对比，并阐述了分析验桩结果的方法，指出灌注桩施工前进行试桩，有利于降低工程投资，保证工程质量。

灌注桩，试桩，桩基，承载力

笔者近几年设计工作中经历的灌注桩验桩结果不满足要求的情况有增多趋势。对工程质量及成本产生了不同程度的影响。究其原因，不按程序开展工作及思想的麻痹占很大因素。业界普遍认为这种桩型比较成熟，施工经验丰富，施工质量容易保证，参与各方放松了警惕，大多取消了施工前设计试桩这个环节。下面结合工程实例说明灌注桩试验值与计算值之间存在较大差异，通过试桩结果来反向确定设计参数，才能为工程设计提供可靠依据。

1　工程概况

某高层住宅楼，位于太原市小店区，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组。建筑面积26 801.60 m2，地上34层，地下3层，结构总高度98.900 m。结构类型为钢筋混凝土抗震墙结构，基础为钢筋混凝土灌注桩桩基础，布桩方式为墙下布置。钢筋混凝土灌注桩采用桩底、桩侧复式后注浆，桩身直径700 mm，总桩数为151根，其中试桩4根，锚桩16根。工程桩有效桩长25 m，单桩竖向抗压承载力特征值要求达到3 600 kN；试桩有效桩长28 m，试桩单桩竖向极限承载力特征值要求达到7 900 kN，设计桩端持力层为第⑧层粗砾砂层；设计试桩桩顶高程为781.30 m，桩端高程为753.30 m。基桩施工前未进行试桩，基桩施工完毕后在设计试桩位置进行试桩，试桩结果不满足设计要求。

2　场地工程地质条件

3　试桩检验结果

山西某建筑工程检测有限公司对该工程基桩进行了检测，检测结果见表2。

单桩竖向抗压静载试验采用锚桩反力装置，根据试验结果可知：试桩0003单桩竖向抗压承载力达到了设计值7 900 kN；试桩0002加载至7 110 kN时，相应沉降量21.68 mm，西侧两根锚桩均有被拔起松动迹象，且拔起量超出规范允许值，单桩竖向抗压承载力取7 110 kN，小于设计值7 900 kN；试桩0004加载至6 320 kN时，相应沉降量32.83 mm，加载至7 110 kN时，Q—s曲线为缓变形，s—lgt曲线尾部出现明显向下弯曲，相应沉降量62.11 mm，终止加载，单桩竖向抗压承载力取6 320 kN，小于设计值7 900 kN；试桩0001加载至5 530 kN时，相应沉降量17.41 mm，加载至6 320 kN时，Q—s曲线为陡降型，s—lgt曲线尾部出现明显向下弯曲，相应沉降量50.18 mm，终止加载，单桩竖向抗压承载力取5 530 kN，小于设计值7 900 kN；对试桩0001进行取芯检测，芯样完整，基桩完整性较好，截取混凝土抗压芯样试件进行抗压强度检测，抗压强度范围为41.7 MPa～47.6 MPa。四组试桩平均极限荷载值为6 715 kN，极差为2 370 kN,极差超过平均值的30%，因此去掉最高值7 900 kN，重新评估剩余三组试桩的单桩竖向抗压极限承载力，剩余三组试桩平均值为6 320 kN，极差为1 580 kN，极差为平均值的25%，符合规范要求中极差不超过平均值的30%。综合分析判定：试桩的单桩竖向抗压极限承载力统计值为6 320 kN，单桩竖向抗压承载力特征值为3 160 kN。试桩结果单桩竖向抗压承载力特征值不满足设计要求。

表1　场地地层分层表

表2　试桩检测结果

4　分析方法及步骤

1)复核持力层是否满足要求。灌注桩桩端设计高程为753.30 m，桩端持力层为第⑧层粗砾砂层，该层层顶高程为756.37 m～755.20 m，层底高程为753.07 m～749.50 m，桩的极限端阻力标准值1 800 kPa；持力层下一层第⑨层粉质粘土层桩的极限端阻力标准值780 kPa，为软弱下卧层。复核所选持力层是否满足《建筑桩基技术规范》要求，初步分析，作为持力层的第⑧层粗砾砂层，桩端全断面进入该层的深度为1.90 m～3.07 m，不小于1d，满足《建筑桩基技术规范》要求；存在软弱下卧层，桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d，实际为0.23 m～3.80 m，有部分不满足《建筑桩基技术规范》要求。对桩端以下硬持力层厚度不符合规范要求的试桩，在验算时桩的极限端阻力标准值按软弱下卧层取值。

2)对试桩锚桩进行计算分析。根据距试桩桩位最近的钻孔地层资料，分别计算每个试桩的单桩竖向抗压承载力特征值及分析持力层是否满足要求。设计参数：干作业成孔后注浆灌注桩，采用桩端桩侧复合注浆，桩身直径d=700 mm，桩身长度L=28.00 m，桩顶标高781.30 m,钻孔灌注桩极限侧阻力与极限端阻力标准值见表3。

表3　钻孔灌注桩极限侧阻力与极限端阻力标准值

依据规范要求，干作业成孔桩，端阻力增强系数需乘折减系数，粉土取0.6，砂土和碎石土取0.8。本工程桩端未进入第⑨层，考虑第⑧层注浆有利因素，所以桩端阻力按第⑨层取值时不乘折减系数。各试桩计算值与试验值对比情况见表4。

0002试桩专用锚桩计算值，采用0002试桩地层，依据《建筑桩基技术规范》计算如下：

Tuk=∑λiqsikμili

(1)

N≤fyAs

(2)

式(1)计算锚桩抗拔极限承载力标准值Tuk=4 390 kN,式(2)计算锚桩桩顶轴向拉力设计值N=2 060 kN,锚桩试验值为N=1 777 kN。

通过计算结果与试验结果比对，0002试桩与0003试桩试验值均大于计算值；0004试桩试验值较计算值小9.8%，较接近；0001试桩试验值较计算值小29.9%，相差较大；锚桩试验值较计算值小13.7%。试验结果的离散性较大。

3)对不合格桩的现场检测。核查桩身完整性检测结果，根据低应变曲线分析桩身质量；查看施工记录，对注浆时间、注浆压力及注浆量与理论值进行比对，看是否有异常情况；进行桩身钻芯取样，检测桩身强度及桩端沉渣及注浆情况；进行桩周土层钻孔取样，复核土层分布及持力层底标高，并进行验算，与试验值进行比对。

表4　试桩计算值与试验值比对表

4)制定可行的补救措施。通过分析检测，结合施工工艺及方法，给设计提供可靠的设计参数。按照新的设计参数对原有工程桩进行验算，结合验桩报告得出可采用的单桩竖向承载力特征值。

结合上部结构在基础的荷载分布情况确定需增加的桩基最小数量，并结合已有桩进行补桩，按新的桩位基础及上部结构重新进行设计。

5　结语

结果表明，按理论参数提出的设计值，在实际工程中难以保证按理想状况达到设计要求，有必要进行施工前设计试桩。合格的施工前试桩可以保留为工程桩。根据地质报告及当地经验，选定桩型及单桩竖向承载力特征值的目的：一是进一步确定所选桩型的施工可行性，避免桩机全面进场后发现该桩型不适合本场地施工或发现桩承载力远小于地质报告提供的计算值，此时再改桩型就会拖延工期且增加费用。二是根据单桩竖向静荷载试验确定单桩竖向承载力特征值。由于地质报告提供的数值往往是经验值，所以可以根据静载报告提供的桩承载力，反算地层参数，按试桩参数确定桩数。

因场地条件复杂，参建人员素质高低不一，每个工程都有自己的特殊性，所以进行工程前设计试桩是保证工程质量，节约投资的重要环节。

[1]JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S].

[2]JGJ 106—2003，建筑基桩检测技术规范[S].

[3]吴群昌.西安地区钢筋混凝土钻孔灌注桩试桩试验研究[J].城市勘测，2014(8):172-173.

Discussion on the importance of bored pile test pile before construction

Shi Huawei

(TaiyuanUrbanPlanning&DesignInstitute,Taiyuan030002,China)

Combining with the engineering practice, according to the problems the bored pile test pile results not up to the requirements, this paper compared the test pile results with the calculation results, and elaborated the method analysis on the test pile results, pointed out that test pile before bored pile construction, to reduce the engineering investment, ensured the engineering quality.

bored pile, test pile, pile foundation, bearing capacity

1009-6825(2016)21-0082-02

2016-05-18

史华伟(1978- )，男，工程师

TU473.1

A