佛山市南海第二建筑工程有限公司
摘要:由桩和连接桩顶的桩承台(简称承台)组成的深基础(见图)或由柱与桩基连接的单桩基础,简称桩基。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中,桩基础应用广泛。
关键词:桩基静载检测;常见问题;处理措施
一、桩基静载检测技术
(1)静载荷试验
桩基静载测试技术是随着桩基础在建筑设计中的使用越来越广泛而发展起来的。新中国成立以后,桩基静载测试技术就逐步发展起来。传统静载荷试验采用手动加压、人工操作、人工记录的方式进行。到了20世纪80年代以后,随着改革开放的脚步,基本建设规模的逐年加大,特别是灌注桩在工程上的广泛应用,我国的桩基静载测试技术也进入了一个全新的发展时期。至今,桩基静载试验作为一项方法成立,理论上无可争议的桩基检测技术。
(2)低应变处理
20世纪80年代,以波动方程为基础的低应变法进入了快速发展期,各种低应变法在基础理论、机理、仪器研发、现场测试和信号处理技术、工程桩和模型桩验证研究、实践经验积累等方面,取得了许多有价值的成果。
(3)高应变应用
我国的高应变动力试桩法研究是起于20世纪80年代中后期,到90年代初期已有相关的软硬件,实际应用效果已不弱于国外,在灌注桩检测桩基动测方面,国产仪器和软件业已达到国际先进水平,有的方面显示出中国特色。
(4)声波透射法
混凝土灌注桩的声波透射法检测是在结构混凝土声学检测技术基础上发展起来的。到20世纪70年代,声波透射法开始用于检测混凝土灌注桩的完整性。
(5)钻孔取芯法
20世纪80年代钻孔取芯法主要应用于钻孔灌注桩的检测,同时在技术条件成熟的地区也用在检测地下连续墙的施工质量。钻芯法是一种微破损或局部破损的检测方法,具有科学、直观、实用等特点。
二、桩基静载检测常见问题及处理方法
堆载过程中,体积较大或堆载量较低会影响堆载中心控制,导致堆载平台偏心较大。检测时,在没有达到目标吨位时平台被向上顶动导致堆载平台的两支墩局部悬空,压力难以上加无法继续检测。若没有偏心,停止加载则可能造成平台坍塌。堆载平台检测过程中,尤其是较大盾尾堆载实验需要有详细的实验计划。堆载反力装置需做好重物中心对应平台中心及试桩桩头控制。
(二)基准桩可靠性问题
基桩静载荷检测时,通过位移传感器测量桩顶,基准桩可靠性是主要环节。堆载过程的重量对地表形成的附加压力可能影响基准桩稳固性,尤其是较大承载堆载实验,即使达到试验桩、基准桩之间的距离超过4d在2m内,堆载也可能导致支撑墩下沉,降低基准桩稳固性。针对这一问题,以周围建筑工程的工程桩为基准桩,建议使用的工程桩较少,其他条件设置的基准桩设置较浅会受到地表土影响,因而要求工作人员做好基准量的沉浮量控制。
(三)主梁压实千斤顶问题
基桩静载检测主要采用堆载法。桩基静载测量时,基坑如果处于地质较软的粉质粘土层,因为桩顶上端荷载较大容易产生墩下沉。堆载完成检测施工准备阶段,主梁借助千斤顶力量将荷载压至桩顶。实践证明,410kN前各级荷载影响下桩顶的沉降量较小,检测前桩顶可能出现下沉,该部分沉降未记录,尽管实验后期各级沉降量处于正常标准,但也缺少对整体沉降量控制。
(四)堆载与实验问题
一边堆载一边实验有助于解决主梁压实千斤顶问题,不过要注意采用该种方法不仅要做好安全性控制,还要注意方法应用。伴随着堆载架重物的增加,重力是由主梁直接反压到千斤顶导致内压力升高,顶力增加。由于加压测量与千斤顶油路影响,作用在桩顶时导致桩身快速下沉,而桩基压力表参数正常。油压超过千斤顶压力后,压力从单向阀传递给千斤顶直至压力稳定,该过程压力表检测的压强与千斤顶压强像提供。反之,油泵停压后千斤顶内部油压锁定,压力难以传输到油管导致千斤顶活塞顶端反压提高,桩顶压力增加,此时压力表参数无明显变化,荷载量过大或过小。
三、锚桩法常见问题及处理方法
第一,锚桩抗拔力。在实际工程建设过程中,一些业主为节约经济投入而选择工程桩取缔实验锚桩,应用前未做好锚桩抗拔力计算导致钢筋过度牵拉,锚桩系统内锚固力分配不当,加载过程中锚桩过度上拔造成局部钢筋断裂。第二,锚桩钢筋脱焊。检测工作对工作人员专业水平要求较高,但在实际检测过程中很多工作人员技术水平不高或材料质量问题影响焊接效果。当加载达到一定压力后,锚桩桩头主筋连接位置焊点开裂导致钢筋和锚桩作用的反力架坍塌,设备受损严重,检测失败甚至酿成安全事故。针对这一问题,需要在施工时做好钢筋选择,建议选择比锚桩主筋大一号的钢筋作拉筋人工焊接的长度在10--16cm之间,加压荷载较大的检测需采取两面焊接。
四、处理方案
第一,做好荷载分布控制。结合上端结构分布和荷载状态对各地区的复合地基置换率、地基承载力展开控制,降低差异沉降,遵循变刚度调平设计原则。结合建筑工程承载和地基反力分布调整,分别在井筒、主楼结构柱等承重较大的竖向构件采取桩底后注浆技术。这种方法有助于提升地基承载力,保证地基安全。第二,桩间加固方案。针对基底软土较多区域多采用桩间土注浆形式稳固,该种方法有助于提升基底局部软弱图层承重力,调节地基刚度与均匀性,降低地基变形、调整差异沉降、保证开挖稳定。局部抗浮锚桩竖向承压方法与刚性桩复合地基有较大不同。设计过程中需采取较短桩长,桩端和坚硬的层顶距离保持在2m以上。受压过程中,锚桩受力主要以摩擦为核心。对锚桩竖向支撑刚度降低有助于沉降差异控制,调节锚桩和地基环境便于地基基础总体变形控制。建筑主体和裙楼、地下室区域设计沉降后浇带能够控制差异沉降,提升后浇带两端筏板。
结语:
伴随着建筑工程的快速发展,对建筑地基基础提出了严格要求。桩基作为基础形式现已在建筑施工中得到了广泛应用。桩基静载检测是检验桩基承载力最有效的方法,其原理是对试验桩施加持续承载并记录荷载、位移、时间,确定桩最大承载力。
参考文献:
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