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摘要：钻孔灌注桩后压浆是一项提高桩基承载力、减少建筑物沉降的灌注桩后处理技术，由于钻孔灌注桩施工工艺本身存在桩的缺陷，尤其是灌注桩桩底存在的沉渣很大程度上影响着桩的承载力。文章就此对后压浆钻孔灌注桩检测方法进行了探讨。
关键词：钻孔灌注桩；检测方法；静载试验
中图分类号：TU473.16文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）24－0053－02
随着城市建设的快速发展，桩基础已日益成为地基上工业建筑、高层楼宇、桥梁码头、重型储仓等工程常用的一种深基础形式，常用的桩基型式有预制钢筋砼桩、砼灌注桩和钢管桩等，因此对桩基础的承载力提出了更高的要求。已有的研究资料表明，与普通钻孔灌注桩相比，后压浆灌注桩可提高单桩竖向抗压承载力1.3～1.7倍，这种优势使其越来越广泛地应用于建筑工程、交通工程、水利水电工程等各项工程建设，对其从不同角度的研究有着较强的实际意义。
1工程概况
某小区住宅楼工程位于广东廉江，由8栋高层住宅楼、1栋低层客服楼及地下车库组成，其中3号楼层数18层（高度59.45 m），单位荷载680 kPa，结构类型为剪力墙结构，筏板基础，基础埋深4.5 m。
1.1工程地质概况
本工程设计桩长范围内主要地层分布如下：①层人工填土；②层粉土；③层粉质黏土；④层粉细砂；⑤层粉质黏土；⑥层粉土；⑦层粉土；⑧层中砂。
1.2基桩设计概况
本工程3号楼基桩设计采用后压浆钢筋混凝土钻孔灌注桩，总桩数110根。桩身混凝土强度等级为C30，桩身主筋为HPB335型钢筋，直径18 mm，共18根。灌注桩桩径800 mm，以第⑧层中砂为桩端持力层，有效桩长不小于18 m，且进入第⑧层中砂不小于1.5倍桩径，采取桩端和桩侧复式压浆，压浆后单桩竖向抗压承载力特征值不小于2 250 kN。
2检测方法
2.1单桩竖向抗压静载试验
单桩竖向抗压静载试验采用慢速维持荷载法。试验装置为锚桩横梁反力装置，以试桩为中心均布的4根工程桩作锚桩。
由于是用工程桩作锚桩，试验前除先按排采用低应变法对试桩和锚桩进行检测外，对锚桩钢筋抗拉强度、单桩竖向抗拔承载力分别按式（1）、式（2）进行验算：
M＝S×M * （1）
式中，M：钢筋抗拉强度值，kN；
S：钢筋截面面积，mm2；
M *：钢筋单位截面积抗拉强度，MPa。
（2）
式中，Uk：桩极限侧阻力，kPa；
ui：桩横截面的周长，m；
li：第i土层的厚度，m；
qi：桩侧表面第i层土的极限侧阻力，kPa；
λi：抗拔系数。
验算结果表明，用4根以试桩为中心均布的工程桩作锚桩进行静载试验，其主筋抗拉强度及抗拔承载力均满足试验要求，安全系数在1.5以上。实际工作中应对锚桩上拔量进行监测。
现场试验时采用JCQ－503C型全自动静载测试仪，可自动完成加载及沉降观测。静载试验加荷等级划分、读数时间间隔、稳定标准、终止试验条件及卸载观测等均按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106－2003）严格执行。
2.2低应变法
低应变法检测桩身质量是应用弹性波在一维杆状介质中的传播特性和振动的频率特性。当在桩顶施加一瞬时动力冲击后，就有弹性波沿桩身向下传播，并满足一维波动方程。当弹性波在传播过程中遇到弹性介质的突然变化界面时，例如：桩身断裂、夹泥、缩颈、扩径、离析、桩底等，都将产生弹性波反射。依据规范，由实测曲线的时间、相位、频率、振幅等特征，就可对桩身结构完整性做出评价。
现场检测时采用美国生产的PIT桩身完整性检测仪，测试时应注意以下几点：①应剔除被检桩桩顶浮浆、混凝土残渣。用电动砂轮或斧头将传感器安装点及竖锤敲击点打磨平整。②传感器粘贴材料可选用黄油，测试点一般为3个，必要时可适当增加。③每根桩每个测点的测试次数不少于3次。④正式检测工作开始前应对测试方式、激振方式等进行试验确定，应对被检桩桩径进行测量。⑤注意收集施工及地勘资料。
3检测数量
按规范要求，静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值时，其试验数量为每单位工程同条件下的基桩总数的1%，且不少于3根桩，当桩总数在50根以内时，不应少于2根；低应变法检测桩身完整性时，设计等级为甲级，或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根。据此，布置本工程单桩竖向抗压静载试验数量为3根桩（占总桩数的1.4%），低应变法检测数量为63根桩，实际工作时低应变法共检测70根桩。
4检测结果分析
4.1单桩竖向抗压静载试验结果分析
本次静载试验完成的3根桩，试桩编号分别为1号、2号、3号。试验在有效桩顶标高处进行，由试验结果可知，各桩施加的最大荷载均为4 500 kN，其Q－S曲线均为缓变型曲线，见图1，说明各桩在最大荷载作用下均未达极限状态，但最大加载量均已达到设计要求的数值，故停止试验。依据JGJ106－2003规范，以最大加载值作为各桩单桩竖向抗压极限承载力，故本次静载试验各桩单桩竖向抗压极限承载力均为4 500 kN，特征值均为2 250 kN，满足设计要求。
静载试验时，对每一根锚桩的上拔量均进行了监测，结果在最大荷载（4 500 kN）作用下，各锚桩上拔量在1.73～2.54 mm之间，较小，经分析认为，不影响其作为工程桩的正常继续使用。本工程后压浆钻孔灌注桩在静载试验未做出其真正极限承载力时，其在4 500 kN及前所呈现出的是桩土体系的弹性特征，这一阶段其表现出的承载机理和性状与其他钻孔灌注桩没有明显的区别。
图1Q－S（KN）
（上图：桩身完整桩实测波形；下图：6 m左右轻度缺陷桩实测波形）
图2低应变法风法典型实测波形图
4.2低应变法检测结果分析
本工程用低应变法实际共检测70根桩，检测率为33.3%，经过处理分析，本工程低应变反射波法所测70根桩中，判定Ⅰ类桩66根，占检测桩总数的94.3%；Ⅱ类桩4根，占检测桩总数的5.7%；无Ⅲ类、Ⅳ类桩。
本工程灌注桩桩身波速在3 400～4 000 m/s之间，平均波速为3 685.7 m/s。低应变法典型实测波形图，见图2。
从实测结果可以看出，后压浆钻孔灌注桩低应变法实测曲线与低应变法本身的理论及其他类型灌注桩实测曲线没有明显区别。对于完整桩，其实测波形除了桩底反射外不存在桩中反射。对于轻度缺陷桩，其实测波形除了桩底反射外还存在桩中反射。
5结束语
综上所述，常规的静载试验与低应变法相组合的检测方法组合能够满足工程实际需要，必要时也可再考虑其他检测方法进一步解决复杂的工程问题。由工程桩静载试验结果说明，经过我们的技术处理，施工完全达到了设计的要求，这说明，它是符合工程实际的，是较实用的一种方法。
参考文献
1 马芹永.钻孔灌注桩质量检测标准及检测方法［J］.西安科技学院学报，2002（03）
Bored of the Quality of Testing Methods
Zhou Li
Abstract: After the grouting is a bored pile to improve capacity, reduce settlement of the pile after the building process technology, the bored pile construction process itself flawed, especially the existence of pile pile sediment significantly influenced the pile bearing capacity. After the grouting of the article on this bored detection methods are discussed.
Key words: bored; detection methods; static test
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
关键词：钻孔灌注桩；检测方法；静载试验
中图分类号：TU473.16文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）24－0053－02
随着城市建设的快速发展，桩基础已日益成为地基上工业建筑、高层楼宇、桥梁码头、重型储仓等工程常用的一种深基础形式，常用的桩基型式有预制钢筋砼桩、砼灌注桩和钢管桩等，因此对桩基础的承载力提出了更高的要求。已有的研究资料表明，与普通钻孔灌注桩相比，后压浆灌注桩可提高单桩竖向抗压承载力1.3～1.7倍，这种优势使其越来越广泛地应用于建筑工程、交通工程、水利水电工程等各项工程建设，对其从不同角度的研究有着较强的实际意义。
1工程概况
某小区住宅楼工程位于广东廉江，由8栋高层住宅楼、1栋低层客服楼及地下车库组成，其中3号楼层数18层（高度59.45 m），单位荷载680 kPa，结构类型为剪力墙结构，筏板基础，基础埋深4.5 m。
1.1工程地质概况
本工程设计桩长范围内主要地层分布如下：①层人工填土；②层粉土；③层粉质黏土；④层粉细砂；⑤层粉质黏土；⑥层粉土；⑦层粉土；⑧层中砂。
1.2基桩设计概况
本工程3号楼基桩设计采用后压浆钢筋混凝土钻孔灌注桩，总桩数110根。桩身混凝土强度等级为C30，桩身主筋为HPB335型钢筋，直径18 mm，共18根。灌注桩桩径800 mm，以第⑧层中砂为桩端持力层，有效桩长不小于18 m，且进入第⑧层中砂不小于1.5倍桩径，采取桩端和桩侧复式压浆，压浆后单桩竖向抗压承载力特征值不小于2 250 kN。
2检测方法
2.1单桩竖向抗压静载试验
单桩竖向抗压静载试验采用慢速维持荷载法。试验装置为锚桩横梁反力装置，以试桩为中心均布的4根工程桩作锚桩。
由于是用工程桩作锚桩，试验前除先按排采用低应变法对试桩和锚桩进行检测外，对锚桩钢筋抗拉强度、单桩竖向抗拔承载力分别按式（1）、式（2）进行验算：
M＝S×M * （1）
式中，M：钢筋抗拉强度值，kN；
S：钢筋截面面积，mm2；
M *：钢筋单位截面积抗拉强度，MPa。
（2）
式中，Uk：桩极限侧阻力，kPa；
ui：桩横截面的周长，m；
li：第i土层的厚度，m；
qi：桩侧表面第i层土的极限侧阻力，kPa；
λi：抗拔系数。
验算结果表明，用4根以试桩为中心均布的工程桩作锚桩进行静载试验，其主筋抗拉强度及抗拔承载力均满足试验要求，安全系数在1.5以上。实际工作中应对锚桩上拔量进行监测。
现场试验时采用JCQ－503C型全自动静载测试仪，可自动完成加载及沉降观测。静载试验加荷等级划分、读数时间间隔、稳定标准、终止试验条件及卸载观测等均按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106－2003）严格执行。
2.2低应变法
低应变法检测桩身质量是应用弹性波在一维杆状介质中的传播特性和振动的频率特性。当在桩顶施加一瞬时动力冲击后，就有弹性波沿桩身向下传播，并满足一维波动方程。当弹性波在传播过程中遇到弹性介质的突然变化界面时，例如：桩身断裂、夹泥、缩颈、扩径、离析、桩底等，都将产生弹性波反射。依据规范，由实测曲线的时间、相位、频率、振幅等特征，就可对桩身结构完整性做出评价。
现场检测时采用美国生产的PIT桩身完整性检测仪，测试时应注意以下几点：①应剔除被检桩桩顶浮浆、混凝土残渣。用电动砂轮或斧头将传感器安装点及竖锤敲击点打磨平整。②传感器粘贴材料可选用黄油，测试点一般为3个，必要时可适当增加。③每根桩每个测点的测试次数不少于3次。④正式检测工作开始前应对测试方式、激振方式等进行试验确定，应对被检桩桩径进行测量。⑤注意收集施工及地勘资料。
3检测数量
按规范要求，静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值时，其试验数量为每单位工程同条件下的基桩总数的1%，且不少于3根桩，当桩总数在50根以内时，不应少于2根；低应变法检测桩身完整性时，设计等级为甲级，或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根。据此，布置本工程单桩竖向抗压静载试验数量为3根桩（占总桩数的1.4%），低应变法检测数量为63根桩，实际工作时低应变法共检测70根桩。
4检测结果分析
4.1单桩竖向抗压静载试验结果分析
本次静载试验完成的3根桩，试桩编号分别为1号、2号、3号。试验在有效桩顶标高处进行，由试验结果可知，各桩施加的最大荷载均为4 500 kN，其Q－S曲线均为缓变型曲线，见图1，说明各桩在最大荷载作用下均未达极限状态，但最大加载量均已达到设计要求的数值，故停止试验。依据JGJ106－2003规范，以最大加载值作为各桩单桩竖向抗压极限承载力，故本次静载试验各桩单桩竖向抗压极限承载力均为4 500 kN，特征值均为2 250 kN，满足设计要求。
静载试验时，对每一根锚桩的上拔量均进行了监测，结果在最大荷载（4 500 kN）作用下，各锚桩上拔量在1.73～2.54 mm之间，较小，经分析认为，不影响其作为工程桩的正常继续使用。本工程后压浆钻孔灌注桩在静载试验未做出其真正极限承载力时，其在4 500 kN及前所呈现出的是桩土体系的弹性特征，这一阶段其表现出的承载机理和性状与其他钻孔灌注桩没有明显的区别。
图1Q－S（KN）
（上图：桩身完整桩实测波形；下图：6 m左右轻度缺陷桩实测波形）
图2低应变法风法典型实测波形图
4.2低应变法检测结果分析
本工程用低应变法实际共检测70根桩，检测率为33.3%，经过处理分析，本工程低应变反射波法所测70根桩中，判定Ⅰ类桩66根，占检测桩总数的94.3%；Ⅱ类桩4根，占检测桩总数的5.7%；无Ⅲ类、Ⅳ类桩。
本工程灌注桩桩身波速在3 400～4 000 m/s之间，平均波速为3 685.7 m/s。低应变法典型实测波形图，见图2。
从实测结果可以看出，后压浆钻孔灌注桩低应变法实测曲线与低应变法本身的理论及其他类型灌注桩实测曲线没有明显区别。对于完整桩，其实测波形除了桩底反射外不存在桩中反射。对于轻度缺陷桩，其实测波形除了桩底反射外还存在桩中反射。
5结束语
综上所述，常规的静载试验与低应变法相组合的检测方法组合能够满足工程实际需要，必要时也可再考虑其他检测方法进一步解决复杂的工程问题。由工程桩静载试验结果说明，经过我们的技术处理，施工完全达到了设计的要求，这说明，它是符合工程实际的，是较实用的一种方法。
参考文献
1 马芹永.钻孔灌注桩质量检测标准及检测方法［J］.西安科技学院学报，2002（03）
Bored of the Quality of Testing Methods
Zhou Li
Abstract: After the grouting is a bored pile to improve capacity, reduce settlement of the pile after the building process technology, the bored pile construction process itself flawed, especially the existence of pile pile sediment significantly influenced the pile bearing capacity. After the grouting of the article on this bored detection methods are discussed.
Key words: bored; detection methods; static test
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”