张少朋
北京环安工程检测有限责任公司 100020
摘 要
对某地铁车辆段大吨位钻孔灌注桩进行单桩承载力检测，试验桩在加载至12600kN时Q~S曲线发生陡降破坏，不满足设计要求。结合地质资料、施工记录、通过静载数据比对、分析静载试验数据，推断桩身可能存在结构性问题。经过开挖验证，证明推断无误。
关键词：桩身强度，后注浆，偏心受压，承载力
一、概况
某地铁车辆段运用库项目，基础形式采用钻孔灌注桩基础，桩基设计等级为一级，桩身参数：桩长38m，桩径800mm，混凝强度C45，桩身采用后注浆技术，分别在桩侧8m、18m、28m，桩端38m位置进行后注浆。单桩承载力特征值为7000kN，桩端持力层为细中砂⑦1层、粉细砂⑦2层。
135#桩经过低应变法和声波透射法桩身完整性检测，桩身完整为Ⅰ类桩。随后进行桩帽浇筑，待混凝土强度达到试验要求后进行单桩竖向抗压静载试验，按照《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014[1]分9级加载，拟设定最大加载值为14000kN。加载至第8级时Q~S曲线发生陡降，根据《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014[1]，135#桩的单桩竖向抗压极限承载力值为11200kN。经过现场初步勘察发现：桩帽完好未发生明显破坏，因桩帽以下已经进行垫层施工，故暂时无法直观判断产生承载力不足的原因。
二、对试验结果分析
1、承载力验算
勘察报告地层情况和后注浆增强系数见表2.1
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计算得桩身承载力极限值为14560kN，满足规范要求。
2、后注浆情况分析
根据《建筑桩基技术规范》JGJ 9-2008[2]中6.7.4条进行验算：
计算得后注浆量应大于等于3.2吨，注浆压力宜为1~10MPa。经过调取施工单位的施工记录得到注浆压力和方量为：桩侧8m注浆水泥用量0.7吨，注浆压力5MPa，桩侧18m注浆水泥用量0.6吨，注浆压力5MPa，桩侧28m注浆水泥用量0.6吨，注浆压力5MPa，桩端注浆水泥用量1.7吨，注浆压力为5MPa。总水泥用量为3.6吨，满足规范要求。
3、桩身强度分析
根据《建筑桩基技术规范》JGJ 9-2008[2]中5.8.2条进行验算：
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参考《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010[3]中4.1.4条取值为21.1MPa。
可得单桩竖向承载力特征值为7420kN，则单桩竖向承载力极限值为14840kN，满足规范要求。经过调取施工单位混凝土浇筑记录，证明混凝土标号和方量均满足设计要求。
4、静载数据比对
库区共布桩4258根，根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011[4]取总桩数1%进行单桩静载荷试验，检测43根同型号、同标高的试验桩。考虑到可能会有地层突变或地下暗流等其他影响因素，故参考135#桩的临近试验桩的静载试验数据进行比对。分别采取了133#、136#、138#这三根试验桩进行横向分析，试验桩相对位置见图2.1。133#、136#、138#三根桩在最大加载值下沉降分别为19.69mm、15.96mm、24.85mm，Q~S沉降曲线平缓光滑，均没有出现比例界限，三根试验桩的单桩承载力特征值取极限值的一半，为7000kN。排除地层突变和地下水的影响。
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据此初步判断桩身浅部出现弯折断裂，但是经过桩身强度分析发现该桩混凝土强度满足要求，不存在受压破坏可能性，于是考虑桩帽施工质量出现问题，就此情况提出两种架设：假设一：灌注桩帽是混凝土与试验桩没有完全胶结存在裂隙，类似于浅部断桩，连接面因受压而发生溃坏；假设二：因桩帽施工时垫层已经施工完毕，所以考虑灌注桩桩帽浇筑位置出现偏差，造成偏心受压。
三、对分析结果进行验证
考虑是桩帽施工质量出现问题，于是向施工单位提出浅部开挖验证，开挖情况见图3.1。经过开挖发现桩帽与桩头连接位置出现约50%的偏差混凝土受力面积缩小至桩径70%，根据桩身强度验算，单桩竖向承载力极限值为10388kN，基本符合试验结果，证实假设二猜测。
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图3.1
四、处理措施
经过总包、监理商榷，对135#试验桩桩帽重新浇筑并复测承载力。复测结果合格。复测静载试验情况见图4.1。经过重新试验，135#试验桩在14000kN的荷载下沉降为17.12mm，结果合格，证实135#桩承载力复合设计要求，首次试验不合格原因为桩帽施工质量问题。
结 论
单桩静载试验耗时长，费用高，但其直观性和可靠性是其他测桩方法无法比拟的。作为检测工作人员在严格执行国家规范的同时。针对特殊情况，遇到特殊的问题，必须认真研究和加以解决，才能更合理的利用单桩静压试验，客观地、科学地反映桩基工程的特性，为建设工程服务。
参考文献
[1]《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014
[2]《建筑桩基技术规范》JGJ 9-2008
[3]《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010
[4]《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011