C、大直径桩:
桩径d≥800mm。
其它还有按桩轴线分类、按其水平向受荷条件分类、按其用途或功能、按其端部形状、按其纵向、横向截面形状、按其扩底工艺分类等。
桩基的设计应满足三方面的要求:
1.桩基的安全性要求。
既首先保证桩与地基土之间的作用是稳定的;其次是桩自身强度是足够的,它的结构内力必须在材料强度的允许范围内。
2.桩基设计的合理性。
首先是桩型和施工方法的选择,应根据建筑物对荷载和沉降的要求及基础尺寸选择合适的桩型;其次是桩的几何尺寸和桩的布置应合理。
3.桩基设计的经济性。
对特定的地质条件,可以有多种桩基方案满足建筑物的使用要求,这就应该对几种方案进行比较选优,减少桩基造价。
2.4桩基的常见缺陷
1.灌注桩
(1)钻(冲)孔灌注桩
1)对于有泥浆护壁的钻(冲)孔灌注桩,桩底沉渣及孔壁泥皮过厚是导致承载力大幅降低的主要原因。
2)水下浇注混凝土时,施工不当(如导管下口离开混凝土面、混凝土浇注不连续等)会出现断桩现象,混凝土搅拌不匀、水灰比过大或导管漏水均会产生混凝土离析。
3)泥浆配置不当,地层松软,或遇承压水,桩身会造成扩颈、缩颈或断桩现象。
4)钢筋笼错位。
5)干作业钻孔灌注桩,桩底虚土过厚,造成桩承载力下降。
(2)沉管灌注桩
1)拔管速度快是造成桩身缩颈、夹泥或断桩的主要原因。
2)桩距过小,桩身因挤压而产生断桩或缩颈。
3)遇有承压水的砂层,砂层上又覆盖有不透水层,由于动水压力作用,沿桩身冒水,易形成断桩。
4)有预制桩尖的桩,当桩尖强度不足时,容易卡入管内,拔管到一定高度后下落,形成桩身下端无混凝土的吊脚桩。
(3)人工挖孔桩
1)混凝土浇筑时,施工方法不当将造成混凝土离析。
2)当桩孔内有水时,未抽干就灌注混凝土,会造成桩底混凝土严重离析,影响桩的端阻力。
3)干浇法施工时,如果护壁漏水,使混凝土胶结不良,强度降低。
4)地下水渗漏严重的土层,易使护壁坍塌,土体失稳塌落。
2.预制桩
(1)钢桩
1)锤击应力过高时,易造成钢管桩局部损坏,引起桩身失稳。
2)H型钢桩因本身的形状和受力差异,当桩入土较深而两翼缘间的土存在差异时,易发生朝土体弱的方向扭转。
3)焊接质量差,桩身易断裂。
(2)混凝土预制桩
1)桩锤选择不合理,轻则难以打入,无法满足承载力要求,锤击数过多,易打碎桩头。
2)锤击拉应力是引起桩身开裂的主要原因。
3)焊接质量差或焊接后冷却时间不足,锤击时易造成在焊口处开裂。
4)锤击偏心,也会造成桩身开裂、折断。
5)桩间距过小,打桩时引起的挤土效应造成地面隆起,导致桩浮,影响桩的端承力。
6)在较厚的粘土层、粉质粘土层中打桩,停歇时间过长,由于土体固结、强度恢复后桩就不易打入,使沉桩无法进行。
对从事桩基检测的技术人员,了解一定的桩基知识和施工中常遇到的问题,才能结合试验情况,对检测结果的评价才会更科学、合理。
三、基桩检测基本知识
3.1桩基检测的内容
桩基工程检测的内容,除了核对桩的位置、尺寸、距离、数量、类型,核查选用的施工机械、置桩能量与场地条件和工程要求,核查桩基持力层的岩土性质、埋深和起伏变化,以及桩尖进入持力层的深度等以外,通常应包括桩基强度、变形和几何受力条件等三个方面,尤其前者为主。
(1)桩基强度
桩基强度检验包括桩身结构完整性和桩承载力的检验。
桩身结构完整性是指桩是否存在断桩、缩径、离析、夹泥、孔洞、沉渣过厚等施工缺陷,常采用声波透视法、动测法和钻芯法等检测。
桩的承载力检测,传统的方法是静载荷试验法。
还有自平衡法和高应变法。
(2)桩基变形
桩基变形需通过长期的沉降观测才能获得可靠结果,而且应以群桩在长期荷载作用下的沉降为准。
一般工程只要桩身结构完整性和桩承载力满足要求,桩尖已到达设计标高,且土层未发生过大隆起,就可以认为已符合设计要求。
但重要工程必须进行沉降观测。
(3)几何受力条件
桩的几何受力条件时指桩位、桩身倾斜度、接头情况、桩顶及桩尖标高等的控制。
在软土地区因打桩或基坑开挖造成的位移或上浮是经常发生的,通常应以严格的桩基施工工艺操作来控制。
必要时应对置桩过程中造成的土体变形、孔隙水压力以及对相邻工程的影响进行观测。
数根桩的桩顶用一刚性承台连接起来形成整体的称为“桩基础”或“桩基”。
组成桩基础的每根桩称为“基础桩”或“基桩”,俗称单桩。
桩基工程的质量检验可以对桩基进行检测,也可对每根基桩进行检测。
前者用的较少,大量的是对基桩的质量检测。
3.2基桩检测的分类
3.2.1按照时间顺序分:
A、为设计提供依据的先期检测
1、桩的可打性试验。
打入桩设计时,除需满足上部结构的强度和稳定要求,另外需考虑设计的桩基能否顺利施工,包括桩能否打到设计标高、桩的停锤控制标准(贯入度控制或标高控制)、打桩过程中桩头是否开裂、是否出现拒锤现象、选用的施工设备(包括锤重、落高、桩垫材料和厚度等)是否合理等。
试桩过程进行高应变打桩跟踪监测,获得锤击数、桩身最大应力、能量等测试数据和深度的关系,可为工程桩选型及施工设备选择提供依据。
2、为设计提供依据的静载试验,一般情况下工程桩尚未施工,试桩静载试验的结果可能会改变工程桩的桩长、桩数等。
例如:
试桩用静载荷试验确定其单桩竖向极限承载力时,可能会高于设计估算值,便可对原设计方案做适当调整,达到节省工程投资的目的。
有的工程没有经过静载试验就开始工程桩直接施工,给工程带来了隐患。
实际承载力低于设计承载力,可能不得不采取补桩、减层处理等,造成巨大经济损失;设计过于保守,造成实际承载力高于设计要求,造成资金浪费不说,同时可能会造成沉桩困难、高截桩率等。
设计试桩验证的是桩的设计参数和工艺参数,一般在地质情况把握不准、经验不足或重要工程应设计试桩。
B、施工阶段的施工检测:
施工检测是指在施工过程中为指导施工,监控施工质量而进行的实时或跟踪检测。
例如:
1、高应变打桩监测;
2、灌注桩成孔质量检测;
3、人工挖孔桩终孔桩端持力层检验;
C、施工完毕后,抽样检验是否满足设计标准,对工程质量作进一步的验证,称为验收检测。
基桩的质量关系到整个建筑工程的质量,而桩基属于隐蔽工程,因此除了在施工过程中加强质量管理与监督外,在桩基工程竣工后应对其质量进行检测。
1、初次检测
2、扩大检测
强调两点:
1、当单桩承载力或钻芯法抽检结果不满足设计要求时,不得擅自对不合格桩进行处理,必须分析原因,并经确认后扩大检测数量。
2、静载试验检测桩承载力未达到设计要求时,扩大抽检时不应采用高应变检测作为依据。
采用“间接”的方法来对“直接”方法进行复检,是不合适的。
3、验证检测
按检测方法的准确可靠程度和直观性高低,用“高”的检测方法来弥补“低”的检测方法的不确定性或复核“低”的结论,称为验证检测。
4、施工阶段或使用阶段的鉴定检测。
鉴定检测是指对正在施工或已投入使用的建(构)筑物地基基础,由于施工、设计、灾害、事故、改造或质量争议等原因对其质量作进一步验证。
例如:
A、老旧建筑物改造或结构评估,对承台下基桩进行低应变完整性检测或静载试验等。
B、对已受损基桩(如开挖碰撞、地震破坏等)的受损程度和受损位置进行检测,称为鉴定检测。
3.2.2按照检测内容分
桩基的检测内容分类,一般指对桩身的完整性和单桩的承载力两方面的检测,进而到整个桩基工程的检测和评定。
A、单桩竖向抗压静载试验
B、单桩竖向抗拔静载试验
C、单桩水平静载试验
D、钻芯法
E、低应变法
F、高应变法
G、声波透视法
H、自平衡静载法
四、检测工作基本流程
4.1检测方案的编制流程
为了准确地对基桩质量进行检测和评价,提高基桩检测工作的质量,做到有的放矢,应尽可能详细了解和搜集有关的技术资料,并填写受检桩设计施工记录表。
通过调查进一步明确委托方的具体要求和现场实施的可行性。
了解检测现场的条件。
桩基检测方案应由检测单位、监理单位(或建设单位)会同勘察、设计、施工单位共同确定。
调查、资料收集阶段宜包括下列内容:
收集被检测工程的岩土工程勘察资料、桩基设计图纸、施工记录;了解施工工艺和施工中出现的异常情况;进一步明确委托方的具体要求;检测项目现场实施的可行性。
检测方案宜包含以下内容:
工程概况,检测方法及其依据标准,抽样方案,所需的仪器、机械或人工配合,试验周期。
有时还需要包括桩头加固、处理方案以及场地开挖、道路、供电、照明、安全措施等要求。
委托方向检测单位应提供下列技术资料:
工程名称、工程地点、建设、勘探、监理和施工单位名称;工程整体布置的有关资料;工程地质勘察报告;桩基设计图图纸;设计与勘察地面相对标高换算关系;施工记录;其它有关资料(如施工异常记录、事故处理记录等)。
委托方应签字确认,保证其提供资料的真实性。
4.2检测方案的编制原则
1、在制定检测方案时应坚持以下原则:
A、随机抽检与重点检查相结合,高、低应变动测与静载试验、取芯等方法相结合。
B、一般情况是先做动测(或声波透射法),在分析动测结论的基础上进行钻芯法和静载检测,查清桩的结构完整性和承载力。
C、检测时综合考虑建筑物荷载的分布、地质情况、施工方案等,还应审查施工记录、工程进度等。
D、受检桩位应按如下原则确定:
a、基桩的承载力检测,应首选成桩质量较差的基桩。
b、当采用两种或两种以上检测方法进行成桩质量检测时,应根据前一种试验方法的检测结果选择成桩质量较差的基桩。
c、选择对施工质量有怀疑的桩。
d、选择设计方面认为重要的桩。
e、选择岩土特性复杂可能影响施工质量的桩。
f、选择代表不同施工工艺条件和不同施工单位的桩。
h、同类型的桩宜均匀分布。
2、对存在质量问题的桩基处理应坚持以下原则:
A、对高应变动力试验提供的单桩承载力有怀疑或争议时,应采用静载试验验证,并以静载试验的结果为准。
B、对基桩反射波法检测结果有怀疑或争议时,可采用钻孔取芯法、高应变动力试验或直接开挖进行验证;对超声波透视法检测结果有怀疑或争议时,可重新组织超声波透视法检测,或在同一基桩加钻孔取芯验证;对钻孔取芯检测结果有怀疑或争议时,可在同一基桩加钻孔取芯验证。
C、当基桩承载力和成桩质量未达到设计要求时,不得仅对不合格桩进行处理即予以验收,应由建设单位组织监理、勘探、设计、施工、检测单位及当地质监机构,认真分析原因并按未达到设计要求的桩数加倍扩大抽检,然后由设计单位根据检测报告进行复核,出具书面复核意见,并经设计人、复核人签名,加盖设计出图章。
如需加固补强,须由设计出具加固补强方案,并报当地质监部门,然后由施工单位加固补强,委托检测单位对补强措施检测检测。
扩大抽检应采用原抽检用的检测方法或准确度更高的检测方法。
D、对桩基检测报告有异议时,必须向当地质监部门反映,然后委托仲裁机构进行重新检测。
E、凡对质量有怀疑或经加固补强后的桩基,应有经设计部门认可的文件,并附入竣工验收资料。
3、检测工作的一般流程
A、检测工作应与工程施工同步进行。
在施工的同时,检测单位应及时收集受检工程的设计及施工信息,为检测工作和报告编写准备基本资料。
B、检测前应对检测设备进行检查调试,确保检测仪器设备在计量检定周期的有效期内。
C、施工单位应与检测单位保持信息畅通。
施工单位提出的报检计划应经监理工程师确认,至少提前24h通知检测单位进行现场检测。
D、施工单位应在检测人员达到现场前,按要求做好现场配合工作,以确保检测工作的顺利开展。
E、现场检测前,施工单位应向检测单位提供有关基本资料。
F、现场检测完成后,现场检测人员应该能够根据测试数据初步分析检测结果,尽快通知施工单位是否可以进行下一道工序。
G、当检测发现严重质量问题时,检测单位要及时上报建设单位、监理单位和当地质监部门。
建设单位或监理单位组织召开专题会议,形成处理意见。
H、检测考试时间应符合下列规定:
(1)、当采用低应变法和声波透视法检测时,受检桩混凝土强度不低于设计强度的70%,且不应低于15MPa;
(2)、当采用钻芯法检测时,受检桩的混凝土龄期应达到28d,或受检桩同条件养护试件强度应达到设计强度要求。
(3)、承载力检测前的休止时间,除满足混凝土龄期和设计强度要求外,还应满足桩土休止时间。
休止时间
土的类别
休止时间(天)
砂土
7
粉土
10
粘性土
非饱和
15
饱和
25
注:
对于泥浆护壁灌注桩,宜适当延长休止时间。
I、现场检测期间,应遵守国家和施工现场安全生产规定。
J、基桩检测工作流程:
4.3现场资料的收集
检测人员在检测之前首先要了解该工程的概况,内容包括建筑物的类型、桩基础的种类、设计指标、地质情况、桩基础施工单位的素质和工作作风以及建设单位宣传管理人员、监理人员的情况等,并查阅基础设计图纸及有关设计资料、有效的地质勘探报告、桩基的施工记录、监理人员的现场工作日志等。
进入检测现场后必须获得以下信息:
设计指标:
设计桩长、设计桩径、设计桩身混凝土强度等级、设计桩顶标高、场地土剖面图及力学指标。
设计指标是检测的依据。
施工参数:
施工桩长、施工桩径、施工桩身混凝土抗压强度试验结果、施工日期、施工桩顶标高、施工过程中的异常记载。
4.4现场检测:
4.5报告编制:
桩基检测报告不仅仅反映了检测的具体成果,而且还体现了检测单位对其他有关建设工程各方面的质量责任。
桩基检测报告与隐蔽工程的验收或后续工序的技术论证、决策有关,有可能作为司法诉讼时的证据