建筑基礎設計是結構設計中重要組成部分,關系著上層建筑的安全和穩定。地產高周轉時代,為了快速達成預售節點,項目往往忽略了前期試樁這一過程,僅依靠勘察、設計與施工的常規經驗進行工程樁基和復合地基的設計與施工,導致后期存在樁基和復合地基承載力不滿足、施工質量不達標的風險。
一、試樁目的
1.通過試樁,驗證勘察報告中所提的設計參數是否合理,為基礎設計提供準確、可靠的設計依據,確保所選樁型的可行性與安全性、提升基礎設計的經濟性;
2.通過試樁,驗證樁基施工的可行性,確定最佳施工方案和關鍵工序的控制要點,確保后期工程樁的施工質量。
二、試樁的適用范圍
(一)根據《建筑地基基礎設計規范》、《建筑基樁檢測技術規范》和《建筑樁基技術規范》的相關規定及相關項目經驗,以下項目應提前進行試樁工作:
1.基礎設計等級為甲級的建筑樁基;
2.無相關試樁資料可參考的設計等級為乙級的樁基;
3.地基條件復雜、基樁施工質量可靠性低;
4.本地區采用的新樁型或采用新工藝成樁的樁基。
(二)當樁基設計等級為乙級,且項目場地周邊有可靠的相同條件樁型(樁徑、樁長、樁間距、單樁/復合承載力特征值相近)的檢測資料和施工經驗時,可以不再試樁,但須提前與勘察單位、施工圖設計單位、樁基施工單位溝通。
三、試樁流程
試樁工作應在項目建筑方案確定、基礎初步選型、地勘中間報告完成后進行。
首先,溝通設計單位根據地勘中間報告提供試樁圖;
其次,項目部組織樁基施工單位編制試樁施工方案、樁基檢測單位編制試樁檢測方案,同時要求施工圖設計單位、勘察單位、監理單位對方案復核確認;
最后,完成試驗樁施工、檢測工作,確保試驗樁施工質量可靠、檢測結果準確。
根據試樁報告,組織基礎論證會,根據勘察報告和基樁檢測結果,修正勘察報告中的巖土力學指標和樁基設計參數,確定最終基礎形式。
四、試樁圖技術要求
(一)試樁圖技術要求
1.設計單位應根據勘察中間報告、基礎方案比選情況以及施工現場情況出具試樁圖,圖紙應包括試驗樁設計要求、施工和檢測要求以及試驗樁位置等。
2.設計要求應明確:樁型、有效樁長、樁徑、樁間距、檢測樁頂標高、樁端持力層、進入樁端持力層的深度、樁身垂直度和特殊地質條件下的其他要求等。同一組試驗樁應保證地基條件、樁長相近,樁端持力層、樁型、樁徑、成樁工藝相同,基樁數量不應少于3根,宜為4根。
3.施工和檢測要求應明確:成樁工藝、施工記錄準確完整、試驗樁檢測時間和檢測方法、預計可能達到的單樁極限承載力標準值、承載力檢測加載分級等。
4.試樁圖中應給出試驗樁的定位;試驗樁位置的選擇應具有代表性,宜避開主樓和其他特殊地上建筑物5m以上,選擇地質情況較不利的位置。
5.設計單位應根據預計可能達到的單樁極限承載力標準值確定試驗樁的樁身強度,并預留一定安全富余量;不能因為試驗樁樁身極限承載力不足而影響樁的承載力的確定,避免造成浪費。
(二)常用樁基的其他要求
1.CFG樁復合地基
試樁圖應明確基底持力層、基底持力層承載力特征值、單樁和復合地基承載力特征值、CFG樁混凝土強度等級等內容。
CFG試驗樁施工時應高出設計標高不少于0.5m。
應對CFG樁單樁進行靜載荷試驗;如有必要,可對CFG樁復合地基進行靜載荷試驗。
試樁圖中應提醒,在基樁檢測時,開挖和截樁應采取可靠措施,不得造成樁身破壞或樁間土擾動,同時應對樁頭采取可靠的保護措施。
2.高強預應力混凝土管樁
試樁圖應明確高強預應力混凝土管樁種類(即A型、AB型、B型還是C型)、混凝土強度等級、壁厚、接樁要求、是否采用樁尖及樁尖類型等內容。
沉樁的控制深度應根據地質條件、貫入度、壓樁力、設計樁長、標高等因素綜合確定。當樁端持力層為一般土層時,應以標高控制為主,貫入度、壓樁力控制為輔;當樁端達到堅硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土、碎石類土及風化巖時,應以貫入度、壓樁力控制為主,標高控制為輔。
采用錘擊法沉樁時,宜“重錘輕擊”,試樁圖應給出每根樁最大總錘擊數、最后1m最大沉樁錘擊數和最后三陣貫入度的要求;采用靜壓法沉樁時,試樁圖應給出最大壓樁力和復壓要求。
試樁圖中應提醒,在基樁檢測時,樁頭應采取可靠的保護措施。
3.灌注樁
試樁圖應明確灌注樁成樁工藝、樁身混凝土強度、鋼筋型號、樁身配筋、是否采用后注漿及注漿終止條件等內容。
灌注樁超灌高度宜為0.8~1.0m,鑿除泛漿后須保證暴露的樁頂混凝土強度達到設計等級。
試樁圖中應提醒,在基樁檢測時,樁頭應采取可靠的保護措施。
4.載體樁
試樁圖應明確載體樁持力層、被加固土層、樁身類型、載體(填料)要求、三擊貫入度和成樁工藝等。當樁身采用現澆混凝土時,應給出混凝土強度、配筋要求等;當樁身采用高強預應力管樁時,應明確擬采用管樁的相關要求。
5.高壓噴射擴大頭抗浮錨桿
當建筑物需要采用抗浮錨桿抵抗水浮力時,應首選高壓噴射擴大頭抗浮錨桿;當其無法適用時,可采用其他類型錨桿。
抗浮錨桿的極限抗拔設計承載力應通過現場試驗確定。
抗浮錨桿試樁圖應明確錨桿持力層及進入深度、錨固段孔徑和長度、擴體段直徑和長度、錨桿間距、錨桿鋼筋類型和保護層厚度、灌漿體材料要求、防腐構造等級、施工工藝參數等,并給出錨桿節點構造圖和剖面圖。
抗浮錨桿承載力荷載試驗的加載量不應小于錨桿承載力特征值的2倍,加載方式應采用分級循環加載法。
五、試驗樁檢測要求
1.試驗樁在施工完成后,應進行樁身完整性和單樁承載力檢測。樁身完整性檢測應在承載力檢測之前,且當確定為Ⅰ類或Ⅱ類樁后,才可進行單樁承載力檢測。
2.一般情況下,可采用低應變法檢測混凝土樁的樁身完整性,判定樁身的缺陷程度及位置。對于樁長超長、樁身截面多變且變幅較大或樁身存在多處缺陷的混凝土樁,應采用其他方法輔助驗證低應變檢測的有效性。當采用低應變法檢測時,受檢樁混凝土強度不應低于設計強度的70%,且不應低于15MPa。
3.樁身完整性檢測和承載力檢測,應在基坑開挖至基底設計標高后進行, 基樁檢測時樁周土應挖除。
4.承載力檢測應采用破壞性試驗,以便最大限度的了解基樁的極限承載力,提高基礎設計的經濟性。
5.檢測單位根據試樁圖中所提的預計可能達到的單樁極限承載力標準值進行配重檢測。試驗加載分級一般為10~15級,當設計對單樁承載力有較高或較精確的要求時,可適當增加分級數量。
6.試驗樁檢測時間應按照試樁圖中的要求,充分考慮巖土體的休止時間和混凝土的齡期。尤其對于高強預應力混凝土管樁,后期極限承載力既可能隨土體固結逐漸增加,也可能隨孔隙水壓力的消散而減小。