建筑桩基检测工作的要点及问题

1建筑桩基检测工作的要点及问题湖北建鄂勘察设计咨询审查有限公司袁内镇内容提要根据湖北省建筑桩基检测工作开展的实际情况及存在问题，结合相关标准的规定，提出了常见的以及相关标准不明确的疑难问题的解决方法，可供建筑桩基检测工作参考。一、桩基检测工作的特点1、检测工作的阶段性桩基检测工作包括以下三个阶段四种类型的检测，每个阶段的检测目的、检测要求和检测方法各不相同，每个阶段的检测又有一定的联系，尚应综合认识和对待。⑴施工前为设计提供依据的检测。目的是为设计人员提供合理的桩基力学参数和工艺参数，并为优化设计提供依据。桩基力学参数主要指单桩承载力和单桩承载力与变形的关系；工艺参数主要指锤重、锤击数、贯入度、压桩力、成桩可行性、钻具类型、工艺的适应性、成桩时间、地下水对施工的影响等；为达到优化设计的目的，有时还需要进行不同桩径、不同桩端持力层、甚至不同桩型的成桩试验和静载荷试验。⑵施工检测指的是在施工过程中为指导施工、确保施工质量而进行的跟踪检测。此阶段的检测由于工作量及耗资大，同时对施工进度有不同程度的影响，仅在重要工程中实施。⑶验收检测指的是工程竣工验收时，为确认工程质量而进行的检测，检测结果是施工质量保证资料的重要组成部分。本阶段的检测方法和数量是2000年以后多本规范修编中增加的重要内容，常以强条形式表述。由于施工条件的限制，桩基2承载力的验收检测比较困难，加上多本规范在此问题上内容交叉及矛盾，造成了混乱局面，亟需澄清。⑷鉴定检测指的是对正在施工或已投入使用的建筑物桩基，由于勘察、设计、施工、灾害、改造等原因，需对桩基质量及工作状态进行验证的检测。以上四种检测以为设计提供依据的检测及验收检测最为重要且存在问题较多。2、隐蔽性建筑桩基大多数处于地下或水下隐蔽状态，检测的难度较大。3、复杂性鉴于桩基工程的隐蔽性、桩基类型的多样性，需要利用一些间接的检测手段进行检测，其检测技术牵涉多个学科，如各种动测法、水电效应法、声波透射法等。同时检测工作还要紧密联系岩土工程条件、施工情况进行综合分析，因此，对检测人员素质的要求较高。其复杂性的另一方面表现在以下几点：⑴常用桩的类型达十余种，适应其承载力检测的方法分别有静载试验、高应变法、孔底平板载荷试验及钻芯检验等方法；适应其桩身完整性检测的常用方法有低应变法、高应变法、声波透射法、钻芯法等。多种桩型与多种检测方法形成了交叉联系，其组合相当复杂。⑵三个阶段的检测有不同目的和要求，又有相互之间的联系和协调。⑶同一场地多栋建筑物与单栋建筑物的检测要求有区别。⑷单栋建筑物采用不同桩型，根数有多有少，如何检测？⑸以工程桩兼作试桩的情况如何处理？⑹对承载能力很大的桩或因场地限制无法进行单桩竖向抗压静载荷试验时，承载力如何检验？⑺需用多种检测方法综合判断时，如何操作？⑻其他特殊情况的检测。3结合工程实际情况及可操作性对多种桩型、多种检测方法、多个阶段的检测以及多种特殊情况的综合考虑和协调组合是一个复杂的问题，目前各本规范均未予以妥善解决。4、不确切性及综合性桩基检测技术近年来发展较快，但仍落后于工程实践。截至目前尚没有一种手段能精确检验反映桩基在实际工作条件下的性状，比如单桩静载荷试验难以反映群桩工作状态，钻芯法不能确定桩身全断面的质量情况，高、低应变难以反映桩身多个缺陷的情况，高、低应变法不能定量反映桩身缺陷性状等。因此，采用单一的检测方法容易造成误判，在条件复杂时，应选取多种检测方法，并结合岩土工程及施工情况对桩基工程质量进行综合判断。5、重要性如前述，多本规范对桩基的检测方法及数量以强条形式作出规定，表明桩基检测工作已进入新时期，作为建筑工程的重要环节用法规形式予以明确，在学术上地基基础的检测也形成了相对独立的学科。桩基检测工作已成为工程建设中不可缺少和替代的重要程序和环节。现阶段，在工程规模大及施工工艺不完善的情况下，桩基检测工作尤为重要。二、桩基检测的主要依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003《建筑地基基础检测技术规范》DB42/269-2003《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03《预应力混凝土管桩基础技术规程》DB42/489-20084《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002上列规范中有关桩基检测的规定有矛盾和交叉的情况，为解决执行中的困难，2003年颁布了湖北省地方标准《建筑地基基础检测技术规范》DB42/269-2003，针对大量应用的预应力混凝土管桩的特殊性，2008年又将颁布《预应力混凝土管桩基础技术规程》DB42/489-2008，这两本标准解决了大部分桩基检测的疑难问题，应为目前湖北省桩基检测的主要依据。一部分未明确的问题，本文将予说明。桩基检测除依据上述标准的规定外，岩土工程勘察报告，桩基设计文件以及成桩施工记录等也是桩基检测工作不可缺少的资料。三、为设计提供依据的单桩竖向抗压承载力试验检测方法国家标准GB50007-2002及行业标准JGJ94-2008、JGJ106-2003对设计等级为乙级、丙级的桩基工程未强调一定要采用单桩静载荷试验的方法确定单桩承载力，根据湖北省的实际情况，DB42/242-2003、DB42/269-2003、DB42/489-2008从严提出了要求，即各种桩基(临时工程除外)均应采用单桩竖向静载荷试验的方法确定单桩承载力特征值，上述几本规范的规定见表1：5表1为设计提供依据的单桩竖向抗压承载力的确定方法GB50007-2002JGJ94-2008JGJ106-2003DB42/242-2003DB42/489-2008DB42/269-2003第8.5.5条单桩竖向承载力特征值的确定应符合下列规定：1、单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。在同一条件下的试桩数量，不宜少于总桩数的1%且不应少于3根。当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时，对单桩承载力很高的大直径端承型桩，可采用深层平板载荷试验确定桩端土的承载力特征值。2、地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探及标贯试验参数确定Ra值。4、嵌岩灌注桩桩端以下3d内应无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布，并应在桩底应力扩散范围内无岩体临空面。桩端岩石承载力特征值，当桩端无沉碴时，应根据岩石饱和单轴抗压强度标准值确定，或用岩基载荷试验确定。第5.3.1条设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规定：1、设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定；2、设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定。其余均应通过单桩静载荷试验确定；3、设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。第5.3.2条2、对于大直径端承型桩,也可通过深层平板(平板直径应与孔径一致)载荷试验确定极限端阻力;3、对于嵌岩桩，可通过直径为0.3m岩基平板载荷试验确定极限端阻力标准值，也可通过直径为0.3m嵌岩短墩载荷试验确定极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值。第3.3.1条当设计有要求或满足下列条件之一时，施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值：1、设计等级为甲级、乙级的桩基；2、地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；3、本地区采用的新桩型或新工艺；检测数量在同一条件下不应少于3根，且不宜少于总桩数的1%；当工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。第10.3.3条单桩竖向承载力特征值的确定应符合下列规定：1、单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。在同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数的1%，且不应少于3根。当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时，对单桩承载力很高的大直径端承桩，可采用深层平板载荷试验确定桩端土承载力特征值。3、嵌岩灌注桩桩端以下3d内应无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布，并应在桩底应力扩散范围内无岩体临空面。桩端岩石承载力特征值，当桩端无沉碴时，应根据岩石饱和单轴抗压强度标准值确定，或用岩基载荷试验确定。第7.4.1条单桩竖向抗压极限承载力应通过单桩竖向抗压静载荷试验确定，并应压至破坏。试验按DB42/269有关规定执行，单栋建筑物同一类型桩的试验数量不应少于3根。当预估总桩数少于50根时，不应少于2根。当岩土工程条件简单且以压桩力控制桩长或岩土工程条件简单且有类似经验时，可用工程桩进行试验，但检测数量应加倍(详见规程条文)。第3.0.6条1款为设计提供单桩竖向抗压承载力依据时，应采用竖向抗压静载荷试验的方法进行检测并宜加载至破坏，当单桩极限承载力大于15000kN时，对端承型桩或嵌岩桩，有条件时可采用深层平板静载荷试验(嵌岩桩可采用岩基静载荷试验)进行检测。3款同一场地多栋建筑物岩土工程情况相同，当桩型、桩径、桩长及施工工艺相同时，可由设计单位决定静载荷试验为设计提供依据和承载力验收检测的数量。但每栋建筑物不应少于1根(高层建筑或检测中离散性大时宜增加检测数量)，且每一施工单位所施工的桩的检测数量不应少于3根。6具体执行办法如下：1、预应力砼管桩、沉管桩、夯扩桩、钻孔灌注桩、钻孔灌注后压浆桩、复合载体桩、钻孔压灌砼桩、CFG桩等非嵌岩桩(包括嵌入强风化层或破碎、极破碎中风化岩石中的桩)，以及极限承载力小于20000kN嵌岩桩，在施工前均应由设计单位按规范规定的经验参数公式估算试桩的桩径、桩长，并初定持力层进行试桩的施工，单栋建筑物试验根数不少于3根，当预估单栋建筑物总桩数少于50根时，试桩根数不少于2根(预估总桩数少于30根的次要桩，可为1根)。试验宜压至破坏(管桩应压至破坏)。2、嵌岩的端承型钻孔灌注桩及其他大直径桩，当预估单桩极限承载力超过20000kN，且岩石为完整、较完整或较破碎时，由于静载荷试验困难，又不能进行孔底试验，可按DB42/242第5.2.6条规定，在详勘规定的岩芯取样的数量之外，单栋建筑由设计单位指定位置抽取不少于3个孔孔底的岩石芯样，每孔岩芯数量不少于3个，对岩芯进行饱和单轴抗压试验，结合岩土工程勘察报告，进一步复核确认桩端岩石的承载能力。进行施工超前钻的桩基，勘察单位应根据超前钻所取岩石芯样进行试验分析，确认桩端持力层的承载能力。钻孔取芯深度不浅于桩底以下5m。3、对于有条件进行孔底作业的端承型大直径干成孔钻孔灌注桩、人工挖孔桩，当持力层为土层、强风化层时，可以采用深层平板载荷试验或浅层平板载荷试验确定桩端持力层的承载力，采用深层平板载荷试验可直接得出桩端阻力的极限值和特征值也可得出桩端土层的承载力特征值(试验结果不应进行深度修正)。采用浅层平板载荷试验的方法时，压板尺寸可为500×500mm，孔底尺寸不应小于3倍压板边长，试验结果可按规范要求进行深度修正，但应慎重使用修正值。当桩端持力层为中风化、微风化、未风化岩石时，可用直径为300mm的压板，在孔底进行岩基载荷试验，试验结果不能进行深度修正。上述检测的数量，每单栋建筑物不应少于3根，当预估总桩数少于50根7时，不应少于2根。4、岩土工程条件简单且以压桩力控制桩长的预应力砼管桩或岩土工程条件简单且有邻近场地经验的其他类型桩，在工期紧迫的情况下，可直接用工程桩进行静载荷试验，并结合验收检测增加一倍检测数量，其中有一半的数量应在大量工程桩施工前进行试验。详细操作方法可按DB42/489第9.0.3条的规定执行。5、对于特别重要的对沉降有特殊要求的桩基工程，应克服困难，先进行试桩的载荷试验。大吨位加载时可采用锚桩、自平衡试桩等方法，也可考虑按设计桩长，采取缩小桩径的办法进行载荷试验，作为辅助验证措施。6、岩土工程条件均匀简单的同一场地多栋建筑物桩基，当桩型、桩长、桩径及施工工艺相同时，可由设计单位决定试桩数量，但每栋建筑物、每种桩型不应少于1根(高层建筑或检测中离散性较大时，宜适当增加试验数量)，且每一施工单位所施工的每种类型桩