樁基事故分析及補強加固措施

李俊

【摘要】樁基礎在工程建設當中有著廣泛的應用，而且數量伴隨著工程數量的增加還在持續的增加，在樁基礎應用日益廣泛的同時，由于地下施工不可預見因素較多，也經常出現一些樁基事故，影響工程質量和施工進度，需對其進行進加固處理。文章結合某工程實例就樁基事故出現的原因進行了分析，并提出了相應的補強加固處理措施。

【關鍵詞】樁基事故；原因分析；補強加固

一、工程概況與地質概況

某住宅樓平面形狀為凹字形，總建筑面積6000m2，長48.6m，寬30m，為7層框架填充墻結構，總高23.8m，最大柱距6m，底層柱最大軸力為2800kN，樁基為混凝土承臺—沉管灌注樁基礎。根據地質勘察報告和現場踏勘可知該工程場地原始地貌屬海灣漫灘，后為低洼水塘，是新近回填而成，地勢較為平坦，相對高差約0.30m。經鉆孔揭露，場地內的土層自上而下依次出現有：素填土、淤泥、粘土、礫砂、殘積粘性土。對擬建場地各土層進行分析，認為素填土層未完成自重固結作用，淤泥層呈流—軟塑狀，屬高壓縮性土，粘土、礫砂普通層薄，均不宜作為地基持力層；殘積粘性土標貫擊數標準值為18.3擊，力學性能好，是該建筑地基理想的持力層，故建議樁端座落于殘積粘性土上。

二、工程樁的設計

根據地質勘察報告和《建筑樁基技術規范》（JGJ94-94）的有關規定，結合本地區施工單位的技術和具有的機械設備，將該住宅樓基礎設計為混凝土承臺—沉管灌注樁基礎。灌注樁的樁端置于殘積粘性土上，設計樁徑為480mm，樁身混凝土強度等級C30，樁身縱向鋼筋6Φ14、螺旋箍筋Φ6@150，兩端設212加勁箍。樁中心距為1500mm，樁長28m—34m，要求樁端進入殘積粘性土不少于1000mm或最后2陣每10擊貫入度小于20mm要求單樁承載力R≥420kN。

由于該工程場地淤泥層較厚和水位較高等不良地質情況，為保證樁身混凝土質量，在樁基圖紙設計說明中和技術交底時，特別提出了沉管灌注樁施工過程中應跳打、復打、控制拔管速度、控制混凝土充盈系數等各項技術措施。

三、工程樁檢測情況

該住宅樓工程樁234根，根據規范要求隨機抽取6根樁（樁號：4號、48號、96號、143號、175號、233號）進行靜載試驗，試驗方法為慢速維持荷載法，試樁結果6根樁只有4號、233號樁達到承載力設計值，而其余4根樁均未達到設計值，且96號樁僅達到設計值的28%。為了確保樁基承載力可靠及建筑物的安全，有關單位決定再抽2根樁（樁號：89號、108號）進行靜載試驗，結果89號樁的單樁承載力達到設計值，而108號樁未達到設計值。為了進一步檢測工程樁基質量，又抽取29根樁進行樁身完整檢測，其檢測結果亦不夠不理想。無損檢測的工程樁占總樁數234根樁的12.4%，樁身完整的一類樁沒有，樁身基本完整的二類樁24根，占抽測樁數的82.8%，樁身局部破壞的三類樁5根，占抽測樁數的17.2%。

四、事故原因分析

從靜載試驗和無損檢測結果看，該工程樁出現了嚴重的質量事故，為查明原因，除了解現場施工情況和翻閱施工打樁記錄外，在離樁身周邊附近進行補鉆勘察，發現產生該住宅樓樁基工程質量事故原因主要有以下幾點：①原地質勘察報告反映的資料不夠準確，樁端持力層層頂標高相差較大，施工單位未能及時調整樁機設備，導致施工樁長沒有達到設計要求進入樁端持力層，這是單樁承載力達不到設計要求的主要原因；②施工單位沒有充分理解設計人員要求跳打的意圖，圖省事、方便而沒有進行跳打，是產生四類樁（樁身結構破壞，斷樁）的主要原因；③施工單位沒有采取嚴格控制拔管速率、混凝土充盈系數等措施，特別是在土層交界處沒有控制好拔管速率導致部分樁身縮頸；④地下水位高、豐富，礫砂層為含水層，屬空隙承壓水，導致該場地水壓高，孔隙水壓力不易消散。

五、靜壓樁技術補強加固

（一）補強加固方案的確定

從該住宅樓樁基靜載試驗和無損檢測資料、以及打樁施工記錄反映的情況和勘察補勘的資料，可判斷大部分樁的樁端并沒有進入設計要求的地基持力層，但樁身完整性問題不大。質監站的監督意見書認為該住宅樓樁基工程不合格，要么報廢，要么補強加固。根據靜載試驗，有部分工程樁單樁承載力達到設計要求，但大部分樁承載力低于設計承載值，并且承載力相差懸殊。如果對該住樓樁基工程進行加樁，必須檢測234根原工程樁的單根承載力，否則，無法確定各樁承臺下應加多少根樁，況且受樁的最小中心距和場地限制，全面補加樁是不可取的方案。應用靜壓樁技術，通過對原灌注樁樁頂進行處理，使其符合靜壓樁條件，通過靜壓，使每根樁進入殘積粘性土層，滿足單樁承載力要求，達到對原灌注樁補強加固的目的。

（二）壓樁施工要點

（1）補強加固后，單樁承載力必須達到420kN。由于原灌注樁施工已數月，樁周土體固結較牢等實際情況，經同建設、設計、監理、施工單位共同研究，并組織專家審查，對原樁施加啟動壓力值取1000kN，加壓后若樁產生松動且下沉0.2—0.3m時，則改用840kN壓力值壓樁至終止深度，并以840kN壓力重復兩次，間隙時為2—10分鐘，若樁體無下沉后則認為被施壓樁承載力達到設計值；如若以1000kN壓力施壓3次，原樁仍穩定不沉降者，則認為此樁已達到設計承載力。

（2）沉樁施工過程中，應隨時注意保持樁處于軸心受壓狀態，如有偏移應及時調正，以免發生樁頂破碎和斷樁質量事故；接樁施工中，應保持上、下節樁的軸線一致，并盡可能縮短接樁時間；測力儀器應注意保養、檢修和計量標定，以減小檢測誤差；施工中應隨著樁的下沉認真做好檢測記錄，保持壓樁機垂直壓樁。

（3）每根單樁處理完畢后，立即對樁身完整性進行復檢，驗證方案的可行性。

六、壓樁加固效果

該住宅樓沉管灌注樁應用靜壓樁技術補強加固后，原灌注樁樁端均進入設計要求的持力層，單樁承載力達到設計要求。通過靜壓樁的壓力值記錄，所取得的樁的單樁承載力數據比隨機抽檢試驗資料更全面、更直觀、更可靠。從壓樁記錄可了解到各樁施壓時有不同程度的下沉（0.2m—1.5m）。所有樁在840kN壓力作用下，最終達到穩定不沉降，原樁身完整性未受到明顯破壞，原灌注樁達到了補強加固的目的，且施工時間短，加固費用低，在樁基補強加固中具有推廣意義。

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