大直徑樁基檢測

2022-12-18 17:27:02 字數 5007 閱讀 5955

[摘要]由於樁基礎的歷史發展原因,在早期規範編制的時候,考慮群樁基礎較多,考慮單樁基礎較少,導致我們在根據規範檢測樁基時,容易用錯條款,輕則造成資源浪費,重則埋下工程隱患。本文結合幾套與樁基礎有關的規範,討論大直徑灌注樁檢測技術應用中的特殊問題。[關鍵詞]樁基礎;單樁豎向承載力;樁身質量

樁基礎是工程結構中採用的主要基礎型別,目前約佔全部工程結構基礎的70%以上,其中鋼筋混凝土灌注樁又是目前在工程實踐中應用最多的樁基型別。由於大直徑鋼筋混凝土灌注樁問世時間不長,相關規範出台以前使用範圍小,相關規範對這類基礎考慮較少,而目前其在工程中使用卻相當廣泛,在檢測工作中或多或少的存在對規範理解不夠透徹的地方,這裡提出來請同行一起**和學習。1、樁基的歷史問題

我國考古學家在山西半坡村遺址以及浙江河姆渡遺址出土大量木結構遺存,證實了先人在約2023年前就開始採用木樁插入土中支撐房屋,19世紀20年代人類開始採用鑄鐵板樁修築圍堰和碼頭,2023年**率先提出使用混凝土或鋼筋混凝土做樁身材料的構想,20世紀初鋼樁和鋼筋混凝土預製樁相繼問世;我們國家在上個世紀50年代末才開始將鋼筋混凝土預製樁運用到鐵路工程中,隨後20年才開始採用人工挖孔灌注樁。從樁基礎的發展歷史看,因依賴混凝土技術的原因,大直徑人工挖孔灌

注樁應用歷史較短,在《建築樁基技術規範》(以下簡稱jgj94-94)編制以前和編制期間,大直徑人工挖孔灌注樁應用相對於配合承臺的群樁基礎使用範圍較小,導致其在規範編制工作中分量較輕,進而影響了其在(2023年後頒發的)相關規範中的應有地位,無形中使相關規範編制時考慮群樁基礎較多,考慮單樁基礎較少,如果對這些規範沒有透徹的認識,在使用規範時就容易用錯條款,輕則造成資源浪費,重則埋下工程隱患。本文將要談到的檢測問題也與樁基礎的發展歷史影響有關。

2、單樁豎向承載力的確定

單樁豎向承載力的確定有兩個作用,一是為設計提供依據,二是為驗收提供依據。《建築地基基礎設計規範》(以下簡稱gb50007-2002)第10.1.

8條規定施工完成後的工程樁應進行豎向承載力檢驗;《建築基樁檢測技術規範》(以下簡稱jgj106-2003)第3.1.1條規定工程樁應進行單樁承載力和樁身完整性抽樣檢測;《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》第5.

1.5條規定工程樁應進行承載力檢驗;凡是與樁基有關的規範,都規定了基樁在施工前和施工後應進行確定豎向承載力的試驗,用詞一律採用了正常情況下均應該這樣做的嚴格用詞「應」,而且都是以「必須嚴格執行」的強制性條文來規定。承載力檢測方式無一例外地規定了採用「靜載荷試驗」,為設計提供依據的豎向抗壓靜載試驗「應」採用慢速維持荷載法,施工後的工程樁驗收檢測「宜」採用慢速維持荷載法,當有成熟的地區經驗時,也「可」採用快速維

持荷載法。進行靜載荷試驗的樁基範圍:設計等級為甲級、乙級的建築樁基,或者地質條件複雜、施工質量可靠性低的建築樁基,以及本地區採用的新樁型、新工藝的建築樁基。

檢驗樁數不應少於總數的1%,且不應少於3根,當總樁數少於50根時,不應少於2根。而工程實踐中很難看到做單樁豎向靜載荷試驗,特別是大直徑灌注樁基工程。根據規範要求必須嚴格執行的強制性條文規定,不少監理單位提出疑問:

沒有做單樁豎向靜載荷抽檢試驗的工程,樁基工程驗收以什麼為依據?重慶地區岩體覆土厚度不大,是建築工程採用端承樁基的有利地質條件,大直徑灌注樁在本地區得到了廣泛應用。近十年大量建設高於30層的高層建築98%以上採用的都是大直徑人工挖孔灌注樁。

由於岩體覆土厚度不大,較短的樁身長度就能穿透**時可能液化的土層,理所當然地就採用端承型嵌巖樁了。這種端承型嵌巖樁基本不需要考慮土體對樁基承載力的有利作用,更無須採用群樁承臺來借用承臺底面土體增加基礎的承載力,一般只需要單根基樁就足以支承乙個上部豎向構件(框架柱、剪力牆);如果上部豎向構件的斷面長度超出單樁斷面範圍,可在單樁頂部增設單樁承臺來解決。所以,地質條件確定了本地區的大直徑人工挖孔灌注樁具有「端承型嵌巖」和「單柱單樁」兩個特點。

大直徑人工挖孔灌注樁的這兩個特點決定了這種樁基的承載力很大,而規範規定,對工程樁抽樣檢測時,載入量不應小於設計要求單樁承載力特徵值的2.0倍,一般30層樓的建築樁基單樁承載力特徵值在10000kn左右,試驗荷載就需要24000kn,這就使得靜載荷試驗實施難度大或者

根本無法做試驗。影響摩擦樁實際樁側土體摩阻力的因素太多,設計計算樁側土體摩阻力有時候與實際值偏差很大,而決定端承型的大直徑人工挖孔嵌巖灌注樁承載力的主要因素,是樁身混凝土質量以及嵌巖段岩性特徵、下臥層持力性狀,考慮到實驗難度和影響因素的單一性,gb50007-2002第8.5.

5條規頂當樁端持力層為密實砂卵石或其他承載力類似的土層時,對單樁承載力很高的大直徑端承型樁,可採用深層平板載荷試驗確定樁端土的承載力特徵值;第10.1.8條還規定:

施工完成後的工程樁應進行豎向承載力檢驗,……,大直徑嵌巖樁的承載力可根據終孔時樁端持力層岩性報告結合樁身質量檢驗報告核驗。

端承型大直徑灌注樁(事實上對所有高承載力樁),往往不允許任何一根樁承載力失效,否則後果不堪設想。由於試樁荷載大或場地限制,有時很難、甚至無法進行單樁豎向抗壓承載力靜載檢測。對此,jgj106-2003第3.

3.7條規定對於端承型大直徑灌注樁,當受裝置或現場條件限制無法檢測單樁豎向抗壓承載力時,可採用鑽芯法測定樁底沉渣厚度並鑽取樁端持力層岩土芯樣檢驗樁端持力層,抽檢數量不應少於總樁數的10%,且不應少於10根。實際是對第3.

3.5條的補充,體現了「多種方法合理搭配,優勢互補」的原則,如深層平板載荷試驗、岩基載荷試驗,終孔後混凝土灌注前的樁端持力層鑑別,成樁後的鑽芯法沉渣厚度測定、樁端持力層鑽芯鑑別(包括動力觸探,標貫試驗、岩芯試件抗壓強度試驗),有條件時可預埋荷載箱進行樁端載荷試驗等。《重慶地基基礎設計規範》< dbj50-047-2006>第9.

3.2條規定,對建築物安全等級為一級且直徑不大

於600mm的鑽孔灌注樁,應採用現場靜載荷實驗方法。對其他情況的鑽孔灌注樁和各種情況的人工挖孔灌注樁,可根據終孔時持力層的檢驗情況和樁身質量檢驗情況核驗。

綜上所述:終孔時樁端持力層岩性報告、樁身質量檢驗報告、。另外,理論上高應變動測法能夠檢測單樁豎向承載力,但由於目前技術上還不夠精準,隨著相關技術水平的提高,估計用高應變動測法檢測單樁豎向承載力是遲早的發展方向。

3、樁身質量(完整性)檢測

先介紹乙個在重慶具有代表性的框架-剪力牆結構甲級樁基工程,總樁數為120根,其中一根樁基支撐一根框架柱的基樁20根(圖1.1);上部豎向構件(剪力牆)的斷面長度超出單樁斷面範圍,在單樁頂部增設單樁承臺的基樁40根(圖1.2);對於剪力牆的斷面尺寸實在太大,在剪力牆邊緣約束構件的下面設定基樁,基樁之間用承臺梁(框支梁、深受彎牆梁)連線,剪力牆支撐於承臺梁上的基樁60根(圖1.

3),柱下獨立兩樁承臺,應按現行國家標準《混凝土結構設計規範》(gb 50010)中的深受彎構件配置縱向受拉鋼筋、水平及豎向分布鋼筋。樁身質量檢測根據jgj106-2003第3.3.

4條規定,設計等級為甲級的灌注樁,抽檢數量不應少於總樁數的30%,且不得少於20根規定,以上被檢測樁身完整性的三種形式基樁根數分別為6根、12根、18根。這種確定方式咋一看

還是符合規範要求的。

jgj106-2003第3.3.4條第1項:

柱下三樁或三樁以下的承臺抽檢樁數不得少於1根;第2項:設計等級為甲級,或地質條件複雜,成樁質量可靠性較低的灌注樁,抽檢數量不應少於總樁數的30%,且不得少於20根;其他樁基工程的抽檢數量不應少於總樁數的20%,且不得少於10根;備註項:地下水位以上且終孔後樁端持力層已通過核驗的人工挖孔樁,以及單節混凝土預製樁,抽檢數量可適當減少,但不應少於總樁數的10%,且不應少於10根。

第1項文字上限定了「承台下」的基樁,而第2項和備註項卻沒有限定僅適用於具有承臺的基樁,在確定類似本文例舉的這類基樁檢測數量時,很容易自然地把目光放在了後項規定上,導致「分別檢測為6根、12根、18根」的結果。當同一承台下的個別基樁質量上有缺陷時,相鄰基樁以及承台下土體客觀上會產生內力重分布和群樁效應而不至影響承台上豎向構件的結構安全,採用一定百分率的抽檢方式是經濟、合理、可靠的;當同一承台下的基樁根數少於四根且基樁質量上有缺陷時,群樁效應已經不明顯了,特別是承台下只有1根或2根基樁的承臺,某根基樁一旦失效,承臺以及上部豎向構件就失去了根基,所以才有第一項的規定。顯然象圖1.

1、圖1.2那樣「獨擋一面」的基樁的重要性是不亞於柱下承臺三根基樁的情況,雖然象圖1.1這種由柱與樁直接聯結的單樁基礎根本就沒有承臺,雖然第1項文字上限定了「承台下」的基樁,但從受力性質和結構重要性上理解,第1項已經涵蓋了象圖1.

1這種基樁應該全數檢測的意

思;圖1.2這種基樁符合第1項的文字意義規定,應該全數檢測;象圖1.3這種樁基礎,有人說這不是「單柱單樁」,認為應套用第2項規定按30%抽檢。

這裡強調一下,承臺梁不是承臺,第2項採用一定百分率的抽檢方式是基於樁數多餘3根的承台下基樁而言,圖1.3這種樁基礎的確不是「單柱單樁」,但筆者以為,這種樁基的重要性和一旦失效的後果嚴重性要求:應該全數檢測。

jgj106-2003第3.1.1條要求樁身完整性檢測宜採用兩種或多種合適的檢測方法進行。

現在樁身完整性檢測的手段多,準確度高,特別是低應變動測成本也低,考慮到這種大直徑人工挖孔灌注樁實際上很難做或不做承載力試驗,全數檢測樁身質量(完整性檢測)是有必要的,也是應該的。

這裡提一下jgj106-2003第3.3.4條備註項「對端承型大直徑灌注樁,應在上述兩款規定的抽檢樁數範圍內,選用鑽芯法或聲波透射法對部分受檢樁進行樁身完整性檢測。

抽檢數量不應少於總樁數的10%」的規定,意思是對於端承型大直徑灌注樁,其中10%的基樁應採用鑽芯法或聲波透射法檢測樁身完整性。實際工程中因為聲波透射法的檢測費用比低應變動測費用高,有的工程與監理單位協商確定超過某深度的基樁才做聲波透射法檢測,或因為鑽芯法費用高又耽誤工期就根本不採用等做法是不對的。

關於鑽芯法檢測,jgj106-2003第7.6.1條規定:混凝土芯樣試件抗壓強度代表值應按一組三塊試件強度值的平均值確定。這與《混凝土強度檢

驗評定標準》gbj 107考慮「最大值和最小值與中間值之差是否超過15%」的離散性因素有一點區別。筆者曾經看到有檢測單位以當3個芯樣強度中的最大值和最小值與中間值之差均超過15%為由,判定該組試件不作為強度評定的依據,甚至監理單位就說混凝土不合格了。

關於這兩套規範的差異,jgj106-2003的主編陳凡教授是這樣解釋的:由於混凝土芯樣試件抗壓強度的離散性比混凝土標準試件大得多,採用gbj107來計算混凝土芯樣試件抗壓強度代表值有時會出現無法確定代表值的情況。為了避免這種情況,對數千組資料進行驗算,證實取平均值的方法是可行的。

同一根樁有兩個或兩個以上鑽芯孔時,應綜合考慮各孔芯樣強度來評定樁身承載力。取同一深度部位各孔芯樣試件抗壓強度的平均值作為該深度的混凝土芯樣試件抗壓強度代表值,是一種簡便實用的方法。4、結語

溫州市某樁基 大直徑鑽孔灌注樁 工程施工組織設計方案

一 建築 設計概況 一 建築概況 擬建場地位於溫州市中心人民西路 東鄰溫富大廈,南鄰九山外河,為舊房拆遷再建工程,擬建物包括主樓和裙房,主樓地上為21 25層 共3幢 框架 剪力牆結構,柱下最大荷載15000kn 柱 裙房2層,框架結構 主樓和裙房設一層地下室,埋深5公尺,基礎形式採用大直徑鑽孔灌注...

大直徑灌注樁專項施工方案

工程名稱 某樁基礎工程 工程地點 施工單位 編制單位 編制人編制日期年月日 審核負責人 審批負責人 審批日期年月日 一 施工過程中質量控制的重點 一 一般情況下提高灌注樁施工質量的措施 1 提高水下混凝土的強度混凝土強度必須滿足樁的結構設計要求。水下混凝土因施工條件限制,澆築方法與幹作業澆注不同,澆...

大直徑高爐煤氣鋼結構管道製作安裝技術

摘要 根據韶鋼煤氣櫃二期工程大直徑高爐煤氣鋼結構管施工,針對施工具體工藝和方法等施工技術研究,總結出超大直徑高爐煤氣鋼結構管道施工技術和吊裝技術,徹底解決了施工中如何最大限度降低成本的難題,以達到施工成本最低的目的,也為今後的大直徑鋼結構管道安裝提供了寶貴的經驗。關鍵詞 高爐煤氣 施工成本 管線圖 ...