某建筑用房基桩检测实例分析

张春良，魏 嘉，邓 亚，李秀春，刘建华

（1.四川长瑞土木工程检测有限公司，四川 成都 611130；2.四川农业大学，四川 成都 611130）

0 引 言

在我国现今高速发展的经济建设中，桩基工程被广泛应用［1］。桩基础在有效上层建筑及地下空间的强度和稳定性方面具有不可替代的作用［2］。但因桩基工程属于地下隐蔽工程，具有不可见性，使得其施工难度大、施工技术要求高，施工影响因素复杂且质量难于保证［3］。实际建设中稍有差池就可能威胁到人身及财产安全，造成重大损失。在检测过程中，工程地质概况、设计资料、基桩施工工艺、基桩桩型及检测方法的合理选择等，均可能影响到桩基工程质量。单一地依赖某一检测方法得出基桩质量结论可能使检测结果与实际情况相悖，从而引发重大事故［4-5］。因此，在工程建设中及时进行桩基检测，合理选择桩基检测方法，排除桩基质量风险，确保桩基质量，对保障人民人身和财产安全意义重大［6］。笔者通过自身工作中遇到的实例进行分析与总结，以期为今后的桩基检测工作提供一定的经验借鉴。

1 工程背景

某建筑用房工程上部结构采用框架结构，地上9 层，地下 1 层。综合地勘及设计资料，设计工程桩桩基础采用冲孔灌注桩，施工总桩数为 357 根，桩径均采用 800 mm，设计桩长为 16～27 m 不等，混凝土强度设计等级为 C 30，设计单桩竖向抗压承载力特征值均为 5 800 kN，桩端持力层为碎块状强风化花岗岩。

为检验其桩基施工质量，依据 JGJ 106－2014《建筑基桩检测技术规范》（以下简称“JGJ 106－2014”），经业主、设计、监理三方选桩会议意见，决定选用声波透射法、低应变法和钻芯法相结合，优先选用声波透射法、低应变法，随机抽取部分基桩进行基桩桩身的完整性验证，在基桩完整性试验结束后，再对其中部分相对重要或存在疑问的基桩进行单桩竖向抗压静载试验，验证桩基承载力；结合单桩竖向抗压静载试验结果，对出现问题基桩进行钻芯法验证。

2 试验结果

依据选桩会议讨论结果对该工程 5 # 楼 43 号基桩展开检测，依据 JGJ 106－2014 要求，于 2018 年 01 月19 日利用声波透射法和低应变法先对所选基桩进行了基桩完整性检测。两种方法的检测结果均表明该基桩完整性类型为Ⅰ类。2018 年 01 月 20 日，在基桩完整性试验后遂对该基桩进行单桩竖向抗压静载试验。本次单桩静载试验依据 JGJ 106－2014 要求进行，选用慢速维持荷载法试验，共分为十级（为逐级等量加载，分级荷载为最大加载值的 1/10）加载，首次加载两级。本次试验选用全自动静载荷仪，且均严格按照规范要求进行试验。试验所用所有仪器均符合规范要求，且均经相关单位检定合格并在检定有效期内。在试验过程中发现该基桩承载力存在严重问题，未能达到其设计承载力极限荷载值，具体检测试验的结果如表1 所示，图1 为相应的 Q-s 曲线与 s-lgt 曲线。

表1 43号基桩静载试验汇总表

由表1、图1 可知，该基桩在静载试验加载至第三级（即 4 640 kN）时，沉降量突然剧增，但历经 450 min尚可稳定，该级沉降最终达 22.56 mm，进入加载第四级（即 5 800 kN）后，沉降突然增大并很快超过 40 mm，Q-s 曲线、s-lgt 曲线尾部均明显向下弯曲，依据 JGJ 106－2014 判定该基桩承载力不合格，未能满足设计要求。

图1 43 号基桩单桩竖向抗压静载试验曲线图

建设单位充分重视该单桩竖向抗压静载试验不合格的结果，立即组织设计、监理、施工、勘察、检测五方进行开会研究，会议对该基桩完整性检测判定为Ⅰ类、静载试验却不合格的结果提出诸多疑问，对该桩事故责任问题，各方均各具说辞，最终会议决定选取临近该桩的 41 号基桩进行单桩竖向抗压静载试验验证。

会议后于 2018 年 01 月 23 日先利用声波透射法和低应变法对 41 号基桩进行完整性检测，结果表明其完整性均为Ⅰ类；2018 年 01 月 24对该基桩进行单桩竖向抗压静载试验，结果表明 41 号基桩承载力同样存在严重问题，且试验加载至第二级（即 3 540 kN）时，沉降已经开始突变，具体检测试验的结果如表2 所示、相应的 Q-s 曲线与 s-lgt 曲线如图2 所示。

表2 41 号基桩静载试验汇总表

3 钻芯验证

图2 41 号基桩单桩竖向抗压静载试验曲线图

针对 41 号基桩出现同样问题，建设单位在及时向当地质检部门报备的同时，紧急召集五方开会研究讨论。会议认为该桩事故原因可能不是施工方面的问题，但具体原因尚不明确，为查清导致该基桩承载力不合格事故的原因，遂决定对 41 号基桩、43 号基桩进行取芯，并在基桩附近进行地勘取芯。

41 号基桩、43 号基桩取芯结果表明其桩身混凝土密实，并未见较大缺陷，与完整性检测结果基本一致。但两基桩底部 2 m 内均未钻遇地勘与设计中所提及的碎块状强风化花岗岩，桩底见一层厚度 20～50 cm 的紫红色页岩，之后则是一层黄色软土夹层（见图3～ 4），直到钻至桩底 5 m 附近时，才钻遇地勘与设计中所提及的碎块状强风化花岗岩；在两桩之间进行的地勘钻井取芯结果同样显示，在基桩桩底标高附近并非为碎块状强风化花岗岩，而是一层厚度 50～80 cm 的紫红色页岩加黄色软土层，黄色软土层厚度达 4～5 m。

图3 43 号基桩桩底紫红色页岩

图4 41 号基桩桩底紫红色页岩

4 钻井补勘

在钻井结果揭示下，该次基桩承载力不足的原因基本明了，系因基桩桩底黄色软土夹层的存在，使得基桩虽浇筑至设计标高，但却未能嵌入设计所提及的碎块状强风化花岗岩，黄色软土夹层替代了良好的桩底持力层，使得基桩承载力不能满足设计要求。

为彻底查清该黄色软土夹层的展布范围，以 42 号基桩为中心，逐渐向对四周基桩桩间土中心展开钻井补勘，直到桩间土地勘取芯中未见该层黄色软土夹层为止，具体地勘孔布置如图5 所示。

图5 5 号楼钻井补勘分布图

在钻井补勘取芯结果的基础上，基本明确该层黄色软土夹层的大致展布范围，见图5 阴影区域所示，可知其大致呈椭圆状展布，以 42 号、52 号基桩为中心，大致呈“中间厚、四周薄”的变化趋势。

5 边界基桩承载力确认及处理

为确认黄色软土夹层边界基桩是否满足承载力要求，选取 51 号基桩进行单桩竖向抗压静载试验验证，发现试验中其沉降位移变化虽较大，最大可达32.52 mm，但承载力基本可满足设计要求，具体检测试验的结果如表3 所示、相应的 Q-s 曲线与 s-lgt 曲线如图6 所示。

为确保该工程5#楼基桩承载力满足设计要求，在补勘基础上，设计提出对该楼层基桩的处理意见：①建议对该楼层软土层范围内的基桩进行高压注浆处理，扩大桩底，处理完后进行抽检，且对合格的基桩承载力按减半计算；②对该楼层软土层范围内桩间中心处适当进行补桩处理。

表3 51 号基桩静载试验汇总表

图6 51 号基桩单桩竖向抗压静载试验曲线图

6 结 语

通过该建筑用房基桩检测结果，总结该基桩问题出现的原因，认为：该工程出现基桩完整性Ⅰ类但单桩承载力不符合设计要求的事故主要原因为地勘未及时发现软土层；基桩检测时应充分利用地勘资料、设计资料，不仅要考虑施工质量问题，还应综合考虑地质条件的影响因素，有效排除因地勘不细或设计问题造成的工程质量问题；每种检测方法均存在局限性，应尽量避免凭借某一方法确定桩基质量，为保证基桩施工质量，应结合不同检测方法的优点相互验证，确保检测真实、准确，尤其是遇到有问题基桩时，应充分利用取芯或开挖验证，并结合各种方法的检测优势进行综合对照；应尽量避免片面依赖检测数据得出工程质量结论。