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岩土研究院

桩基工程设计关键点——试桩

4334 2023-03-20 14:38:29

建筑基础设计是结构设计中重要组成部分,关系着上层建筑的安全和稳定。地产高周转时代,为了快速达成预售节点,项目往往忽略了前期试桩这一过程,仅依靠勘察、设计与施工的常规经验进行工程桩基和复合地基的设计与施工,导致后期存在桩基和复合地基承载力不满足、施工质量不达标的风险。

一、试桩目的

1.通过试桩,验证勘察报告中所提的设计参数是否合理,为基础设计提供准确、可靠的设计依据,确保所选桩型的可行性与安全性、提升基础设计的经济性;

2.通过试桩,验证桩基施工的可行性,确定最佳施工方案和关键工序的控制要点,确保后期工程桩的施工质量。


二、试桩的适用范围

(一)根据《建筑地基基础设计规范》、《建筑基桩检测技术规范》和《建筑桩基技术规范》的相关规定及相关项目经验,以下项目应提前进行试桩工作:

1.基础设计等级为甲级的建筑桩基;

2.无相关试桩资料可参考的设计等级为乙级的桩基;

3.地基条件复杂、基桩施工质量可靠性低;

4.本地区采用的新桩型或采用新工艺成桩的桩基。

(二)当桩基设计等级为乙级,且项目场地周边有可靠的相同条件桩型(桩径、桩长、桩间距、单桩/复合承载力特征值相近)的检测资料和施工经验时,可以不再试桩,但须提前与勘察单位、施工图设计单位、桩基施工单位沟通。


三、试桩流程

试桩工作应在项目建筑方案确定、基础初步选型、地勘中间报告完成后进行。

首先,沟通设计单位根据地勘中间报告提供试桩图;

其次,项目部组织桩基施工单位编制试桩施工方案、桩基检测单位编制试桩检测方案,同时要求施工图设计单位、勘察单位、监理单位对方案复核确认;

最后,完成试验桩施工、检测工作,确保试验桩施工质量可靠、检测结果准确。

根据试桩报告,组织基础论证会,根据勘察报告和基桩检测结果,修正勘察报告中的岩土力学指标和桩基设计参数,确定最终基础形式。


四、试桩图技术要求

(一)试桩图技术要求

1.设计单位应根据勘察中间报告、基础方案比选情况以及施工现场情况出具试桩图,图纸应包括试验桩设计要求、施工和检测要求以及试验桩位置等。

2.设计要求应明确:桩型、有效桩长、桩径、桩间距、检测桩顶标高、桩端持力层、进入桩端持力层的深度、桩身垂直度和特殊地质条件下的其他要求等。同一组试验桩应保证地基条件、桩长相近,桩端持力层、桩型、桩径、成桩工艺相同,基桩数量不应少于3根,宜为4根。

3.施工和检测要求应明确:成桩工艺、施工记录准确完整、试验桩检测时间和检测方法、预计可能达到的单桩极限承载力标准值、承载力检测加载分级等。

4.试桩图中应给出试验桩的定位;试验桩位置的选择应具有代表性,宜避开主楼和其他特殊地上建筑物5m以上,选择地质情况较不利的位置。

5.设计单位应根据预计可能达到的单桩极限承载力标准值确定试验桩的桩身强度,并预留一定安全富余量;不能因为试验桩桩身极限承载力不足而影响桩的承载力的确定,避免造成浪费。

(二)常用桩基的其他要求

1.CFG桩复合地基

试桩图应明确基底持力层、基底持力层承载力特征值、单桩和复合地基承载力特征值、CFG桩混凝土强度等级等内容。

CFG试验桩施工时应高出设计标高不少于0.5m。

应对CFG桩单桩进行静载荷试验;如有必要,可对CFG桩复合地基进行静载荷试验。

试桩图中应提醒,在基桩检测时,开挖和截桩应采取可靠措施,不得造成桩身破坏或桩间土扰动,同时应对桩头采取可靠的保护措施。

2.高强预应力混凝土管桩

试桩图应明确高强预应力混凝土管桩种类(即A型、AB型、B型还是C型)、混凝土强度等级、壁厚、接桩要求、是否采用桩尖及桩尖类型等内容。

沉桩的控制深度应根据地质条件、贯入度、压桩力、设计桩长、标高等因素综合确定。当桩端持力层为一般土层时,应以标高控制为主,贯入度、压桩力控制为辅;当桩端达到坚硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土及风化岩时,应以贯入度、压桩力控制为主,标高控制为辅。

采用锤击法沉桩时,宜“重锤轻击”,试桩图应给出每根桩最大总锤击数、最后1m最大沉桩锤击数和最后三阵贯入度的要求;采用静压法沉桩时,试桩图应给出最大压桩力和复压要求。

试桩图中应提醒,在基桩检测时,桩头应采取可靠的保护措施。

3.灌注桩

试桩图应明确灌注桩成桩工艺、桩身混凝土强度、钢筋型号、桩身配筋、是否采用后注浆及注浆终止条件等内容。

灌注桩超灌高度宜为0.8~1.0m,凿除泛浆后须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

试桩图中应提醒,在基桩检测时,桩头应采取可靠的保护措施。

4.载体桩

试桩图应明确载体桩持力层、被加固土层、桩身类型、载体(填料)要求、三击贯入度和成桩工艺等。当桩身采用现浇混凝土时,应给出混凝土强度、配筋要求等;当桩身采用高强预应力管桩时,应明确拟采用管桩的相关要求。

5.高压喷射扩大头抗浮锚杆

当建筑物需要采用抗浮锚杆抵抗水浮力时,应首选高压喷射扩大头抗浮锚杆;当其无法适用时,可采用其他类型锚杆。

抗浮锚杆的极限抗拔设计承载力应通过现场试验确定。

抗浮锚杆试桩图应明确锚杆持力层及进入深度、锚固段孔径和长度、扩体段直径和长度、锚杆间距、锚杆钢筋类型和保护层厚度、灌浆体材料要求、防腐构造等级、施工工艺参数等,并给出锚杆节点构造图和剖面图。

抗浮锚杆承载力荷载试验的加载量不应小于锚杆承载力特征值的2倍,加载方式应采用分级循环加载法。


五、试验桩检测要求

1.试验桩在施工完成后,应进行桩身完整性和单桩承载力检测。桩身完整性检测应在承载力检测之前,且当确定为Ⅰ类或Ⅱ类桩后,才可进行单桩承载力检测。

2.一般情况下,可采用低应变法检测混凝土桩的桩身完整性,判定桩身的缺陷程度及位置。对于桩长超长、桩身截面多变且变幅较大或桩身存在多处缺陷的混凝土桩,应采用其他方法辅助验证低应变检测的有效性。当采用低应变法检测时,受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%,且不应低于15MPa。

3.桩身完整性检测和承载力检测,应在基坑开挖至基底设计标高后进行, 基桩检测时桩周土应挖除。

                   

4.承载力检测应采用破坏性试验,以便最大限度的了解基桩的极限承载力,提高基础设计的经济性。

5.检测单位根据试桩图中所提的预计可能达到的单桩极限承载力标准值进行配重检测。试验加载分级一般为10~15级,当设计对单桩承载力有较高或较精确的要求时,可适当增加分级数量。

6.试验桩检测时间应按照试桩图中的要求,充分考虑岩土体的休止时间和混凝土的龄期。尤其对于高强预应力混凝土管桩,后期极限承载力既可能随土体固结逐渐增加,也可能随孔隙水压力的消散而减小。