人工地基（桩基）检测安全点及事故处理蒲骁

人工地基（桩基）检测安全点及事故处理蒲骁

蒲骁江帆张文星原德蛟张博凯

西北综合勘察设计研究院陕西省西安市710003

摘要：以实际工程为例，对人工地基检测工作中发生的安全事故进行分析整理，总结出人工地基检测过程中各种事故发生的原因及处理办法，针对检测过程中容易发生的危险情况，提出检测前及过程中安全隐患的预防措施。

关键词：人工地基检测；钻探原位测试；面波测试；低应变测试；静载荷试验

随着社会高速发展，城市人口突增，城市土地资源日益稀少。人们不断提高着对建筑高度的追求。天然地基早已不能够满足当前建筑的需求。对天然地基的合理处理是工程师首先要解决的问题。生产力的提高和工程师的智慧的完美结合，诞生出许多种堪称经典的人工地基。人工地基即指为了提高地基承载力或降低消除原地基某些不利因素，而对天然地基进行特定方法处理的地基。目前我国几种主要的地基处理方法包括重锤夯击法、强夯法、碾压法、换填法、排水固结法、振冲法、挤密法和化学加固法等。虽然各种处理方法目前已经成熟，但由于地基的多样性、复杂性及不确定性，导致各种地基处理的结果不能够完全控制。所以每个工程的地基处理后，都必须进行人工地基检测。人工地基检测的方法有多种。例如静载荷法，高、低应变法，标贯、动力触探、静力触探，土工试验法及桩身钻芯法等。虽然桩基严格意义上讲不属于人工地基范围，但在我国实际人工地基检测中，基桩检测却是很重要的一部分。而且基桩的承载力静载荷试验检测法是最危险最容易出现安全事故的方法。所以本文着重介绍承载力检测中各种安全方面的隐患及事故处理方法。

1.工程实例一

我国某商品楼楼长×宽为为50m×28.65m，高99m，地上33层，地下2层，剪力墙结构。基础采用钢筋混凝土灌注桩（冲击成孔、后压浆技术），桩基设计等级为甲级。桩径750mm，试桩桩长为48m，有效桩长36.5m，试桩混凝土强度等级为C60；锚桩桩长为48m，锚桩混凝土强度等级为C50，锚桩钢筋采用16根HRB400。桩端和桩侧均采用后注浆技术，桩端注浆量不得少于1.9t；桩侧注浆量宜为两道，第一道距桩端12.0m，第二道距桩端24.0m，每道注浆量不得少于0.5t。要求试桩单桩竖向极限承载力达到12600kN。承载力采用单桩竖向抗压静载荷试验，锚桩横梁提供反力装置，共6根锚桩。锚桩钢筋与锚盘钢筋采用搭接焊连接。试验中用5根钢梁通过钢绞线连接锚盘，和锚桩形成一体。试验采用慢速维持荷载法，分10级加载，在加载至第十级时，钢绞线突然崩开，随即钢梁侧翻。根据对上述事故分析，导致试验失败原因总结为以下几点：1）锚盘钢筋与锚桩钢筋搭接焊焊接质量没有完全达到控制标准，焊缝强度不够。2）各个钢筋长短不一，有的出现弯曲现象，导致受力不均。有个别钢筋已经达到极限拉力，有的钢筋还未承受拉力。3）锚盘钢绞线安装时，由于不同的操作人员，安装力度不统一，受力不均，同第二条情况类似。导致个别锁具超过最大承载力，发生破坏，应力释放，此时力发生突变，其余锁具不能承受，导致连锁反应，同时破坏，钢绞线锁力完全消失，失去对钢梁的控制，导致钢梁侧翻，试验失败。通过以锚桩横梁装置提供反力的静载荷试验，有以下几个控制点，可保证试验安全进行。1）对锚桩钢筋及锚盘的钢筋进行抗拉承载力验算。以上述工程为例，试验最大加载量为12600kN，共有6根锚桩，每根锚桩承担拉力为2100kN。每根锚桩上共有16根钢筋，每根钢筋承受拉力为131.25kN。钢筋型号为HRB400，满足试验需求，并且有很大的安全储备空间。2）对钢筋焊缝的控制。根据规范要求，单面焊，焊缝长度不得小于10d（d为钢筋直径），双面焊不得小于5d。3）钢绞线的穿设。钢绞线的初始锁力均应大概一致。如果松紧不一（即锁力大小相差很大），在试验加载过程中，会发生部分钢绞线受力很大，甚至达到极限，而部分钢绞线却还处于松弛状态。这样就会导致部分钢绞线断裂，发生危险。

2.工程实例二

我国某高铁站第二10kV配电所工程桩检测为竖向抗压静载荷（浸水）试验。现场根据GB50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范要求，浸水坑以试验桩为中心，平面尺寸5m×5m，深度500mm，坑底铺设150mm厚度的砂石。试验配重的堆放：压重平台每个支座由两层水泥块同向放置组成（放置在浸水坑外，支座离试验浸水坑最近距离为），下层为3个水泥块，上层为2个水泥块。两个支座对称；压重平台为工字钢排架，和挑梁焊接为一体；上负配重155t，由5层水泥块同向放置组成。第一根试验桩于2016年7月28日14时开始试验；7月29日9时14分，第五级达到稳定，开始持续24h浸水；7月30日9时14分继续试验；7月30日14时试验加载至第十级，在第十级5min读数记录时，配重突然塌落。经过现场分析，导致试验配重倒塌的因素不是唯一的，主要原因为试验桩没有破到设计标高，混凝土桩头部位没有设置箍筋（相当于素混凝土桩头受压），再加上桩头外露钢筋处产生应力集中现象，当配重压力通过千斤顶传至试验桩上时，桩头发生剪切破坏，千斤顶随之倾倒，导致150t配重的压力突然全部落于两个支座上，由于试验过程中连续下雨，场地土体承载力很低，无法承受150t配重的动荷载，土体失稳，导致试验配重平台倒塌。堆载法静载试验通过以下几点途径，可以有效的消除安全隐患：1）依据试验荷载值验算天然地基承载力是否满足试验要求。以本工程为例，总配重为150t，两个支座分别承担75t荷载，天然地基受力面积为3个水泥块的面积，即2.60m2。天然地基承受力为297t。根据地勘报告，该试验场地的天然地基土承载力特征值为160kpa，满足试验荷载要求，试验过程中，地基土不会发生由于承载力不够而失稳。2）试桩桩头需要做专门的处理，保证试验过程中不因桩头破裂而发生事故。试桩桩头一倍直径范围内设置箍筋，铺设2层-3层钢筋网片，对于素混凝土桩可在桩头一倍范围内用钢套筒箍紧。3）配重的码放一定要平衡，保证重心与主梁在同一垂直面上，并且与千斤顶中心（即试桩中心）垂直重合。

3.事故原因

深层荷载试验主要受到检测深度、检测试验装置等因素影响，本文列举的案例，其原因为深层荷载试验未达到预定要求。在地基安全检测中，未将试验桩和竣工验收工程桩的抽样进行分离检测。在检测时，两种基桩的静载试验目的各异：试验桩的目的是试验桩型、判断校准桩的各类参数、以及施工工艺系数，为检验桩的设计提供参考；其次，在灌注检测基桩时，基桩首末两段的承载压力不平衡，导致地基检测结果失准；最后，换填垫桩的施工问题，在对低层建筑物的地基进行检测时，一般会使用换填垫桩法，但是这种检测方法存在一定的局限性，在运用过程中应该注意。

4.检测事故处理方案

（1）检测事故发现此次检测试验事故之后，由建设单位组织施工、监理、设计、地勘先进单位，成立了专门的事故处理小组（通过阅施工过程中的资料，确认了以下事实：该桩基的施工确认已经开挖至设计要求的持力层——第6层砾质粘土层，且已经经过监理、地勘等部门的验收认可；从抽芯检测及低应变检测结果来看，该批人工挖孔桩桩身混凝土完整无缺陷、桩底沉渣厚度在50mm以内，整个试验过程无异常状况发生，但鉴于此检测单位在深层平板载荷试验中出现的失误，此试验结果应重新复核；按照《建筑地基础设计规范》第3条所述，该工程地基基础设计等级应为丙级，而现行设计、施工及验收规范，对丙级地基础的检测并无进行静载荷试验或相关替代试验的明确要求；由于检测报告的滞后，至该报告提供时止，已有两栋建筑物完成主体二层（调阅此两个栋号的沉降观测记录，其最大沉降为1mm，最小为0，各观测点均匀沉降，符合《建筑地基础设计规范》第5条的相关要求。（2）事故处理基于以上实际情况，由建筑单位、施工单位、监理单位、设计单位及勘探单位五方质量责任主体共同决定，对此次桩基检测事故，按照以下流程进行处理：桩底土质已经监理及勘探单位的验收，达到设计之要求的持力层标准；施工单位重新对各栋号进行抽芯检测，试验单位应重新选择，抽芯检测要达到以下目的：重新检测桩身砼质量；重新检测桩底沉渣厚度；在建设单位、监理单位的监督下，四个栋号共抽取三根施工情况最不理想的桩，剥除承台，进行静载荷试验，施工情况不理想，指施工过程中地下水浸泡时间长、或桩底土质弱于其它部位、或桩底沉渣清理不理想的桩。施工单位依据《建筑变形测量规范》及《建筑地基基础设计规范》的相关要求，继续保持对该四栋住宅的沉降观测，如出现异常情况，及时向监理单位及建设单位汇报；在所人重新检测结果合格的前提下，该基础工程应判定为合格工程，同意验收。

5.结语

以上两个工程是目前人工地基检测中较具代表性的安全事故实例。锚桩法和堆载法是目前静载试验中运用最为广泛的方法。其特点是试验结果直观、准确，但危险性也是同其他试验相比最大的。不过，只要我们现场试验人员认真仔细将试验过行程中能够预见的安全隐患一一予以考虑，认真分析试验过程中尽量避免就一定能够安全的完美的完成试验任务。

参考文献：

[1]任宇涛，韩晓雷，李素娟.人工挖孔托换桩在湿陷性黄土地基事故处理中的应用[J].工业建筑，2010，40（6）：118-122.

[2]左国科.桩基础检测事故的处理与监测[J].中小企业管理与科技旬刊，2010（18）：189-190.