扩底抗拔桩静拔试验施工检测探讨

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摘要：扩底抗拔桩与等截面无扩底抗拔桩的承载力设计有着显著区别，扩底抗拔桩可以大幅度提高桩的抗拔能力。单桩竖向抗拔力检测，是为了验证施工过程中抗拔桩是否达到设计要求的扩底抗浮效果。根据基桩检测规范，本文结合工程实例，探索出扩底抗拔桩检测的科学方法、严谨工作流程。通过试验，分析了扩底抗拔桩抗浮作用机理，得到了扩底抗拔桩的上拔规律。从其检测方案确定为切入点，总结出评定结果，为类似工程桩体静拔检测应用提供借鉴。

关键词： 扩底抗拔桩；挖孔；承载力；试验；检测控制

引言

近年来，随着城市轨道交通建设的高速发展，城市建设用地越来越少，地下空间的开发和利用成为发展的必然趋势。大量地铁车站与上部商业建筑设计相结合，基本为地下1-2层、地上1-3层，由于建筑高度较高，使地下结构抗浮问题变得非常突出。目前，扩底抗拔桩因其单桩抗拔承载力大、质量易于保证、施工速度快、无噪音，具有：缩短桩长、减少桩数、节约投资等特点；但因其承载力相对较大，设计一般在1000KN—8000KN，且底板下抗拔桩为工程实体桩不容许破坏。如何保证检测结果实现设计意图，且抗拔过程中不对桩体造成破坏，成为检测难点。笔者以长沙地铁GD车站底板抗拔桩为案例，就其检测流程、方法、结果评定等各个环节入手，探索总结出扩底抗拔桩检测的科学方法。

1 工程概况

2 检测方案及实施

1.检测依据

（1）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）；（2）.《铁路工程基桩检测技术规程》〔TB10218-2008〕；（3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）； （4）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202-2002）；

（5）委托方提供的有关基础设计资料。

2.检测内容

1通过低应变动测对试验桩完整性进行检测，以确定试验桩的完整性和可靠性。

2.测试单桩竖向抗拔值，是否满足单桩竖向抗拔承载力特征值。

3.测定单桩竖向荷载作用下的荷载和变形。

4.检验成桩工艺及质量控制。

3.检测流程

①依据甲方提供的资料作出检测设计，提供检测方案供甲方审批；

②依据检测方案要求，组织开挖准备，使场地满足试验要求；

③具备试验条件后，通知乙方进场；

④填写检测现场情况调查表，由甲方、监理、施工签字认定试验现场会签表；

⑤乙方按规范和要求组织试验作业并记录；

⑥作业中异常情况及时通报甲方或监理；

⑦试验结束通知甲方或监理转入下道工序或组织设备撤离试验现场；

⑧全部试验结束后乙方对资料进行整理，3日内提交中间性检测成果通知单；

⑨全部工作结束10日内提交本工程检测成果报告；

⑩甲方组织成果报告验收和评审。

4.检测数量

5.单桩竖向抗拔静载试验

钻孔成孔后应先进行孔径、垂直度检测，测试孔壁稳定性及沉渣厚度。试验前首先对试验桩进行低应变动测（原理略），以确定试桩完整性。

5.1 试验装置与仪器设备

本次试验使用天然地基提供支座反力（见图1）。

试验通过天然地基提供支座反力，用液压千斤顶在反力梁上逐级加压，用位移传感器测读每级荷载的上拔量。加载、补压、控载、判稳及测读记录沉降量的全部工作均由RS-JVB型静力载荷测试仪自动控制完成。

5.2 试验方法

采用慢速维持荷载法测试单桩竖向抗拔极限承载力标准值。试验设计最大加载量见表1。加载分15级进行，采用逐级等量加载，分级荷载为最大加载量的1/16，其中第一级取分级荷载的2倍，具体加载量见表2。

每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶上拔量，以后每隔30min读一次。当一小时内的桩顶上拔量不超过0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min 开始，按1.5h连续三次每30min 的沉降观测值计算），即可加下一级荷载。

卸载分8级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的2倍。卸载时，每级荷载维持1h，按第15、30、60 min测读桩顶上拔量后，即可卸下一级荷载。卸载至零后，应测读桩顶残余上拔量，维持时间为3h，测读时间为第15、30min，以后每隔30min测读一次。

每根桩静拔检测，累计用时24小时（加载16小时、卸载8小时）。

5.3 终止试验条件

当出现下列情况之一时终止加载：

（1）在某级荷载作用下，桩顶上拔量大于前一级上拔荷载作用下的上拔量5倍。

（2）按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过100mm时。

（3）按钢筋抗拉强度控制，桩顶上拔荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍。

（4）当加载至设计要求的最大上拔荷载值但不满足以上3条规定时，可继续加载2级，加载2级后仍不满足以上3条规定时，可终止加载。

5.4 单桩竖向抗拔极限承载力的确定

按《建筑基桩检测技术规范》4.4条、5.4条的规定对单桩竖向抗拔静载试验的数据进行整理分析，确定单桩竖向抗拔极限承载力及承载力特征值，或根据设计要求的最大上拔量确定。

3 抗拔试验检测结果及评定

以加载力7020KN的基桩为例进行结果分析，根据检测结果绘制U-δ曲线图，总上拔量为15.552mm，卸载后累计下沉量为12.220mm，回弹率78%，残余上拔量仅为2.332mm

4 检测控制要点

1.质量控制措施

（1）受检桩在养护28天或强度达到设计要求（桩土休止时间不少于20天）后方可进行检测，要有同条件试块并进行抗压实验。技术要求如下：

①受检桩应保持桩头平整；②桩顶应与设计标高一致；③反力梁与桩体预埋钢筋的连接工作需由施工方在试验前完成；④每个载荷试验点需清理出5×8m的平整场地并进行围毕，闲杂人等不得入内。

（2）选择有资质的第三方检测单位完成本项目的现场检测和报告编写，检测人员持证上岗；所有上岗人员工作要认真负责，确保原始数据真实可靠。现场检测人员要及时处理和解决有关技术问题，并经常和甲方、监理联系沟通。

（3）严格执行国家和行业有关的规范、规程、规定等技术标准及经监理或委托方同意的检测方案。

（4）所有检测设备均处于良好工作状态，所有计量器具均在检定有效期内。

（5）检测报告要论述准确，真实反映现场检测所形成的技术资料。

2.安全控制措施

（1）现场检测人员即为现场安全员，全面负责工地安全工作，确保人身、仪器设备安全，检测封闭区域，闲杂人等不得入内。

（2）现场检测工作开始前，必须对所有现场工作人员进行安全教育，严格遵守工地的安全规章制度，服从安全人员的领导。

（3）保证电压稳定，试验期间不断电，停电需提前通知；夜间试验要有足够的照明，恶劣天气应停止作业。

（4）做好意外情况应急处理工作，出现试验结果不合格、长时间停电、仪器设备出现故障等情况，要及时向公司负责人汇报，必要时终止试验。

5 小结

通过低应变、静拔试验检测的结果评价，表明我单位所施工的所有抗拔桩的桩身砼完整性、地基承载力均满足设计要求。单桩静拔荷载试验耗时长、费用高，但其直观性和可靠性是其它检测方法无法比拟的。扩底抗拔桩施工中，开孔成型后应首先入孔检查底部扩大头是否按照设计尺寸开挖支护及布设底网钢筋，监控混凝土浇灌工艺是否合理，整个施工都必须严格控制，并且掌握桩缺陷的原因及提前制定防治措施，这样才能对砼桩质量进行有效的控制，从而达到承载力满足设计的目的。

参考文献

[1]建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003），中国建筑科学研究院主编。北京：中国建筑工业出版社，2003

[2]桩基工程手册，桩基工程手册编写委员会，北京：中国建筑工业出版社，2003

[3]王小兵，桩基静载试验中常见问题及处理对策，江西煤炭科技， 2003.NO3

[4]陈凡，徐天平，基桩质量检测技术，北京：中国建筑工业出版社，2005