既有建筑地下室微型钢管桩承载力检测技术研究

广东土木与建筑
GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING
2018年6月
第25卷第6期JUN 2018
Vol 25No.60引言
微型桩是以树根桩为基础发展起来的一种小直
径桩，桩径一般为90~300mm ，而微型钢管桩是指采
用钢管作为加强体的一类微型桩。

通过对微型钢管桩的受力机理进行研究后，发现了它在边坡稳定及复杂地基的问题处理方面的优势。

由于微型钢管桩具有地
层适应性强、布置形式更灵活、施工占用场地小、成孔快及施工机械小型化等诸多优点，近年来在建筑物加固、基础托换等工程中得到越来越广泛的应用[1-4]。

而对于既有建筑地下室地基基础的加固，由于设计要求和施工条件的限制，微型钢管桩的优势更加明显，而同时由于场地狭小，层高限制，无法采用堆载法进行承载力试验[5]，所以如何对加固后的微型钢管桩承载力进行检测，也成为竣工验收面临的一个难题。

综上所述，拟对既有建筑地下室微型钢管桩的检
测方法及加载反力装置进行研究，并结合具体工程实例探索检测方法的适用性和加载反力装置的稳定性，为相关工程的微型钢管桩承载力检测提供参考。

1项目概况及检测方法的确定
佛山市某工程位于佛山市南海区，
最初设计地上5层，地下3层，地基上部约0.00~3.00m 为强风化岩，
3.00~10.00m 为中风化岩。

建成后由于其它需要，拟进
行加层，考虑到施工场地的限制，
基础采用194mm （壁厚8mm ）的微型钢管桩进行加固，
钢管桩材质采用Q235B ，桩长11~15m ，嵌入微风化岩层，单桩承载力特征值为900kN 。

对于桩基础，根据相关规范要求应进行桩身完整性检测和单桩承载力检测。

由于微型钢管桩的材质是
由钢材组成的空心结构，壁厚只有10mm ，常规的桩
身完整性检测方法如低应变，钻芯法等对其均不适用，鉴于微型桩钢管桩数量较少，经各方主体协商并报监督站同意，决定仅进行单桩承载力检测。

经现场踏勘，由于试验现场条件限制，地下室已施工，场地工作面狭小，层高低，试验设备无法运入场内，无法采用常规堆载法进行检测。

鉴于锚桩法一般不受现场条件和试验荷载限制
的特点，决定采用锚桩法进行试验。

锚桩法是将被测桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来，依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起，
由被连接的锚桩提供反力。

提供反力的大小由锚桩数量、
反力架强度和被连接锚桩的抗拔力决定。

由于被测桩周围无可利用的工程桩，考虑到试验吨位不大，经计算分析后决定采用锚筋替代锚桩，通过设计并加工出锚筋横梁反力装置来提供荷载反力。

既有建筑地下室微型钢管桩承载力检测技术研究
温世聪，毛良基，李宗慰
（广东省建筑科学研究院集团股份有限公司
广州510500）
摘要：随着微型钢管桩的广泛应用，
其在既有建筑地下室地基基础加固工程中的优势也逐渐显现出来，而由于现场条件限制，导致无法采用常规的堆载法对其进行单桩承载力检测。

结合锚桩法不受场地条件限制以及微型钢管桩单桩承载力低的特点，
提出了采用锚筋法替代锚桩法进行试验，最终顺利完成了微型钢管桩的单桩承载力检测。

关键词：既有建筑；微型钢管桩；锚筋横梁反力；单桩承载力中图分类号：TU473.1文献标志码：A 文章编号：1671-4563（2018）
06-039-03
Wen Shicong ，Mao Liangji ，Li Zongwei
（Guangdong Provincial Academy of Building Research Group Co.，
Ltd.Guangzhou 510500，China ）
the widespread application of micro steel pipe pile ，its advantages in the reinforcement of foundations for existing buildings in the basement have gradually emerged ，due to the limitation of on-site conditions ，conventional over-load methods cannot be used to test the Bearing capacity of single bined with the characteristics of anchor pile method is not limited by site conditions and low bearing ca-pacity of single pile of micro steel pipe pile.It is proposed that the method of anchor bar method is used instead of anchor pile method ，final-ly the bearing capacity of single pile of the micro steel pipe pile is successfully
tested.
building ；micro steel pipe pile ；anchor bar cross beam counterforce ；bearing capacity of single pile
39
图2
锚筋连接装置示意图
Fig.2
Schematic of Anchor Bar Connecting Device
植入632钢筋
T30×150×150
200
450
150
75
15
632钢筋
植入底板内480mm
表1受检桩、锚桩和基准桩之间的中心距离Tab.1
The Centre Distance between the Tested Pile ，Anchor Pile and Reference Pile
注）d 为受检桩的直径。

反力装置受检桩中心与锚桩中心受检桩中心与基准桩中心基准桩中心与
锚桩中心锚桩横梁
≥3d 且>2m
3d 且>2m
≥3d 且>2m
2
锚筋横梁反力装置的研制
2.1
横梁反力装置的设计
横梁反力装置的设计应综合考虑承载力、
间距和设备高度的要求，应既能满足承受最大试验荷载
1800kN 的要求，又能满足锚桩中心与受检桩中心的
距离达到规范要求，也能满足千斤顶与横梁之间空隙在30mm 内。

根据文献[6]，受检桩、锚桩和基准桩之
间的中心距离要求见如表1所示。

如表1所示，由于桩径较小，所以锚桩中心与受检桩中心的距离只应满足>2m 的要求即可。

经过构件受力与稳定性计算，得出横梁与钢柱的形状与尺寸如
图1所示。

2.2
锚筋连接装置的设计
锚筋连接装置由于需承受最大试验荷载1800kN ，
故每侧应能提供至少900kN 的反力。

经过构件受力
与稳定性计算，得出每边应采用6根32钢筋，植入底板480mm ，通过螺栓与钢柱底板固定，
锚筋连接装置示意图如图2所示。

3设备的现场焊接与安装
由于现场条件限制，无法将工厂加工好的钢梁运
至检测场地，只能将零部件运至检测场地，在现场加工、焊接并安装，所以焊接的质量对试验的成功起到至关重要的作用。

试验装置的所有钢材材质均为Q345B ，柱翼缘和
腹板均与型钢梁满焊，
采用焊高h f =10mm ；所有焊缝连接等级均为三级。

采用手工焊时，钢结构采用
E5001或E5003焊条；自动焊接和半自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与主体金属的强度相匹配。

焊丝应符合现行国家标准《焊接用钢丝：GB1300-77》的规定，具体可由施工单位根据焊机选用。

首先应先将两边钢柱焊接并安装好，
利用螺栓与锚筋连接固定，然后将横梁焊接好后放置到钢柱上再与钢柱进行焊接。

完工后的横梁反力装置如图3所
示，锚筋连接装置如图4所示。

4现场检测及结果分析
锚筋横梁反力装置安装完成后，
在桩顶与横梁之间放置油压千斤顶，通过油泵加载进行单桩抗压承载力试验，目的是检测桩的竖向抗压承载力是否满足设
计要求。

本次试验按照文献［6］要求，最大试验荷载取单桩抗压承载力特征值的2倍，即1800kN ，试验时采用快速维持荷载法进行
分级加载。

图3
横梁反力装置现场图
Fig.3Cross Beam
Counterforce Device on Site
图4锚筋连接装置现场图
Fig.4
Anchor Bar Connecting Device on Site
图1
横梁反力装置示意图Fig.1
Schematic of Cross Beam Counterforce
Device Schematic
1-1
钢柱
H400×400×20×30
H700×400×20×30
5000
275275
H700×500×20×30
钢柱
钢柱
1
1
40
图5
东塔11#
桩检测结果曲线图
Fig.5
Test Result Curves of East Tower 11#
Pile
s mm
Q kN
s mm
360
720
1080
1440
180016.00
14.4012.8011.209.608.006.404.803.201.600.00⒜Q-s 曲线
16.00
14.4012.8011.209.608.006.404.803.201.600.00⒝s -lg t 曲线
t min
5
15
30
4560
120
表2
检测结果汇总表
Tab.2
Test Result Summary Table 桩号桩长
m
单桩抗压承载力特征值kN
单桩极限承载力kN 最大沉降量
mm 东塔11.00900180014.10西塔
11.00
900
1800
35.94
本次由委托单位确定检测2根微型钢管桩，
利用锚筋横梁反力装置顺利完成了单桩承载力检测。

检测过程中试验装置状况良好，未出现异常情况；出现异常应马上终止试验并进行补焊。

检测完成后对试验装置进行了全方位检查，在横梁主要受力位置、焊接位置和锚筋连接处均未发生比较明显的变形，工作状态良好，检测结果可靠。

检测结果汇总表如表2所示，Q ~s 曲线和s ~lg t 曲
线如图5、图6所示。

通过以上两根桩的检测结果可以看出，
第1根桩沉降不大，
第2根桩沉降稍大，但两根桩Q ~s 曲线均相对平缓，s ~lg t 曲线均呈平缓规则排列，
综合分析，两根桩的单桩承载力均满足设计要求。

5结论
⑴反力梁的设计应综合各个因素进行考虑，
反力梁的长度应结合相关规范中关于锚桩横梁反力装
置受检桩、锚桩和基准桩的间距要求；反力梁的高度和结构构造应根据最大试验荷载进行综合考虑。

⑵锚筋连接装置应计算出锚筋与混凝土摩擦力
确定锚筋数量与锚固长度，螺栓应能将钢柱底板完全固定，不能留有缝隙，保证加载过程中不松动。

⑶现场焊接质量是试验成功与否的关键，应严
格按照相关标准进行焊接，保证焊接质量，试验过程中随时观察焊缝情况，出现异常应马上终止试验并进
行补焊，保证数据准确。

参考文献
［1］李湛，滕延京，李钦锐，等.既有建筑加固工程的微型桩技
术［J ］.土木工程学报，2015（S2）：197-201.
［2］龚欢，陈一乔，何嘉伟.微型桩侧向约束导向钻进施工技术
研究［J ］.广东土木与建筑，2017，24（3）：43-45.
［3］赵文强.土岩基坑支护中微型钢管桩原位试验研究［J ］.
工业建筑，2015，45（S1）：1124-1128.
［4］谢永盛.大直径微型钢管桩桩基托换技术在地铁施工中的
应用［J ］.隧道建设，2012，32（4）：537-543.
［5］叶波.微型钢管桩基础加固的设计与施工［J ］.资源信息
与工程，2016，31（2）：170-171.
［6］建筑地基基础检测规范：DBJ 15-60-2008［S ］.北京：
中国建筑工业出版社，2008.
⒜Q-s 曲线
图6
西塔10#桩检测结果曲线图
Fig.6
Test Result Curves of West Tower 10#Pile
⒝s -lg t 曲线
s mm
Q kN
s mm
360
720
1080
1440
1800
40.00
36.0032.0028.0024.0020.0016.0012.008.004.000.00
t min
5
15
304560
120
40.00
36.0032.0028.0024.0020.0016.0012.008.004.000.00
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