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摘要：为了分析某工地15号楼未达到设计要求抗压承载力极限值的原因，采用单桩竖向抗压静载试验对14号和15号楼两栋临近建筑物试桩试验结果进行了分析，试验结果表明：15号楼6根试桩单桩竖向抗压承载力极限值差异较大，其土层分布与14号楼有差异，桩端持力层承载力较差，后注浆效果较差。在工程桩施工前必须先进行前期设计试桩静载试验，以确定单桩竖向抗压承载力极限值，避免不良情况发生。
关键词：单桩竖向抗压静载试验;土层分布;持力层;桩端后注浆
1 工程概况
该项目地块位于京杭大运河边惠山北侧，建筑物为14号和15号两栋15层小高层住宅，工程重要等级为一级，场地复杂程度为中等，地基复杂程度为中等，岩土工程勘察等级为甲级。基础类型桩筏基础，桩型为钻孔灌注桩，试桩桩径为600 mm，有效桩长为22 m，设计桩长为19 m，设计单桩抗压承载力极限值为3300kN，试桩最大加载值为3800 kN，采用桩端后注浆施工工艺。
2 单桩竖向抗压静载试验
本次共对14号楼3根和15号楼6根试桩进行单桩竖向抗压静载试验。其中14号楼3根试桩均加载至设计要求最大加载量3800kN，在各级荷载作用下均能达到稳定。15#楼SZ1～SZ3为第一批次，上部3m为淤泥质粉质粘土，桩侧摩阻力值为55kN，三根试桩的抗压承载力极限值检测结果均未达到设计要求，且相差较大。后以SZ4～SZ6作为第二批次试桩，这三根试桩为开挖后接桩至地表再进行试桩进行静载抗压试验，检测结果与第一批次试桩相近，也未达到设计要求。15#楼检测试桩位置示意图如图1所示。
3试验结果及原因分析
15号楼6根试桩单桩竖向抗压承载力极限值差异性较大，具体检测数据和试验曲线如表1和图2所示。极差760kN超过平均值2254kN的30%，根据第4.4.3条条文说明，去掉最高值2605kN后，极差625kN不超过平均值2184kN的30%，因此设计桩长单桩竖向抗压承载力极限值取2184kN，单桩竖向抗压承载力特征值取1092kN。
14号和15号楼为临近建筑物，土层分布相似，设计桩型相同，但最终试桩静载抗压试验结果相差较大，为找到具体原因分析问题所在，后请两家勘察单位对15号楼建筑进行了补充勘察。典型的工程地质剖面图如图3所示。
3.1土层分布差异
根据原勘察报告工程地质剖面图显示，15号楼场地地表检测时表层土已挖去3m，故存在约3.6米杂填土，而14号楼地表桩顶部土层为工程性质良好的黏土，因此将14号楼和15楼定为相同的最大加载值欠妥，15号楼应比14号楼小一些。
15号楼工程桩设计标高为-3.10m，从工程地质剖面图可看出桩身主要位于4层粉土夹粉砂和5层粉砂夹粉土，由原勘察单位和补勘单位提供的勘察报告对比发现，原勘察单提出的4层粉土夹粉砂和5层粉砂夹粉土的桩基设计参数值较补勘单位均偏大，4层粉土夹粉砂偏大约22%，5层粉砂夹粉土偏大约36.3%～50%。原勘察单位和两家补勘单位的桩基设计参数如表2所示。
3.2持力层差错
此外对比工程地质剖面图可发现，15号楼北侧补勘单位在桩底位置均存在6层粉质粘土薄层，而原勘察报告中未提出有该土层，当持力层位于6层粉质粘土时，桩端阻力值较5层粉砂夹粉土应明显偏小，而桩端后注浆效果也会明显降低，这都也将导致单桩抗压承载力极限值减小。而14号楼的持力层为于5层粉砂夹粉土，且桩端往上约13米均位于该层土，桩端阻力和桩端后注浆效果都将显著提高。
3.3后注浆效果较差
其中SZ3、SZ5和SZ6位于拟建建筑物北侧，单桩抗压承载力极限值分别为1845kN、2280kN和2280kN，远低于原勘察单位计算所得不考虑桩端后注浆极限值2650.2kN，与补勘单位计算所得极限值1916.0kN和1976.9kN较为接近，SZ5和SZ6考虑部分桩端后注浆作用，与实际检测结果较为相符。
SZ1、SZ2和SZ4位于拟建建筑物南侧，单桩抗压承载力极限值分别为2045kN、2605kN和2470kN，均低于原勘察单位计算所得不考虑桩端后注浆极限值2605.9kN，补勘单位计算所得极限值2126.2kN和2116.1kN，考虑部分桩端后注浆作用，与实际检测结果较为相符。
5层粉砂夹粉土的桩侧力增强系数为1.4，端阻力增强系数为2.4，根据补勘单位提供的桩基设计参数，考虑桩端后注浆效果的单桩抗压承载力极限值北侧分别为2927.5kN和2986.5kN，南侧分别为3257.1 kN和3373.1kN，可以看出均远大于实际检测结果，由此可见桩端后注浆效果并不理想，承载力提升效果不大，桩端后注浆的施工工艺存在问题。根据桩基设计参数计算得到的单桩竖向抗压承载力极限值如见表3。
4 处理方案
考虑到前期全部工程桩已经施工完毕，最终只能通过补桩的方式進行处理，经设计调整后，原工程桩总数为59根，在该建筑物相应位置共补桩55根，工程桩总数几乎增加1倍。设计桩长单桩抗压承载力极限值由原来的3300kN降低至为1900kN，该值不考虑先前桩端后注浆工艺对承载力的提升效果。补桩后随机选择了6根工程桩进行单桩竖向抗压静载试验，检测结果均能满足单桩竖向抗压承载力极限值1900kN设计要求。
5 结论
本文分析了两栋临近建筑物采用相同桩型，但是单桩竖向抗压承载力极限值差异较大的原因，通过补勘单位和原勘察单位提供勘察报告的对比，从土层参数分布、持力层差异和后注浆效果三方面进行分析。
本文案例将前期试桩和工程验收桩的静载试验同时检测，试验结果发现承载力极限值不能满足设计要求，此时工程桩已全部完毕，只能通过补桩进行处理，不但工期延误且经济成本大增。因此，在工程桩施工前必须先进行前期设计试桩静载试验，以确定单桩竖向抗压承载力极限值，尤其是对于采用后注浆工艺的钻孔灌注桩。若承载力极限值不能达到设计值时及时调整设计方案，避免本文所述的情况。
参考文献
1）中华人民共和国行业标准编写组. JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社， 2014
2）中国工程建设标准化协会.CECS253：2009基桩孔内摄像检测技术规程[S].北京：中国计划出版社 2009
作者简介：张国忠（1965-），男，大学本科，高级工程师，注册土木工程师（岩土），主要从事岩土工程方面工作。
关键词：单桩竖向抗压静载试验;土层分布;持力层;桩端后注浆
1 工程概况
该项目地块位于京杭大运河边惠山北侧，建筑物为14号和15号两栋15层小高层住宅，工程重要等级为一级，场地复杂程度为中等，地基复杂程度为中等，岩土工程勘察等级为甲级。基础类型桩筏基础，桩型为钻孔灌注桩，试桩桩径为600 mm，有效桩长为22 m，设计桩长为19 m，设计单桩抗压承载力极限值为3300kN，试桩最大加载值为3800 kN，采用桩端后注浆施工工艺。
2 单桩竖向抗压静载试验
本次共对14号楼3根和15号楼6根试桩进行单桩竖向抗压静载试验。其中14号楼3根试桩均加载至设计要求最大加载量3800kN，在各级荷载作用下均能达到稳定。15#楼SZ1～SZ3为第一批次，上部3m为淤泥质粉质粘土，桩侧摩阻力值为55kN，三根试桩的抗压承载力极限值检测结果均未达到设计要求，且相差较大。后以SZ4～SZ6作为第二批次试桩，这三根试桩为开挖后接桩至地表再进行试桩进行静载抗压试验，检测结果与第一批次试桩相近，也未达到设计要求。15#楼检测试桩位置示意图如图1所示。
3试验结果及原因分析
15号楼6根试桩单桩竖向抗压承载力极限值差异性较大，具体检测数据和试验曲线如表1和图2所示。极差760kN超过平均值2254kN的30%，根据第4.4.3条条文说明，去掉最高值2605kN后，极差625kN不超过平均值2184kN的30%，因此设计桩长单桩竖向抗压承载力极限值取2184kN，单桩竖向抗压承载力特征值取1092kN。
14号和15号楼为临近建筑物，土层分布相似，设计桩型相同，但最终试桩静载抗压试验结果相差较大，为找到具体原因分析问题所在，后请两家勘察单位对15号楼建筑进行了补充勘察。典型的工程地质剖面图如图3所示。
3.1土层分布差异
根据原勘察报告工程地质剖面图显示，15号楼场地地表检测时表层土已挖去3m，故存在约3.6米杂填土，而14号楼地表桩顶部土层为工程性质良好的黏土，因此将14号楼和15楼定为相同的最大加载值欠妥，15号楼应比14号楼小一些。
15号楼工程桩设计标高为-3.10m，从工程地质剖面图可看出桩身主要位于4层粉土夹粉砂和5层粉砂夹粉土，由原勘察单位和补勘单位提供的勘察报告对比发现，原勘察单提出的4层粉土夹粉砂和5层粉砂夹粉土的桩基设计参数值较补勘单位均偏大，4层粉土夹粉砂偏大约22%，5层粉砂夹粉土偏大约36.3%～50%。原勘察单位和两家补勘单位的桩基设计参数如表2所示。
3.2持力层差错
此外对比工程地质剖面图可发现，15号楼北侧补勘单位在桩底位置均存在6层粉质粘土薄层，而原勘察报告中未提出有该土层，当持力层位于6层粉质粘土时，桩端阻力值较5层粉砂夹粉土应明显偏小，而桩端后注浆效果也会明显降低，这都也将导致单桩抗压承载力极限值减小。而14号楼的持力层为于5层粉砂夹粉土，且桩端往上约13米均位于该层土，桩端阻力和桩端后注浆效果都将显著提高。
3.3后注浆效果较差
其中SZ3、SZ5和SZ6位于拟建建筑物北侧，单桩抗压承载力极限值分别为1845kN、2280kN和2280kN，远低于原勘察单位计算所得不考虑桩端后注浆极限值2650.2kN，与补勘单位计算所得极限值1916.0kN和1976.9kN较为接近，SZ5和SZ6考虑部分桩端后注浆作用，与实际检测结果较为相符。
SZ1、SZ2和SZ4位于拟建建筑物南侧，单桩抗压承载力极限值分别为2045kN、2605kN和2470kN，均低于原勘察单位计算所得不考虑桩端后注浆极限值2605.9kN，补勘单位计算所得极限值2126.2kN和2116.1kN，考虑部分桩端后注浆作用，与实际检测结果较为相符。
5层粉砂夹粉土的桩侧力增强系数为1.4，端阻力增强系数为2.4，根据补勘单位提供的桩基设计参数，考虑桩端后注浆效果的单桩抗压承载力极限值北侧分别为2927.5kN和2986.5kN，南侧分别为3257.1 kN和3373.1kN，可以看出均远大于实际检测结果，由此可见桩端后注浆效果并不理想，承载力提升效果不大，桩端后注浆的施工工艺存在问题。根据桩基设计参数计算得到的单桩竖向抗压承载力极限值如见表3。
4 处理方案
考虑到前期全部工程桩已经施工完毕，最终只能通过补桩的方式進行处理，经设计调整后，原工程桩总数为59根，在该建筑物相应位置共补桩55根，工程桩总数几乎增加1倍。设计桩长单桩抗压承载力极限值由原来的3300kN降低至为1900kN，该值不考虑先前桩端后注浆工艺对承载力的提升效果。补桩后随机选择了6根工程桩进行单桩竖向抗压静载试验，检测结果均能满足单桩竖向抗压承载力极限值1900kN设计要求。
5 结论
本文分析了两栋临近建筑物采用相同桩型，但是单桩竖向抗压承载力极限值差异较大的原因，通过补勘单位和原勘察单位提供勘察报告的对比，从土层参数分布、持力层差异和后注浆效果三方面进行分析。
本文案例将前期试桩和工程验收桩的静载试验同时检测，试验结果发现承载力极限值不能满足设计要求，此时工程桩已全部完毕，只能通过补桩进行处理，不但工期延误且经济成本大增。因此，在工程桩施工前必须先进行前期设计试桩静载试验，以确定单桩竖向抗压承载力极限值，尤其是对于采用后注浆工艺的钻孔灌注桩。若承载力极限值不能达到设计值时及时调整设计方案，避免本文所述的情况。
参考文献
1）中华人民共和国行业标准编写组. JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社， 2014
2）中国工程建设标准化协会.CECS253：2009基桩孔内摄像检测技术规程[S].北京：中国计划出版社 2009
作者简介：张国忠（1965-），男，大学本科，高级工程师，注册土木工程师（岩土），主要从事岩土工程方面工作。