淺談建筑基樁檢測方法

■劉金輝 ■安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司，安徽 合肥 230051

1 基樁測試重要性

1.1 基樁質(zhì)量重要性

在基礎(chǔ)工程中，樁基礎(chǔ)以其承載力大、地層適應性強、施工方便、造價較低等特點，而被廣泛采用。而樁基工程中又以各種形式的灌注樁為主，這不僅是因為灌注樁施工進度快，經(jīng)濟效益好，可比預制樁降低成本造價的1/3 -1/2，而且能適應于各種地形地質(zhì)條件和各種土工構(gòu)筑物對基礎(chǔ)承載力的需要，因而使用范圍很廣泛。灌注樁屬地下隱蔽工程，施工工藝復雜，容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，且不容易被發(fā)現(xiàn)。據(jù)國內(nèi)外有關(guān)資料統(tǒng)計表明，出現(xiàn)樁身各種缺陷概念約為巧10% -20%，如不及時發(fā)現(xiàn)，將對土工構(gòu)筑物、建筑物的正常使用造成隱患。因此，對基樁的質(zhì)量測試是十分重要的。

1.2 基樁測試步驟和要求

(1)施工前應進行單樁豎向抗壓靜載試驗。施工前單樁豎向抗壓靜載試驗的目的是為設(shè)計提供依據(jù)。對設(shè)計等級高且缺乏經(jīng)驗的地區(qū)，或推廣應用新樁型或新工藝，前期試樁尤為重要。對于端承型大直徑灌注樁，當受設(shè)備或現(xiàn)場條件限制無法做靜載試驗時，應采用Ostetherg 試樁法提供設(shè)計參數(shù)。對于打人式預制樁(特別是長樁、超長樁)，應進行試打，試打時用高應變法進地打樁分析，為設(shè)計提供參數(shù)。

(2)工程樁的承載力測試。對于小直徑灌注樁，當有本地區(qū)相近條件的對比驗證資料時，可采用高應變法進行單樁豎向抗壓承載力驗收檢測，對于打人式預制樁，可采用高應變法進行打樁過程監(jiān)控，以減少樁的破損率和選擇合理的人土深度，進而提高沉樁效率。盡管允許采用高應變法進行驗收檢測，但仍需不斷積累驗證資料、提高分析判斷能力和現(xiàn)場檢測技術(shù)水平。對于大直徑灌注樁或端承型灌注樁(事實上對所有高承載力的樁)，往往不允許任何一根樁承載力失效，否則后果不堪設(shè)想。由于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，這時，可選擇地質(zhì)條件較差的樁位采用osterberg 試樁法進行單樁豎向抗壓承載力靜載檢測。此外，也可采用樁孔原位測試法(深層平板載荷試驗、巖基載荷試驗、鉆芯法等)進行樁端承載力測試。

2 基樁測試方法的種類

現(xiàn)有的確定單樁承載力的試驗方法很多，常見的方法有:(l)單樁豎向抗壓靜載荷試驗法;(2)Os -tethe 飛試樣法;(3)高應變動力法;(4)樁孔原位測試法;(5)低應變動力法;(6)反射波法，等等，都被廣泛使用于不同條件下基樁測試。下面就前三種測試方法的程序簡述一下。

2.1 單樁豎向抗壓靜載荷試驗法

單樁豎向抗壓靜載荷試驗是通過重平臺或錨樁反力架等在樁頂上直接分級加載，同時觀測其每級的沉降量，最后分析其試驗結(jié)果確定單載承載力。這種方法綜合考慮了樁與土的相互作用，是確定單樁承載力最傳統(tǒng)，最為直觀，最為可靠的方法，因此大的工程一般都要在現(xiàn)場作靜載試驗來確定承載力。

2.2 osterbe 飛試樁法(自平衡試樣法)

osterberg 試樁法是將千斤頂放置在樁的下端，向上頂樁身的同時，向下壓樁底，使樁的摩阻力和端阻力互為反力，分別得到樁端和樁側(cè)兩條荷載-位移曲線，疊加后得到樁的承載力和位移關(guān)系的Q 一S 曲線。同時，該法又可以分別測聲樁的摩阻力和端阻力與上下位移間的關(guān)系曲線，便于分別考慮這兩種承載力，明確兩種載承力的發(fā)展過程。這對樁基礎(chǔ)進行可靠度設(shè)計時考慮和確定分項系數(shù)也是十分重要的。Osterberg 試樁法由于其加壓裝置簡單，不需壓重平臺，不需錨樁反力架，不占用施工場地，試驗方便，費用低廉，節(jié)省時間，且能直接測出樁的側(cè)阻力和端阻力，受到工程界的廣泛歡迎。

2.3 高應變動力法

高應變動力法是通過在樁頂測量被激發(fā)的阻力產(chǎn)生的應力波和速度波，從而確定承載力。它的目標是激發(fā)樁周和樁尖的阻力，然后實測這些阻力。要使樁側(cè)阻力和樁尖土強度充分發(fā)揮，一般都是用重錘錘擊樁頂，使樁土之間產(chǎn)生一定的塑性位移，即樁被打出一定慣入度，當動荷載作用在樁上產(chǎn)生的應力水平達到或接近工程實際應力水平時，即可確定較為符合實際的承載力。該法是由動力打樁監(jiān)控演變和發(fā)展過來的，因此，特別適用于打人式樁的承載力測試。目前，高應變動力法主要有動力打樁公式法、錘擊貫入法、波動方程分析法、Case 法、波形擬合法和靜動法，比較常用的是波形擬合法。

高應變試樁方法與低應變試樁方法的根本區(qū)別是高應變法使樁土之間產(chǎn)生了一定的塑性相對位移，即樁頂產(chǎn)生大于2.5～貫人度。目前，高應變法有動力打樁公式法、錘擊貫入法、波動方程分析法、Case法、波形擬合法和靜動法等，比較常用的是波形擬合法。

高應變動力法主要可以解決以下一些問題:(l)確定單樁豎向承載力。(2)樁身結(jié)構(gòu)完整性檢驗。(3)沉樁能力分析。(4)樁工機械監(jiān)控。(5)樁在動荷載作用下的特性。例如對打人式樁，可隨時監(jiān)測打樁應力，對拉、壓應力進行監(jiān)控，避免應力超過材料強度，致使樁身破壞。同時可對錘、墊系統(tǒng)合理選擇，提高打樁效率等等。此外，樁的承載力取決于樁身結(jié)構(gòu)承載力和地基土對樁的支承力。與靜載荷實驗法相比較，作為靜力試樁是量測樁頂荷載和下沉量(Q-S)曲線)，當下沉量達到人們規(guī)定的條件或某一值時，認為土阻力已充分發(fā)揮，即通常所說的樁已“破壞”，從而求得極限承載力，但下沉量可以是土的變形引起，也可能由于樁身有缺陷、結(jié)構(gòu)破壞引起，這從Q-S 曲線上往往難以區(qū)分，而動力試樁比較容易對兩者進行區(qū)別?？梢?，采用高應變測法試樁的技術(shù)和經(jīng)濟效果是十分明顯的，三種方法單樁承載力試驗結(jié)果對比如表1。

表1 單樁承載力痸試驗方法結(jié)果對比

由上可見，建筑基樁單樁豎向承載力的測試方法很多，各有千秋，因此建筑基樁單樁豎向承載力的測試方法要根據(jù)具體情況、檢測人員技術(shù)水平和經(jīng)驗而定?；鶚稖y試方法精度及誤差求取目前基樁工程非常之多，測試方法種類不少，操作人員繁雜，水平各異，又沒有共同遵守的測試要領(lǐng)和準則及判定標準，因此測試結(jié)果相差較大，以至出現(xiàn)誤判。所以研究規(guī)范測試方法程序、制訂出測試誤差范圍，為基樁質(zhì)量分類提供依據(jù)已成為當務(wù)之急。

3 基樁測試重要性

綜上所述，基樁的測試，對于基樁有著十分重要作用，基樁測試誤差的求取，為樁身質(zhì)量分類提供了科學依據(jù)，為基礎(chǔ)設(shè)計提供了保證，對不合格基樁予以報廢，為基樁工程消除了隱患。在選擇基樁測試方法中，應根據(jù)實際情況，選用精度高、重復性好、成本低、易于操作的測試方法，以求獲得最佳效果。

［1］中華人民共和國行業(yè)標準.建筑基樁檢測規(guī)范JGJ106 -2014［M］.

［2］中華人民共和國行業(yè)標準.建筑基樁技術(shù)規(guī)范JGJ94 -2008［M］.