某建筑用房基樁檢測實例分析

張春良，魏 嘉，鄧 亞，李秀春，劉建華

（1.四川長瑞土木工程檢測有限公司，四川 成都 611130；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，四川 成都 611130）

0 引 言

在我國現(xiàn)今高速發(fā)展的經(jīng)濟建設(shè)中，樁基工程被廣泛應(yīng)用［1］。樁基礎(chǔ)在有效上層建筑及地下空間的強度和穩(wěn)定性方面具有不可替代的作用［2］。但因樁基工程屬于地下隱蔽工程，具有不可見性，使得其施工難度大、施工技術(shù)要求高，施工影響因素復(fù)雜且質(zhì)量難于保證［3］。實際建設(shè)中稍有差池就可能威脅到人身及財產(chǎn)安全，造成重大損失。在檢測過程中，工程地質(zhì)概況、設(shè)計資料、基樁施工工藝、基樁樁型及檢測方法的合理選擇等，均可能影響到樁基工程質(zhì)量。單一地依賴某一檢測方法得出基樁質(zhì)量結(jié)論可能使檢測結(jié)果與實際情況相悖，從而引發(fā)重大事故［4-5］。因此，在工程建設(shè)中及時進行樁基檢測，合理選擇樁基檢測方法，排除樁基質(zhì)量風(fēng)險，確保樁基質(zhì)量，對保障人民人身和財產(chǎn)安全意義重大［6］。筆者通過自身工作中遇到的實例進行分析與總結(jié)，以期為今后的樁基檢測工作提供一定的經(jīng)驗借鑒。

1 工程背景

某建筑用房工程上部結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)，地上9 層，地下 1 層。綜合地勘及設(shè)計資料，設(shè)計工程樁樁基礎(chǔ)采用沖孔灌注樁，施工總樁數(shù)為 357 根，樁徑均采用 800 mm，設(shè)計樁長為 16～27 m 不等，混凝土強度設(shè)計等級為 C 30，設(shè)計單樁豎向抗壓承載力特征值均為 5 800 kN，樁端持力層為碎塊狀強風(fēng)化花崗巖。

為檢驗其樁基施工質(zhì)量，依據(jù) JGJ 106－2014《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱“JGJ 106－2014”），經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理三方選樁會議意見，決定選用聲波透射法、低應(yīng)變法和鉆芯法相結(jié)合，優(yōu)先選用聲波透射法、低應(yīng)變法，隨機抽取部分基樁進行基樁樁身的完整性驗證，在基樁完整性試驗結(jié)束后，再對其中部分相對重要或存在疑問的基樁進行單樁豎向抗壓靜載試驗，驗證樁基承載力；結(jié)合單樁豎向抗壓靜載試驗結(jié)果，對出現(xiàn)問題基樁進行鉆芯法驗證。

2 試驗結(jié)果

依據(jù)選樁會議討論結(jié)果對該工程 5 # 樓 43 號基樁展開檢測，依據(jù) JGJ 106－2014 要求，于 2018 年 01 月19 日利用聲波透射法和低應(yīng)變法先對所選基樁進行了基樁完整性檢測。兩種方法的檢測結(jié)果均表明該基樁完整性類型為Ⅰ類。2018 年 01 月 20 日，在基樁完整性試驗后遂對該基樁進行單樁豎向抗壓靜載試驗。本次單樁靜載試驗依據(jù) JGJ 106－2014 要求進行，選用慢速維持荷載法試驗，共分為十級（為逐級等量加載，分級荷載為最大加載值的 1/10）加載，首次加載兩級。本次試驗選用全自動靜載荷儀，且均嚴(yán)格按照規(guī)范要求進行試驗。試驗所用所有儀器均符合規(guī)范要求，且均經(jīng)相關(guān)單位檢定合格并在檢定有效期內(nèi)。在試驗過程中發(fā)現(xiàn)該基樁承載力存在嚴(yán)重問題，未能達到其設(shè)計承載力極限荷載值，具體檢測試驗的結(jié)果如表1 所示，圖1 為相應(yīng)的 Q-s 曲線與 s-lgt 曲線。

表1 43號基樁靜載試驗匯總表

由表1、圖1 可知，該基樁在靜載試驗加載至第三級（即 4 640 kN）時，沉降量突然劇增，但歷經(jīng) 450 min尚可穩(wěn)定，該級沉降最終達 22.56 mm，進入加載第四級（即 5 800 kN）后，沉降突然增大并很快超過 40 mm，Q-s 曲線、s-lgt 曲線尾部均明顯向下彎曲，依據(jù) JGJ 106－2014 判定該基樁承載力不合格，未能滿足設(shè)計要求。

圖1 43 號基樁單樁豎向抗壓靜載試驗曲線圖

建設(shè)單位充分重視該單樁豎向抗壓靜載試驗不合格的結(jié)果，立即組織設(shè)計、監(jiān)理、施工、勘察、檢測五方進行開會研究，會議對該基樁完整性檢測判定為Ⅰ類、靜載試驗卻不合格的結(jié)果提出諸多疑問，對該樁事故責(zé)任問題，各方均各具說辭，最終會議決定選取臨近該樁的 41 號基樁進行單樁豎向抗壓靜載試驗驗證。

會議后于 2018 年 01 月 23 日先利用聲波透射法和低應(yīng)變法對 41 號基樁進行完整性檢測，結(jié)果表明其完整性均為Ⅰ類；2018 年 01 月 24對該基樁進行單樁豎向抗壓靜載試驗，結(jié)果表明 41 號基樁承載力同樣存在嚴(yán)重問題，且試驗加載至第二級（即 3 540 kN）時，沉降已經(jīng)開始突變，具體檢測試驗的結(jié)果如表2 所示、相應(yīng)的 Q-s 曲線與 s-lgt 曲線如圖2 所示。

表2 41 號基樁靜載試驗匯總表

3 鉆芯驗證

圖2 41 號基樁單樁豎向抗壓靜載試驗曲線圖

針對 41 號基樁出現(xiàn)同樣問題，建設(shè)單位在及時向當(dāng)?shù)刭|(zhì)檢部門報備的同時，緊急召集五方開會研究討論。會議認(rèn)為該樁事故原因可能不是施工方面的問題，但具體原因尚不明確，為查清導(dǎo)致該基樁承載力不合格事故的原因，遂決定對 41 號基樁、43 號基樁進行取芯，并在基樁附近進行地勘取芯。

41 號基樁、43 號基樁取芯結(jié)果表明其樁身混凝土密實，并未見較大缺陷，與完整性檢測結(jié)果基本一致。但兩基樁底部 2 m 內(nèi)均未鉆遇地勘與設(shè)計中所提及的碎塊狀強風(fēng)化花崗巖，樁底見一層厚度 20～50 cm 的紫紅色頁巖，之后則是一層黃色軟土夾層（見圖3～ 4），直到鉆至樁底 5 m 附近時，才鉆遇地勘與設(shè)計中所提及的碎塊狀強風(fēng)化花崗巖；在兩樁之間進行的地勘鉆井取芯結(jié)果同樣顯示，在基樁樁底標(biāo)高附近并非為碎塊狀強風(fēng)化花崗巖，而是一層厚度 50～80 cm 的紫紅色頁巖加黃色軟土層，黃色軟土層厚度達 4～5 m。

圖3 43 號基樁樁底紫紅色頁巖

圖4 41 號基樁樁底紫紅色頁巖

4 鉆井補勘

在鉆井結(jié)果揭示下，該次基樁承載力不足的原因基本明了，系因基樁樁底黃色軟土夾層的存在，使得基樁雖澆筑至設(shè)計標(biāo)高，但卻未能嵌入設(shè)計所提及的碎塊狀強風(fēng)化花崗巖，黃色軟土夾層替代了良好的樁底持力層，使得基樁承載力不能滿足設(shè)計要求。

為徹底查清該黃色軟土夾層的展布范圍，以 42 號基樁為中心，逐漸向?qū)λ闹芑鶚稑堕g土中心展開鉆井補勘，直到樁間土地勘取芯中未見該層黃色軟土夾層為止，具體地勘孔布置如圖5 所示。

圖5 5 號樓鉆井補勘分布圖

在鉆井補勘取芯結(jié)果的基礎(chǔ)上，基本明確該層黃色軟土夾層的大致展布范圍，見圖5 陰影區(qū)域所示，可知其大致呈橢圓狀展布，以 42 號、52 號基樁為中心，大致呈“中間厚、四周薄”的變化趨勢。

5 邊界基樁承載力確認(rèn)及處理

為確認(rèn)黃色軟土夾層邊界基樁是否滿足承載力要求，選取 51 號基樁進行單樁豎向抗壓靜載試驗驗證，發(fā)現(xiàn)試驗中其沉降位移變化雖較大，最大可達32.52 mm，但承載力基本可滿足設(shè)計要求，具體檢測試驗的結(jié)果如表3 所示、相應(yīng)的 Q-s 曲線與 s-lgt 曲線如圖6 所示。

為確保該工程5#樓基樁承載力滿足設(shè)計要求，在補勘基礎(chǔ)上，設(shè)計提出對該樓層基樁的處理意見：①建議對該樓層軟土層范圍內(nèi)的基樁進行高壓注漿處理，擴大樁底，處理完后進行抽檢，且對合格的基樁承載力按減半計算；②對該樓層軟土層范圍內(nèi)樁間中心處適當(dāng)進行補樁處理。

表3 51 號基樁靜載試驗匯總表

圖6 51 號基樁單樁豎向抗壓靜載試驗曲線圖

6 結(jié) 語

通過該建筑用房基樁檢測結(jié)果，總結(jié)該基樁問題出現(xiàn)的原因，認(rèn)為：該工程出現(xiàn)基樁完整性Ⅰ類但單樁承載力不符合設(shè)計要求的事故主要原因為地勘未及時發(fā)現(xiàn)軟土層；基樁檢測時應(yīng)充分利用地勘資料、設(shè)計資料，不僅要考慮施工質(zhì)量問題，還應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件的影響因素，有效排除因地勘不細或設(shè)計問題造成的工程質(zhì)量問題；每種檢測方法均存在局限性，應(yīng)盡量避免憑借某一方法確定樁基質(zhì)量，為保證基樁施工質(zhì)量，應(yīng)結(jié)合不同檢測方法的優(yōu)點相互驗證，確保檢測真實、準(zhǔn)確，尤其是遇到有問題基樁時，應(yīng)充分利用取芯或開挖驗證，并結(jié)合各種方法的檢測優(yōu)勢進行綜合對照；應(yīng)盡量避免片面依賴檢測數(shù)據(jù)得出工程質(zhì)量結(jié)論。