大直径钻孔灌注桩高应变检测技术问题浅析

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摘要：随着大直径钻孔灌注桩的广泛应用，越来越多的检测人员探讨采有高应变法检测其单桩承载力及桩身完整性的技术问题。本文在分析检测数据的基础上，总结了高应变法检测大直径灌注桩的适用性，提出锤重对检测结果的影响，并指出只有重视高应变检测中的各个环节才能保证检测结果的准确性。

关键词：高应变，土阻力，锤重

中图分类号：C35文献标识码： A

近些年，随着我国城市建设的飞速发展，超高层建筑日益增多。为提高单桩承载力，大直径超长钻孔灌注桩被大量应用。尤其在滨海地区的超高层桩基项目，多采用桩桩径大于1m桩长达百米的钻孔灌注桩。因这类桩的承载力较高[1]，采用堆载法或锚桩法进行单桩抗压静载试验的成本高，耗时长。故试桩的静载试验成为很多超高层建设项目棘手的问题。

在静载试验无法满足实际工程需求的情况下，随着高应变法检测的广泛应用，很多检测人员都在对采用高应变法检测大直径超长钻孔灌注桩的技术问题进行研究。主要问题是高应变法检测大直径钻孔灌注桩的适用性，锤击能量是否能充分激发岩土阻力。

一、高应变法检测大直径钻孔灌注桩的适用性

高应变法由于其快捷、成本低等优点广泛应用于建筑基桩单桩承载力和桩身完整性的检测[2]。对于大直径灌注桩，《建筑基桩检测技术规范中》JGJ106-2014中建议不宜采用高应变法检测。因为多数大直径灌注桩通常Q-s曲线多呈缓变型，中下部土层侧阻力及端阻力发挥所需的位移很大。而多数检测单位所用锤的重量有限，激发的能量不能使土阻力充分发挥[3]，得到的承载力明显低于单桩极限承载力。随着大直径钻孔灌注桩的大量应用，很多建筑项目出于工期、场地限制等原因都尝试对大直径灌注桩进行静载试验与高应变法检测的对比试验。

在南京、天津等地的超高层建筑项目，根据房地产开发商的委托一些检测单位通过特制组合锤、加大锤重及落距的方法对大直径灌注桩进行静、动对比试验。如天津河北区君临大厦项目，该项目基桩采用桩径1米，桩长78米的钻孔灌注桩，设计单桩极限承载力18000kN。受开发商委托天津市地基检测中心对试桩进行静、动对比试验。为此检测单位专门特制高应变锤，重达20T，通过采用柔性锤垫增大桩顶荷载的作用时间以及提高落距来激发桩中下部及桩端土阻力。该项目静载试验检测结果表明各试桩单桩承载力均不小于18000kN，见表1。高应变法检测结果表明桩下部及桩端阻得到发挥，单桩承载力测试值均大于18000kN,见表2。通过静、动对比可以看出，本项目高应变法检测达到预期目的。

表1君临大厦主楼单桩抗压静载试验检测结果

表2 君临大厦主楼高应变法检测结果

笔者认为高应变检测大直径灌注桩从资料收集到现场检测截面的选择，传感器的安装、锤重、落距以及实测数据信号的舍取等各个环节都应做到有的放矢。只要积累大直径灌注桩现场测试、分析经验，同时参考相近条件下的可靠对比验证资料，就可选择性对大直径灌注桩进行高应变检测。

二、锤重对检测结果的影响

因大直径超长桩单桩承载力较高，要完全充分激发土阻力要求较高激振能量。因此锤重的选择对检测结果的影响不容忽视[4]。笔者在天津海天湾项目进行了不同锤重的高应变法检测对比试验，该项目基桩采用直径1米，桩长40米钻孔灌注桩，设计单桩极限承载力7500kN。静载试验结果表明单桩极限承载力为8250kN。高应变对比试验分别采用8T和12T锤对同一根桩进行检测。通过分析对比，采用8T锤检测因不能充分激发桩中下部及端阻力，得到的单桩承载力明显偏低；而采用12T锤得到的单桩承载力提高较多，与静载试验结果相差不大。见表3

表3海天湾项目不同锤重高应变法检测结果对比

从以上实验数据可以看出锤重（锤重能量）对高应变法检测结果的影响，故对大直径灌注桩高应变检测时不能仅根据规范的最低要求（锤重与单桩抗压承载力特征值比值不小于0.02）选择锤重，而要根据桩身阻抗及单桩承载力酌情增大锤重。

高应变检测时选择锤重应考虑以下因素：

①检测承载力及桩的承载性状的影响。桩承载力越大，锤越重；承载力构成中端阻力比例越大，则要求锤重越重；

②桩长的影响。桩越长，应力波在传播过程中的衰减越快，桩中下部及端阻力越难激发，因而要求锤越重。

③桩径的影响。桩径越大，桩与锤的匹配能力下降，要求锤重越高。

④提倡“重锤低击”，虽然可以通过加大落距提高锤击能量，但易打碎桩头[5]。

岩土阻力的激发程度，和桩在土中的位移有关。一般认为，高应变检测中桩顶终止位移超过2.5mm时，才能激发岩土对桩的总阻力。测试时如果锤重偏小，锤击贯入度过低，锤击能量不够，桩侧或桩端土未完全激发出来，得到的桩承载力将低于单桩极限承载力。故对大直径钻孔灌注桩高应变检测锤重应根据试桩阻抗、单桩承载力及岩土阻力分布等性状慎重选择。

三、结论

（1）对有本地区相近条件下可靠对比验证资料的项目，可通过选择合适锤击设备、改进锤垫，选择性对大直径灌注桩进行高应变法检测。

（2）高应变法检测时，为充分发挥大直径灌注桩中下部及桩端土层阻力，应大幅提高锤重，验证锤击激发效果后进行检测。

（3）大直径灌灌桩高应变法检测时，检测人员只有重视从资料收集到现场检测截面的选择，传感器的安装、锤重、落距以及实测数据信号的舍取等各个环节，才能减小高应变法检测结果的误差，为工程桩基设计、验收提供技术依据。

参考文献

[1]JGJ94-2008 建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]陈凡，徐天平等.基桩质量检测技术[M].北京:建筑工业出版社，2003

[3] JGJ106-2014 建筑基桩检测技术规[S]. 北京:中国建筑工业出版社，2014.

[4] 广东省建筑科学研究院 特大型组合重锤研制及其高应变动力试桩技术研究课题报告[R]， 广东：2005

[5]李丽萍. 大直径钻孔灌注桩高应变动力检测技术研究及推广应用[C] 北京：2006

作者简介：海宝权(1982-)，男，本科，工程师，从事基桩检测，岩土勘察