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摘 要: 工业与民用建筑中的质量通病和重大质量事故多与基础工程的质量有关, 其中有不少桩基工程的质量问题直接危及主体结构的正常使用与安全, 受到建设各方及建设行政主管部门的关注。笔者试从如何正确执行标准和规范的角度, 对桩基检测中存在的一些问题进行探讨。
关键词:桩基检测; 规范; 静载荷
1、基桩检测应以现行《建筑基桩检测技术规范》( JGJ106- 2003) 为依据
《建筑基樁检测技术规范》JGJ106-2003 ( 以下简称《技术规范》) 整合了设计、验收规范及各类检测标准中的相关内容; 统一了检测数量、类别划分、评价依据、复检规则; 规定了各类检测方法的相互关系及适用范围; 强调了各种方法并用及并用时的主次关系, 使基桩检测技术更趋标准化、规范化。《技术规范》对桩基检测的规定是系统化、体系化的, 所以桩基检测应以该规范为主, 并参考《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002( 以下简称《设计规范》) 、《建筑
地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002( 以下简称《验收规范》) 执行。《技术规范》虽然是《设计规范》和《验收规范》的子规范, 但它颁布较迟, 内容更全面、权威,《验收规范》中的许多检查项目均注明“按《建筑基桩检测技术规范》执行”, 这说明执行《验
收规范》, 就必须执行《技术规范》, 其权威性是不容置疑的。它是迄今相对而言比较权威的关于桩基检测的专用标准。
2、基桩设计承载力应由竖向抗压静载荷试验确定
单桩的承载力取决于桩身质量、桩周及桩端岩土的承载力。只有静载荷试验才能同时反映桩身及岩土承载力, 也才能给出科学而准确的单桩竖向承载力特征值。设计等级为甲级和乙级的、地质条件复杂成桩可靠性低的、本地区新桩型新工艺的应进行设计试桩, 其它设计有要求的也应试桩。地基基础设计等级为丙级的建筑物, 其单桩竖向抗压承载力特征值可由静力触探及标贯试验参数确定。当受设备或现场条件限制无法做静载试验时,对于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( 承压板直径为0.8m) , 其方法见《设计规范》附录D。对于嵌岩灌注桩, 当桩端无沉渣时, 可采用岩基载荷试验( 承压板直径为0.3m) , 确定桩端岩石承载力特征值; 也可采用岩石饱和单轴抗压强度试验标准值乘以折减系数, 确定桩端岩石承载力特征值。岩基载荷试验及岩石饱和单轴抗压强度试验方法见《设计规范》附录H 与附录J, 还可以在同条件下的小直径桩的静载荷试验中, 通过桩身内力测试, 来确定端承力参数。
3、承载力施工验收检测应严格遵照《技术规范》执行
设计等级为甲级的、地质条件复杂成桩可靠性低、本地区新桩型新工艺的、挤土群桩施工产生挤土效应的, 承载力施工验收应采用静载荷试验。当有与本地区相近条件的对比验证资料时, 高应变法也可作为上述四种情况下单桩竖向抗压承载力验收检测的补充; 对于端承型大直径灌注桩受现场及设备条件限制无法做静载试验时, 可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度, 并钻取桩端持力层岩土芯样来检验桩端持力层。对于上述四种情况之外的桩基, 仍应进行承载力验收检测。验收检测的方法与数量, 可依据地基基础设计等级及现场条件, 结合当地技术条件与经验确定。这一点应引起重视。有的工程技术人员认为上述四种情况之外的桩基, 不需做承载力检验, 是不对的。对于嵌岩桩及大直径摩擦桩、预制桩, 可采用高应变法进行竖向承载力验收检测, 其中用于灌注桩时须有可靠对比验证资料; 扩底桩不应采用高应变法。《验收规范》规定, 施工前试桩如没有破坏又用于实际工程中, 应可作为验收的依据。
4、桩端持力层岩性报告替代静载荷试验是有严格条件的
人工挖孔嵌岩桩施工中, 一些建设单位为了节省造价、赶超工期, 常用桩端持力层中岩芯加工成立方体试块, 在试验室做一组强度试验, 然后就不做静载试验了。《技术规范》作为最新的技术标准, 没有这一提法;《验收规范》中也没有相关规定; 而《设计规范》的颁布又早于《技术规范》, 本文前面也论证了桩基检测的主要依据应该是后者。
1)《技术规范》及《验收规范》中, 没有相关规定,因此应该谨慎采用。鉴于《技术规范》为最新专用标准, 应该首先执行《技术规范》。
2)《设计规范》规定, 大直径嵌岩桩承载力可根据终孔时桩端持力层的岩性报告, 结合桩身质量检验报告核验。《设计规范》是一个体系, 应全面、系统地去理解。以下从岩性报告、桩身质量入手进行分析, 主要抓住两点: 终孔时桩端持力层岩性报告与桩身质量检验报告。
①《设计规范》规定, 人工挖孔桩终孔时, 应进行桩端持力层检验。单柱单桩的大直径嵌岩桩, 应视岩性检验桩底下3d 或5m 深度范围内有无孔洞、破碎带、软弱夹层等不良地质条件。人工挖孔桩应逐孔进行终孔验收, 验收重点是持力层的岩土特征。对单柱单桩的大直径嵌岩桩, 承载力主要取决于嵌岩段岩性特征及下卧层持力性状。终孔时, 应用超前钻逐孔对孔底下3d 或5m 范围内的持力层进行检验, 查明是否存在溶洞、破碎带、软夹层等, 并提供岩芯抗压强度试验报告。事实上, 大直径嵌岩桩承载力大, 一旦失效, 后果不堪设想, 所以非单柱单桩的也应该执行上述规定。
②岩性报告, 系指岩土性状的报告, 主要内容应为对持力层岩土性质的描述及鉴别, 即确定地层是否与勘察资料相符, 3d 或5m 范围内持力层是否有溶洞、破碎带、软夹层等。桩端持力层岩土性状的描述判定应有工程地质专业人员参与, 并符合《技术规范》的有关规定。对持力层的描述应包括持力层钻进深度、岩土名称、芯样颜色、结构构造、裂隙发育程度、坚硬及风化程度、取样编号和取样位置,软岩、强风化岩石等, 还可给出标准贯入等原位试验位置和结果。分层岩性应分别描述。对于中、微风化岩层应分层进行芯样单轴抗压强度试验。桩端持力层的岩石性状应根据岩土特征、岩石芯样单轴抗压强度、标准贯入等原位试验结果及岩层厚度来综合判定。
③《设计规范》规定, 直径> 800mm 的混凝土嵌岩桩, 应采用钻孔抽芯法或声波透射法进行桩身质量检测; 直径≤800mm 的嵌岩桩, 要采用钻孔抽芯法或声波透射法或可靠的动测法进行桩身质量检测。检测数量不得少于10%, 且每根柱下不得少于1根。
④《设计规范》规定, 当桩端无沉渣时, 可用岩石单轴饱和抗压强度确定承载力, 因此该方法的前提是“桩端无沉渣”。综上所述, 笔者认为只有满足了以上条件, 才能“ 根据终孔时桩端持力层岩性报告结合桩身质量检验报告核验承载力。”即终孔时用超前钻逐孔对孔底下3d 或5m 范围内持力层进行了检验, 出具了由工程地质专业人员参与试验的岩性报告, 采用钻孔抽芯法或声波透射法进行了桩身质量检验, 且已证明桩端无沉渣。工程实践中, 严格满足这四个条件的很少, 因而用岩性报告核验嵌岩桩承载力需要严肃对待和处理。个别大直径嵌岩桩既未用超前钻检验, 也未采用钻芯法或声波透射法进行完整性测试, 仅凭一组50mm×50mm×50mm 立方体岩石抗压强度试验报告就验收了。大量原型试验及现场嵌岩桩实测资料表明, 当嵌岩深度较小( < 0.5m) 、桩短而粗( L/D< 5) 、覆盖层弱、无沉渣时, 嵌岩桩才可能是端承桩。而实际工程中, 嵌岩深度一般为1~3d, 最小为0.5m, 而现行施工工艺很难保证把桩底沉渣清理干净, 因此也就无法保证嵌岩桩是端承桩。此种情况下受荷桩桩侧土阻力或岩阻力先发挥出来而造成桩侧土体岩体破坏或桩身破坏, 端阻力未充分发挥, 用桩端持力层岩性报告核验承载力也就没有了任何意义。所以采用这种方法应该慎重一些。
5、结语
桩基工程除受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工技术水平等相关因素影响而具复杂性外,桩的施工还具有高度的隐蔽性, 发现质量问题难, 事故处理难, 因此, 基桩检测工作是整个桩基工程中不可缺少的重要环节, 只有提高桩基检测工作质量和检测评定结果的可靠性, 才能确保基础与结构安全。
关键词:桩基检测; 规范; 静载荷
1、基桩检测应以现行《建筑基桩检测技术规范》( JGJ106- 2003) 为依据
《建筑基樁检测技术规范》JGJ106-2003 ( 以下简称《技术规范》) 整合了设计、验收规范及各类检测标准中的相关内容; 统一了检测数量、类别划分、评价依据、复检规则; 规定了各类检测方法的相互关系及适用范围; 强调了各种方法并用及并用时的主次关系, 使基桩检测技术更趋标准化、规范化。《技术规范》对桩基检测的规定是系统化、体系化的, 所以桩基检测应以该规范为主, 并参考《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002( 以下简称《设计规范》) 、《建筑
地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002( 以下简称《验收规范》) 执行。《技术规范》虽然是《设计规范》和《验收规范》的子规范, 但它颁布较迟, 内容更全面、权威,《验收规范》中的许多检查项目均注明“按《建筑基桩检测技术规范》执行”, 这说明执行《验
收规范》, 就必须执行《技术规范》, 其权威性是不容置疑的。它是迄今相对而言比较权威的关于桩基检测的专用标准。
2、基桩设计承载力应由竖向抗压静载荷试验确定
单桩的承载力取决于桩身质量、桩周及桩端岩土的承载力。只有静载荷试验才能同时反映桩身及岩土承载力, 也才能给出科学而准确的单桩竖向承载力特征值。设计等级为甲级和乙级的、地质条件复杂成桩可靠性低的、本地区新桩型新工艺的应进行设计试桩, 其它设计有要求的也应试桩。地基基础设计等级为丙级的建筑物, 其单桩竖向抗压承载力特征值可由静力触探及标贯试验参数确定。当受设备或现场条件限制无法做静载试验时,对于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( 承压板直径为0.8m) , 其方法见《设计规范》附录D。对于嵌岩灌注桩, 当桩端无沉渣时, 可采用岩基载荷试验( 承压板直径为0.3m) , 确定桩端岩石承载力特征值; 也可采用岩石饱和单轴抗压强度试验标准值乘以折减系数, 确定桩端岩石承载力特征值。岩基载荷试验及岩石饱和单轴抗压强度试验方法见《设计规范》附录H 与附录J, 还可以在同条件下的小直径桩的静载荷试验中, 通过桩身内力测试, 来确定端承力参数。
3、承载力施工验收检测应严格遵照《技术规范》执行
设计等级为甲级的、地质条件复杂成桩可靠性低、本地区新桩型新工艺的、挤土群桩施工产生挤土效应的, 承载力施工验收应采用静载荷试验。当有与本地区相近条件的对比验证资料时, 高应变法也可作为上述四种情况下单桩竖向抗压承载力验收检测的补充; 对于端承型大直径灌注桩受现场及设备条件限制无法做静载试验时, 可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度, 并钻取桩端持力层岩土芯样来检验桩端持力层。对于上述四种情况之外的桩基, 仍应进行承载力验收检测。验收检测的方法与数量, 可依据地基基础设计等级及现场条件, 结合当地技术条件与经验确定。这一点应引起重视。有的工程技术人员认为上述四种情况之外的桩基, 不需做承载力检验, 是不对的。对于嵌岩桩及大直径摩擦桩、预制桩, 可采用高应变法进行竖向承载力验收检测, 其中用于灌注桩时须有可靠对比验证资料; 扩底桩不应采用高应变法。《验收规范》规定, 施工前试桩如没有破坏又用于实际工程中, 应可作为验收的依据。
4、桩端持力层岩性报告替代静载荷试验是有严格条件的
人工挖孔嵌岩桩施工中, 一些建设单位为了节省造价、赶超工期, 常用桩端持力层中岩芯加工成立方体试块, 在试验室做一组强度试验, 然后就不做静载试验了。《技术规范》作为最新的技术标准, 没有这一提法;《验收规范》中也没有相关规定; 而《设计规范》的颁布又早于《技术规范》, 本文前面也论证了桩基检测的主要依据应该是后者。
1)《技术规范》及《验收规范》中, 没有相关规定,因此应该谨慎采用。鉴于《技术规范》为最新专用标准, 应该首先执行《技术规范》。
2)《设计规范》规定, 大直径嵌岩桩承载力可根据终孔时桩端持力层的岩性报告, 结合桩身质量检验报告核验。《设计规范》是一个体系, 应全面、系统地去理解。以下从岩性报告、桩身质量入手进行分析, 主要抓住两点: 终孔时桩端持力层岩性报告与桩身质量检验报告。
①《设计规范》规定, 人工挖孔桩终孔时, 应进行桩端持力层检验。单柱单桩的大直径嵌岩桩, 应视岩性检验桩底下3d 或5m 深度范围内有无孔洞、破碎带、软弱夹层等不良地质条件。人工挖孔桩应逐孔进行终孔验收, 验收重点是持力层的岩土特征。对单柱单桩的大直径嵌岩桩, 承载力主要取决于嵌岩段岩性特征及下卧层持力性状。终孔时, 应用超前钻逐孔对孔底下3d 或5m 范围内的持力层进行检验, 查明是否存在溶洞、破碎带、软夹层等, 并提供岩芯抗压强度试验报告。事实上, 大直径嵌岩桩承载力大, 一旦失效, 后果不堪设想, 所以非单柱单桩的也应该执行上述规定。
②岩性报告, 系指岩土性状的报告, 主要内容应为对持力层岩土性质的描述及鉴别, 即确定地层是否与勘察资料相符, 3d 或5m 范围内持力层是否有溶洞、破碎带、软夹层等。桩端持力层岩土性状的描述判定应有工程地质专业人员参与, 并符合《技术规范》的有关规定。对持力层的描述应包括持力层钻进深度、岩土名称、芯样颜色、结构构造、裂隙发育程度、坚硬及风化程度、取样编号和取样位置,软岩、强风化岩石等, 还可给出标准贯入等原位试验位置和结果。分层岩性应分别描述。对于中、微风化岩层应分层进行芯样单轴抗压强度试验。桩端持力层的岩石性状应根据岩土特征、岩石芯样单轴抗压强度、标准贯入等原位试验结果及岩层厚度来综合判定。
③《设计规范》规定, 直径> 800mm 的混凝土嵌岩桩, 应采用钻孔抽芯法或声波透射法进行桩身质量检测; 直径≤800mm 的嵌岩桩, 要采用钻孔抽芯法或声波透射法或可靠的动测法进行桩身质量检测。检测数量不得少于10%, 且每根柱下不得少于1根。
④《设计规范》规定, 当桩端无沉渣时, 可用岩石单轴饱和抗压强度确定承载力, 因此该方法的前提是“桩端无沉渣”。综上所述, 笔者认为只有满足了以上条件, 才能“ 根据终孔时桩端持力层岩性报告结合桩身质量检验报告核验承载力。”即终孔时用超前钻逐孔对孔底下3d 或5m 范围内持力层进行了检验, 出具了由工程地质专业人员参与试验的岩性报告, 采用钻孔抽芯法或声波透射法进行了桩身质量检验, 且已证明桩端无沉渣。工程实践中, 严格满足这四个条件的很少, 因而用岩性报告核验嵌岩桩承载力需要严肃对待和处理。个别大直径嵌岩桩既未用超前钻检验, 也未采用钻芯法或声波透射法进行完整性测试, 仅凭一组50mm×50mm×50mm 立方体岩石抗压强度试验报告就验收了。大量原型试验及现场嵌岩桩实测资料表明, 当嵌岩深度较小( < 0.5m) 、桩短而粗( L/D< 5) 、覆盖层弱、无沉渣时, 嵌岩桩才可能是端承桩。而实际工程中, 嵌岩深度一般为1~3d, 最小为0.5m, 而现行施工工艺很难保证把桩底沉渣清理干净, 因此也就无法保证嵌岩桩是端承桩。此种情况下受荷桩桩侧土阻力或岩阻力先发挥出来而造成桩侧土体岩体破坏或桩身破坏, 端阻力未充分发挥, 用桩端持力层岩性报告核验承载力也就没有了任何意义。所以采用这种方法应该慎重一些。
5、结语
桩基工程除受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工技术水平等相关因素影响而具复杂性外,桩的施工还具有高度的隐蔽性, 发现质量问题难, 事故处理难, 因此, 基桩检测工作是整个桩基工程中不可缺少的重要环节, 只有提高桩基检测工作质量和检测评定结果的可靠性, 才能确保基础与结构安全。