高液限土对静载试验结果的影响——以某商业综合大楼预应力管桩静载试验为例

高液限土对静载试验结果的影响——以某商业综合大楼预应力管桩静载试验为例

叶宗铭

叶宗铭

广州市番禺区建设工程质量检测中心

摘要番禺区某商业综合大楼预应力管桩进行单桩竖向抗压静载试验，Q～S曲线在第五级时出现明显缓变沉降，S-lgt曲线也缓变分布异常现象。根据其场地岩土工程地质条件，现场施工情况，试验桩异常沉降情况以及利用其他检测方法（反射波法低应变检测及水准仪沉降观测）结果，对检测结果进行分析，提出异常沉降的原因是地质环境因素高液限土液泥的影响。

关键词：预应力管桩抗压静载试验高液限土水准仪沉降观测

一、场地岩土工程地质概况

1、根据《番禺区某商业综合大楼场地岩土工程勘察报告》，场地岩土分层及其物理力学指标见表1。

2、从上述的工程勘察报告可以看出场地位于珠江冲积平原地带，现经人工回填平整，场地较平坦。上层的土质（淤泥）较为软弱属于高液土的一种。该土层受压时容易出现下沉，周边土层同时也会出现上浮现象，而顶层回填土由粘性土回填而成，含小量砂砾及碎石、砼块等，局部地段混杂较多碎石等建筑垃圾。该土层已初步完成固结，受压时局部地段混杂较多碎石的地块已经出现整体下沉的情况。

二、试验情况分析判断

1、基桩全面完工后，根据委托单位与有关单位研究协商待28天后选取10根桩广东省《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）中快速法有关试桩规定进行进行竖向抗压静载试验。检测中发现453#桩沉降异常，加载至第6级（2640kN）的几级时，承载力正常，Q～S（载荷－沉降）曲线出现缓变沉降，S-lgt曲线整体呈平缓规则排列。经现场观察：载何为3960KN时，作标记为1、载何为0KN时，作标记为2，发现桩周土出现明显下沉。应委托单位要求为了查明异常沉降的原因，再次对该桩进行试验性试验，并结合小应变检测、水准仪对基准梁和桩进行沉降观测。出现异常沉降的453#桩检测结果试验汇总表1及Q-S曲线见图1(第一次检测)。

2、低应变反射波动测法

⑴、低应变反射波法的基本原理是在桩顶竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等部位）或桩身截面面积变化（如缩径或扩径）时，该部位将产生反射波，经对反射波的放大、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息。通过对反射波信息进行分析计算，①判断桩身混凝土的完整性。②判断桩身缺陷的程度及其位置。用三种不同的手锤瞬态激振，测得453#桩的时域信号曲线。测试结果见图3。

⑵、从453#桩的时域信号曲线可知：桩身完整为Ⅰ类桩，桩身在3.5m左右桩身出现轻微同向反射，可能是软弱层液泥引起，软弱层液泥比较厚。

3、水准仪对基准梁和桩进行沉降观测

⑴、通过上述分析和现场观察可知：该桩身正常，3.5m左右开始软弱层（高液土）比较明显，从现场观察发现加载和缷载桩周土的位移对静载试验结果比较大。为了进一步了解桩周土对基准梁的影响，决定对该桩进行第二次检测同时用水准仪逐级对基准梁和桩进行沉降观测，确定桩周土对基准梁的影响。结果试验汇总表2及Q-s曲线见图2(第二次检测），水准仪逐级对基准梁和桩进行沉降观测见表3。

⑵、从沉降观测表3可以看出:桩沉降比较稳定，累计沉降为17mm左右，综合分析，该桩极限承载力为Ｑu≥4400kN,承载力特征值可取2200kN,满足设计要求。基准梁干扰较大，加载到3520KN后，基准梁上浮比较明显，最高时4400KN单级上浮达到28mm,直接影响静载检测结果。静载检测结果是由桩本身沉降和基准梁各干扰因素综合的结果。通过本次水准仪对基准梁和桩进行沉降观测可以发现，基准梁干扰较大，无法满足检测要求。

⑶、综合分析：通过对地质资料分析可知，该桩的附近的淤泥比较厚，回填土含小量砂砾及碎石、砼块等，局部地段混杂较多碎石等建筑垃圾。土层已初步完成固结，基本成为一个整体，当静载检测时，千斤顶未加压前，两支墩受的荷载最大，受压后土层出现整体下沉的情况；千斤顶加压后，荷载集中在桩上，两支墩受的荷载会逐级变小，到一定的荷载后土层整体上浮的情况比较明显；基准桩就在这土层的上面，基准梁随土层上浮而上浮。所以加载到3520KN后，静载检测结果就出现明显下沉的情况。后面在委托方的允可下，重新整理场地，加长基准梁减少土层的干扰，重新检测结果：累计沉降为15mm左右，综合分析，该桩极限承载力为Ｑu≥4400kN,承载力特征值可取2200kN,满足设计要求。静载试验地坪面上浮示意（图4）

结束语

高液限土细颗粒含量高，具有较强的吸水性、保水性容重轻、稳定性差、强度低，液限大于50%，塑性指数大于26%的为高液限土，路基难压实，极易导致“难压实、弹簧现象、边坡坍塌”等病害。液泥是高液限土的一种，其内部结构松散、膨胀性很大、粘性好、流塑好、粘聚力低,应力一应变关系明显的应变软化现象,强度的衰减来源于粘聚力遇水后的丧失,内摩擦角的降低明显。

珠三角地区位于珠江冲积平原地带，靠近沿海的地区的液泥都比较厚，在静载试验时，我们经常遇到上面土层干扰因素的影响，现场检测应更可能规范基准梁的架设以及锚桩、基准桩、试桩与支墩间的布置合理间距，减少上述因素的影响。作为一个合格的动测人员，对静载试验的特殊性必须予以足够的重视，充分认识和研究试验中出现的各种问题，结合各种相关检测方法进行验证，并给予合理的解决，否则会大大降低试验结果的可靠性。

参考文献:

[1]李广平、陈久照.广东省标准建筑地基基础检测规范（DBJ15-60-2008)

[2]李广平、陈久照.工程桩质量检测技术培训教材

[3]高液限土用于路基填筑时的控制问题