探析地基单桩承载力检测建筑工程

1建筑工程地基单桩施工概况

北海市嘉顺房地产开发有限公司，拟于北海市体育路与广东路交汇之西南侧，兴建嘉顺金城华府三期9#、10#、11#楼。地基基础采用CFG桩进行加固，桩径500mm，有效桩长12．5m，正三角形布桩，桩中心距1．50m，桩端持力层为黏土，共1258根;设计要求加固后的复合地基承载力特征值≥650kPa，单桩竖向抗压承载力特征值为950kN。工程地质条件情况:场地土层结构复杂;填土:棕红色、松散、稍湿;揭露层厚:0．2～4．8m;表土:灰黑色，松散，稍湿;含黏性土中砂:棕红色、松散、稍湿;揭露层厚:0．8～5．8m;承载力特征值:150kPa;含黏性土砾砂:棕黄色，稍密为主、稍湿;揭露层厚:0．5～6．3m;承载力特征值:220kPa;桩极限端阻力标准值:43kPa;黏土:灰白色、饱和;揭露层厚:0．5～7．9m;承载力特征值:260kPa;桩极限端阻力标准值:53kPa;中粗砂:灰白色，饱和;揭露层厚:0．8～23．0m;承载力特征值:300kPa;桩极限端阻力标准值:80kPa。

2单桩承载力检测仪器设备

JCQ503A静力载荷测试仪1套，设备型号/规格:(仪)JCQ503A/(传)500t;QF－500T双油路千斤顶1个;MFX－50位移传感器4只(测量范围:0～50mm);准确度等级:4等;FD－P204掌上动测仪1套，设备型号/规格:(仪)FD－P204/(传)EG－107。

3单桩承载力检测及试验方法

3．1单桩竖向抗压静载试验现场检测

本次试验采用压重平台反力装置。用JCQ503A静力载荷测试仪直接测试荷载值，与之同时，利用位移传感器读取各级荷载下的沉降与反弹数据。依据规范，当出现下列情况之一时，可终止加载。

1)当荷载———沉降(Q－s)曲线上能够判定已出现了承载力的徒降段时，还要判断桩顶总沉降量是否超过40mm。

2)在具体操作中，如果发现Δsn+1Δsn≥2经24h沉降还没有稳定下来时。

3)发现桩身已经被破坏的情况，且桩顶变形在急剧增大。

4)桩长超过25m、Q－s曲线出现呈缓变形、桩顶总沉降量大于60～80mm时。5)验收检验时，最大加载量不应小于设计单桩承载力特征值的2倍。

3．2复合地基载荷试验现场检测

本次试验采用慢速维持荷载法，采用压重平台反力装置。采用JCQ503A静力载荷测试仪直接读取加载值。与之同时，利用位移传感器读取各级荷载下的沉降与反弹数据。据中国建筑科学研究院提供的《9#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》《10#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》《11#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》，这里拟采用边长1．40m×1．40m的方形承压板(面积为1．96m2)、为检测单桩复合地基承载力特征值能否达到650kPa，最大荷载应加至650kPa×2×1．96m2≈2550kN。在进行复合地基载荷试验时，如果出现下列现象之一时，便可以终止试验。

1)当沉降急剧增大时，周围呈现明显的隆起，而且土被挤出。

2)要查看承压板的累计数值，如果其沉降量已大于其宽度或直径的6%。3)在具体操作中，如果不能达到极限荷载，按照设计要求，其最大加载压力已大于预定压力值的2倍，便可以终止试验。

3．3主要用于桩身完整性检测的低应变反射波法用激振锤敲击桩顶，由质点振动产生应力波沿桩身，以波速向下传播，应力波通过桩身阻抗变化界面时，如缩径、扩径、离析、夹泥等。一部分应力波反射向上传播，另一部分应力波产生透射向下传播至桩底，在桩底处又产生反射。在被测桩顶上安装传感器接受反射信号，通过桩基检测仪将反射信号放大，A/D转换，接口电路送入计算机显示得到时程曲线，根据入射波和反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等形态特征判断阻抗变化位置，校核桩长、缺陷性质等，结合工程地质条件和施工实际情况，综合评定桩身完整性。

4单桩承载力检测试验结果分析

4.1单桩竖向抗压极限承载力的确定应符合下列规定

1)要作荷载———沉降(Q～s)曲线，以及其他辅助分析的曲线。

2)在曲线陡降出现时，要注意取相应于陡降段起始点的荷载值。

3)操作中出现“Δsn+1Δsn≥2，且经24h沉降还没有稳定的情况，需要取前一级荷载值。

4)要注意Q～s曲线出现变型时，需要取桩顶总沉降量s为40mm所对应的荷载值。

4.2复合地基承载力特征值的确定应符合下列规定

1)如果压力———沉降曲线上极限荷载能确定，但荷载值不小于对应比例界限的2倍时，要取比例界限;如果荷载值小于对应比例界限的2倍时，需要取极限荷载的一半;

2)如果压力———沉降曲线是平缓的光滑曲线时，需要按照相对变形值进行确定:对水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0．008所对应的压力。需要注意的是，按照相对变形值确定的承载力特征值，不能大于最大加载压力的一半。

3)如果满足极差不超过平均值的30%，这时可以取平均值作为复合地基承载力特征值，而且试验点要设计3个以上。

4.3低应变检测结果分析

从桩身完整性检测分类表中不难看出，Ⅰ、Ⅱ类桩可以满足工程正常使用，Ⅳ类桩不能正常使用，须进行工程处理，Ⅲ类桩或检测中不能明确完整性类别的桩可否使用，建议设计部门根据实际情况综合考虑作出适当决定。

5结论

5．1单桩复合地基静载试验结果

本次对9#楼3个点、10#楼4个点、11#楼4个点复合地基载荷试验，根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79－2012)相关规定，按压力～沉降曲线确定的各检测点的承载力特征值。根据相关数据可知9#楼3个点、10#楼4个点、11#楼4个点被测点的复合地基承载力特征值均满足设计要求，即9#楼、10#楼、11#楼复合地基承载力特征值≥650kPa。

5．2单桩竖向抗压静载试验结果

本工程9#楼、10#楼、11#楼各选取1根桩进行单桩竖向抗压静载试验，试验结果可知，本次静荷载试验3根桩，在最大加载量时，实测沉降值为27．33mm、10．93mm、10．69mm，小于允许沉降值;另外，Q～S曲线无明显陡降段，S～lgt曲线平缓规则，被测桩均可以满足单桩承载力950kN的设计要求。

5．3低应变检测结果

本次9#楼、10#楼、11#楼低应变共检测126根桩，受检桩936#在距桩顶2．5m左右有轻微缺陷反射，1107#在距桩顶2.1m左右有轻微缺陷反射，1156#在距桩顶2．8m左右有轻微缺陷反射，425#在距桩顶3．8m左右有轻微缺陷反射，475#在距桩顶2．1m左右有轻微缺陷反射，719#在距桩顶1．9m左右有轻微缺陷反射，其余受检桩反射曲线波形规则，波速较高，表明桩身完整，桩砼密实，根据判定原则分析，受检桩936#、1107#、1156#、425#、475#、719#为Ⅱ类桩，其余受检桩均为Ⅰ类桩。

作者：郭李峰 单位：广西城乡勘察设计有限公司