西安某超高層建筑試驗樁檢測事故分析與處理

周保健，郅 彬

（西安科技大學建筑與土木工程學院，陜西西安710054）

本文通過樁基公司對試樁結果進行異議并自檢后，初步判斷第三方樁基檢測單位的試樁過程中存在兩處嚴重不符合樁基檢測規范要求，最后通過原樁基檢測單位復檢，試樁結果符合設計要求，本工程的案例的分析與處理可為今后類似樁基檢測事故的處理提供借鑒。

1 工程概況和場地地質條件

西安某超高層建筑為地上34層，地上高度139.35m，為高甲級寫字樓，地下2層，基礎埋深13.5m；擬建場地地形平坦，地面標高介于395.19～395.64m。地貌單元屬皂河二級階地前緣，詳見表1地層條件與樁、后注漿相對位置。

樁身直徑D=800mm，樁長50m，試樁采用后注漿鉆孔灌注樁，錨樁為鉆孔灌注樁，試樁樁尖置于土層⑿層粉質粘土qpk=1200kPa，單樁豎向極限承載力標準值估算quk≥14800kN。

2 試樁檢測單位出具的試樁第一次檢測結果

2.1 單樁豎向承載力

從表2中看出，3根試樁靜載分別在加載至14800kN、11840kN和7400kN時，Q-s曲線出現陡降，且s-lg t曲線有明顯的向下彎曲，說明靜載試驗達到極限破壞階段，其單樁豎向極限承載力取破壞前一級荷載，分別為13320kN，10360kN和5920kN。

2.2 建設單位組織第一次試樁結果專家評審

根據本工程試樁成果及工程地質勘察報告，經與會專家討論，形成意見如下。

2.2.1 樁基承載力取值

（1）3組試樁結果數據離散性過大，未滿足設計要求，應重新試樁。

（2）Q-s曲線破壞特點為突變型。

（3）初步判斷，試樁結果不滿足設計要求與施工工藝控制有關。

2.2.2 工程樁施工工藝

（1）應采用符合國家正規工藝要求的泵吸反循環機械，并采用專業的后壓漿施工隊伍。

（2）西安地區采用800mm直徑50m樁長復式后壓漿灌注樁的極限承載力可達到15000kN左右，平均側阻力為110～120kPa左右。

2.2.3 二次試樁方案

可以采用核心筒下工程樁重新進行試樁，試樁數量為3根，設計院根據試樁結果調整布樁。

3 樁基施工的自檢及對試樁結果的異議

3.1 鉆孔及水下灌注混凝土施工記錄

表3中數據表明成孔過程各項正常，未出現異常發生。

3.2 施工現場照片

以上圖1～圖4可以證明本工程實際使用鉆機及工藝過程是符合設計要求的。

3.3 后壓漿施工記錄

表4中數據顯示，3根試樁壓漿時間屬于正常。

表1 地層條件與樁、后注漿相對位置

表2 單樁靜載荷試驗成果表

表5數據表明各樁各根注漿管深度、注漿壓力、注漿量均符合設計要求。

3.4 樁基檢測現場照片（圖5）

從圖5中可以看出檢測施工現場載荷實驗中很容易發現存在以下問題，嚴重與樁基檢測規范不符：

（1）試驗千斤頂合力中心與試樁形心不重合，千斤頂布置不均勻，偏心達10cm之多，樁頂南側應力集中變形產生沉降。

表3 現場成樁記錄表

圖1 反循環鉆孔灌注樁后注漿施工現場全圖

圖2 泥漿反循環成孔

圖3 鋼筋籠及導管安放完成后正循環二次清孔

圖4 載荷實驗前樁頭進行修平及加固

圖5 載荷試驗檢測現場照片

（2）沉降測定平面位置不合理。沉降測定平面所用百分表設置位置在樁頂以下200mm位置，應設置在千斤頂底座承壓板以下的樁身位置（應設置在樁頂標高為護筒下沿處以下，避免因樁頭壓密產生的附加變形影響試驗結果）。

3.5 第三方檢測單位與樁基施工單位自檢樁身完整性結果

表4 3根試樁后壓漿施工記錄表

表5 3根試樁注漿記錄表（水泥強度：PO42.5R；設計水泥量：4.4T/樁）

圖6 S2、S3第二次檢測Q-s曲線

如圖7中低應變檢測數據，左側一列為第三方檢測單位載荷試驗前對樁身完整性檢測結果，右側一列為樁基施工單位載荷試驗后對樁身完整性檢測結果，兩家單位檢測結棍基本相同，3根試驗樁檢測結論均為樁身完整類別為Ⅰ類。

3.6 樁基施工單位對樁身壓縮變形計算

根據綜合系數法計算超長樁身變形量：

式中各符號的含義參見《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）。

檢測單位出具檢測報告中三根試樁極限承載力對應的沉降量分別為15.63mm、3.96mm、3.55mm均小于計算出的樁身壓縮變形量20.09mm。

3.7 樁基施工單位的認定試樁不合格的原因

（1）試樁破壞模式為刺入式破壞，荷載沉降曲線為陡降型，對于樁徑?800mm，樁長50m的灌注樁，其長徑比大于60，發生此種破壞是不可能的；

圖7 3根試樁低應變檢測波形圖

（2）根據試驗結果，樁身破壞時對應的沉降僅為42.5～49.2mm，若樁端已受力，試樁S3樁體自身變形量在7400kN荷級下，經理論計算約為10mm，按土力學理論及實踐經驗此荷級下不足以讓直徑0.8m，樁長為50m樁發揮正常作用！

（3）3根試樁出現沉降量大的原因為樁頂壓板處找平層及樁頭頂部壓密產生的。

據此我公司建議由建設單位委托第三方樁基檢測單位嚴格按樁基檢測規程對S2、S3進行載荷試驗。

4 樁基施工單位要求進行第二次壓試驗

樁基施工單位建議由建設單位委托第三方樁基檢測單位嚴格按樁基檢測規程進行載荷試驗，如試驗結果與第一次結果相同或相近，樁基公司愿主動承擔第二次試驗的費用及其它相關費用。

由施工總承包單位發出工程聯系單，接收單位為建設單位，抄送監理單位，各方均認可樁基公司提出檢測中確有不符合規范之處，很有可能導致實驗結果異常，同意進行第二次試驗。

5 試樁檢測單位進行第二次壓試驗

5.1 復壓方案的要點

（1）由于樁基檢測單位承認樁基公司指出檢測過程中存在嚴重不規范行為，愿意對S2、S3進行第二次樁基檢測工作，各方也同意由原樁基檢測單位進行復檢工作；

（2）千斤頂、百分表需要入場前檢測是否具有有效檢驗合格證書；

（3）操作人員是否具有上崗證書；

（4）百分表需架設在樁頂鋼護筒以下樁身砼上；（5）基準梁需使用工字型鋼；

（6）施工單位、監理單位、檢測單位、建設單位各方安排1人對整個加載過程24小時見證，且對每一級的加載數據現場簽字確認，確保各方對試樁復壓結果承認。

復壓方案由樁基檢測單位編制，施工單位、監理單位、建設單位三家單位確認通過后，由四家單位項目負責人簽字確認后，嚴格按本方案施工進行。

5.2 復壓結果

從圖5中顯示，2處靜載分別在加載至15400kN和17020時，Q-s曲線出現陡降，且s-lg t曲線有明顯的向下彎曲，說明靜載試驗達到極限破壞階段，其單樁豎向極限承載力取破壞前一級荷載，分別為15100kN和16280kN，詳見表6。

5.3 建設單位組織的試樁結果第二次專家評審結果

根據本工程試樁成果及工程地質勘察報告，經與會專家討論，形成意見如下。

5.3.1 樁基承載力取值

該項目單樁承載力極限值取為14900kN是可行的。

表6 單樁靜載荷試驗成果表

5.3.2 工程樁施工工藝

（1）工程樁施工選用泵吸反循環工藝，并采用后注漿是合理的；

（2）后注漿的注漿量應按試樁標準嚴格控制。

5.3.3 工程樁檢測

（1）工程樁驗收單樁豎向抗壓靜載試驗按照規范要求的數量進行檢測。

（2）小應變建議全部樁基都進行檢測。

（3）測孔儀測孔建議每根柱下選擇不少于3個孔進行檢測，核心筒下選擇不少于30%進行測孔檢測。

6 結論及建議

（1）建設單位在招標選擇樁基檢測單位時，應盡量選擇綜合實力較強的單位，建議不能以最低價，甚至低于成本價作為中標價進行單位的選擇；

（2）對檢測單位施工前對其施工檢測設備、人員上網資格，入場時進行合格性檢查；

（3）載荷實驗設備安裝完成后，應組織建設單位、監理單位依據檢測方案進行聯合驗收合格后方可開始加載實驗；

（4）每級加載數值、沉降數值應有建設單位、監理單位現場值班人員簽字確認，確保檢測數據的真實有效。

（5）出現檢測數據異常或達到樁基破壞條件時，應通告檢測單位本項目技術負責人、監理單位項目技術負責人、建設單位工程部及技術部負責人到場，到實際情況進行確認，三方同意才可終至實驗。

[1] JGJ79-2012建筑地基處理技術規范[S].中國建筑工業出版社.

[2] JGJ94-2008建筑樁基技術規范[S].中國建筑工業出版社.

[3] 超長樁樁身變形量的計算方法研究[J].湖北工業大學學報.

[4] JGJ106-2014建筑基樁檢測技術規范[S].中國建筑工業出版社.