李家釗，宋富新

（1、廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)總站有限公司 廣州 510500；2、廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司 廣州 510500）

0 引言

高應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性和承載力，自20 世紀(jì)80 年代中期開始引入國(guó)內(nèi)，至今已有30 多年的歷史，經(jīng)過(guò)幾代工程技術(shù)人員的不懈努力，得到不斷改進(jìn)和完善［1］。作為我國(guó)最早引入和開展高應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)的單位之一，對(duì)高應(yīng)變法的應(yīng)用和推廣做了大量的工作，目前擁有近20 款不同重量的重錘設(shè)備，最大達(dá)到80 t［2-3］。隨著錘重的不斷提升，測(cè)試能力也大幅提升，大直徑灌注樁測(cè)力技術(shù)的發(fā)展提高了測(cè)試準(zhǔn)確性，在眾多技術(shù)人員的努力下，高應(yīng)變法整體的測(cè)試水平取得長(zhǎng)足進(jìn)步［4-7］。但隨著錘重的增大，對(duì)吊裝能力和場(chǎng)地的要求也越來(lái)越高。大量的高承載力大直徑灌注樁因檢測(cè)設(shè)備能力限制或受場(chǎng)地條件限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)承載力檢測(cè)。針對(duì)以上難題，成功研制出步履式自移位自提升大噸位高應(yīng)變檢測(cè)平臺(tái)，應(yīng)用于多個(gè)項(xiàng)目，現(xiàn)將工程案例與同行分享。

1 檢測(cè)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

工程樁傳統(tǒng)高應(yīng)變法檢測(cè)采用吊車提升重錘，在達(dá)到目標(biāo)高度后釋放重錘自由下落沖擊被檢樁以測(cè)試承載力。［8-9］為解決吊車的吊裝能力，實(shí)現(xiàn)重錘提升，平臺(tái)自帶提升系統(tǒng)替代吊車提升重錘；為解決復(fù)雜場(chǎng)地，如深基坑內(nèi)或者大開挖場(chǎng)地的樁基工程受場(chǎng)地條件限制，大型吊車無(wú)法就位配合，平臺(tái)采用步履式行走模式，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地內(nèi)負(fù)重移位。

2 工程實(shí)例

2.1 工程實(shí)例1

2.1.1 工程概況

某項(xiàng)目位于廣州市某區(qū)，建設(shè)用地面積約6 700 m2，建筑面積約78 000 m2，地下3 層，基坑開挖深度達(dá)到-13 m，地上為28～30 層住宅，屬于高層建筑，塔樓主體擬采用剪力墻結(jié)構(gòu)。前期樁基礎(chǔ)采取地面施工，控制樁頂標(biāo)高的形式。由于詳勘和超前鉆資料誤判，大部分樁長(zhǎng)約30 m，基坑開挖后，樁基礎(chǔ)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)大部分樁底持力層不滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)地質(zhì)狀況補(bǔ)勘，大面積存在串珠式溶洞，從坑底起算，大部分埋深超過(guò)了50 m。通過(guò)聘請(qǐng)專家組與設(shè)計(jì)單位共同研判，本項(xiàng)目需補(bǔ)樁59 根，樁長(zhǎng)大部分達(dá)到50 m 以上?；陧?xiàng)目地質(zhì)狀況的復(fù)雜性，在已開挖基坑內(nèi)重新施工的樁基承載力檢測(cè)與評(píng)估成為一道難題。擬檢測(cè)成樁情況如表1所示。

表1 實(shí)例1檢測(cè)樁成樁參數(shù)Tab.1 Pile-forming Parameters of Example 1 Test Piles

2.1.2 地質(zhì)勘查情況

本項(xiàng)目處于巖溶地質(zhì)區(qū)域，地質(zhì)狀況復(fù)雜。［10］根據(jù)地質(zhì)（補(bǔ)）勘察報(bào)告揭示，補(bǔ)勘標(biāo)高從坑底起計(jì)，主要土層包括雜填土、粉質(zhì)黏土、中粗砂、中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r，串珠狀溶洞，強(qiáng)、全風(fēng)化碎裂巖交替出現(xiàn)，微風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r等，擬選取微風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r作為場(chǎng)地內(nèi)建構(gòu)筑物樁基持力層，呈層狀，芯樣破碎，裂隙發(fā)育。試驗(yàn)樁區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況如表2所示。

表2 實(shí)例1地質(zhì)情況Tab.2 Geological Conditions of Example 1

2.1.3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及結(jié)果

采用步履式自移位自提升大噸位高應(yīng)變檢測(cè)平臺(tái)，搭載23 t 重錘，設(shè)備通過(guò)大型吊車在靠近基坑邊的位置組裝，組裝時(shí)間約90 min；組裝點(diǎn)到測(cè)試點(diǎn)距離約40 m 左右，行走時(shí)間約70 min。樁與樁之間約5 m，每根樁的移位時(shí)間約40 min，本項(xiàng)目完成5 根樁測(cè)試約8 h，跟理想控制時(shí)間接近，現(xiàn)場(chǎng)移位及測(cè)試如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)移位及測(cè)試Fig.1 Site Displacement and Test

測(cè)試過(guò)程中，自由落錘較常規(guī)高應(yīng)變更平穩(wěn)，有效提升采集的信號(hào)質(zhì)量，有利于數(shù)據(jù)分析的客觀性，檢測(cè)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、可靠，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)信號(hào)如圖2所示。

圖2 實(shí)例1樁實(shí)測(cè)信號(hào)Fig.2 Measured Signal of the Example 1 Pile

2.2 工程實(shí)例2

2.2.1 工程概況

某項(xiàng)目位于廣州市某區(qū)，地下2 層，基坑開挖深度達(dá)到-8.0 m，樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑1 000 mm，承載力特征值6 500 kN，設(shè)計(jì)樁端持力層為微風(fēng)化灰?guī)r。鉆芯法前期樁基礎(chǔ)采取地面施工，將樁基承載力檢測(cè)樁引至地面進(jìn)行靜載試驗(yàn)，完成靜載試驗(yàn)后再進(jìn)坑開挖。擬檢測(cè)成樁情況如表3所示。

表3 實(shí)例2檢測(cè)樁成樁參數(shù)Tab.3 Pile-forming Parameters of Example 2 Test Piles

2.2.2 地質(zhì)勘查情況

本項(xiàng)目與實(shí)例1 相隔較近，同位于廣州市巖溶地質(zhì)區(qū)域，地質(zhì)狀況復(fù)雜，巖層落差大。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告揭示，土層包括雜填土，粉質(zhì)黏土，中風(fēng)化灰?guī)r，溶洞見(jiàn)洞率較低，微風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r等，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，選取微風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r作為場(chǎng)地內(nèi)建構(gòu)筑物樁基持力層，芯樣較破碎，裂隙發(fā)育。試驗(yàn)樁區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況如表4所示。

表4 實(shí)例2地質(zhì)情況Tab.4 Geological Conditions of Example 2

2.2.3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及結(jié)果

基坑開挖后，樁基礎(chǔ)鉆芯法檢測(cè)，芯樣照片如圖3所示，檢測(cè)結(jié)果顯示41#樁的樁端持力層軟弱破碎，不滿足設(shè)計(jì)要求?；陧?xiàng)目基坑已完成大開挖，繼續(xù)采用靜載驗(yàn)證該樁承載力代價(jià)高昂，且耽誤工期，業(yè)主組織的專家會(huì)確定，采用高應(yīng)變法檢測(cè)41#及鄰近的30#樁單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。

圖3 鉆芯法芯樣Fig.3 Core Sample of Core Drilling Method

采用步履式自移位自提升大噸位高應(yīng)變檢測(cè)平臺(tái)，搭載40 t重錘，檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)如圖4所示。本項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試點(diǎn)離基坑邊約45 m，按計(jì)劃當(dāng)天完成順利完成3 根樁測(cè)試。根據(jù)實(shí)測(cè)信號(hào)顯示，41#樁樁底軟弱，承載力不滿足設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)信號(hào)如圖5所示。

圖4 檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)Fig.4 Test Site

圖5 實(shí)例2樁實(shí)測(cè)信號(hào)Fig.5 Measured Signal of the Example 2 Pile

3 檢測(cè)平臺(tái)優(yōu)點(diǎn)

步履式自移位自提升大噸位高應(yīng)變檢測(cè)平臺(tái)已成功應(yīng)用于多個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目，實(shí)踐表明本平臺(tái)已達(dá)到研發(fā)的目的，能解決復(fù)雜場(chǎng)地的大噸位高應(yīng)變?cè)囼?yàn)存在的難題，并具有以下優(yōu)點(diǎn)：

⑴實(shí)現(xiàn)了高應(yīng)變?cè)O(shè)備的自移位功能，大大降低了對(duì)吊車的吊裝能力要求，能完成遠(yuǎn)離基坑邊的工程樁檢測(cè)；

⑵實(shí)現(xiàn)了高應(yīng)變重錘的自提升功能，重錘的提升和下落不再需要吊車配合，試驗(yàn)過(guò)程更加安全；

⑶ 落錘導(dǎo)向架具備折疊功能，凈空要求降至4.5 m，能絕大多數(shù)的內(nèi)撐基坑中行走。

⑷平臺(tái)具有水平調(diào)節(jié)功能，有效保證了重錘在下落和碰撞過(guò)程的方向與重力線一致，大大減小了重錘偏心的情況，碰撞過(guò)程更加平穩(wěn)。

4 總結(jié)

步履式自移位自提升大噸位高應(yīng)變檢測(cè)平臺(tái)的成功試驗(yàn)，能解決大數(shù)復(fù)雜場(chǎng)地的測(cè)試問(wèn)題，有效提高了高應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性和承載力的普適性；該平臺(tái)能搭載最大噸位為80 t 的重錘，大大提升了高應(yīng)變法檢測(cè)能力；同時(shí)，為存在質(zhì)量缺陷的工程樁以及缺陷樁加固補(bǔ)強(qiáng)后的承載力檢測(cè)與判定提供了技術(shù)保障，促進(jìn)了檢測(cè)行業(yè)的發(fā)展。