桩基础工程质量事故处理

桩基础工程质量事故处理
摘要：本文对目前应用广泛的几种桩在施工过程中容易出现的质量问题进行了阐述，并分析了出现质量事故的原因，然后通过对具体桩基础施工质量事故的案例分析，总结出了桩基础工程质量事故的处理办法。

关键词：桩基础；管桩；质量问题；预应力管桩施工
文章编号：1674-3954（2013）09-0135-02
1 引言
近些年来，随着国民经济的持续增长和科学技术水平的不断提高，建筑业迅速发展。

在建设速度和工程质量上都较以前有了较大的提高。

但是，我们不得不承认仍然存在很多工程质量问题。

特别是随着建筑用地资源的日益紧张，许多高层建筑拔地而起，而高层建筑质量的好坏很大程度上取决于桩基础的质量，并且桩基础工程属于地下隐蔽工程，按照目前我国掌握的检测手段，在施工完毕后很难检测出工程质量问题。

因此，从设计和施工过程中对桩基础工程可能出现的质量问题进行研究是十分必要的。

2 各类桩基础工程施工中常见的质量问题及原因分析
2.1管桩
目前国内普遍使用管桩是预应力钢筋混凝土管桩，从整体来看，所用管桩的质量还是比较好的，至今未出现过重大的质量事故。

但是，在施工过程当中，由于受桩本身质量、场地地质条件、设计及
业主管理等各种因素的影响，也多次出现过管桩桩身破裂、倾斜、承载力偏低、沉降量过大等质量问题。

2.1.1管桩的工程质量问题
总体来说，管桩的工程质量问题包括以下几个方面：
①桩位及桩身倾斜过大，超过规范要求；②桩身（包括桩尖和接头）破损断裂；③桩端达不到设计持力层；④单桩承载力达不到设计要求；⑤基坑开挖不当，引起大面积群桩倾斜；⑥桩身上浮等。

2.1.2原因分析
（1）是工程勘察阶段工作出现问题，主要包括以下几点：
①勘察点太少。

对于地质复杂多变的地区勘察点要在规范基础上适当加密。

有些建设单位却为了节省勘察费用而减少必要的勘察点，结果导致打桩施工时的更大浪费甚至失败。

②标贯次数少，在遇到砂隔层、软弱下卧层、残积层及强风化岩层时要多做几次标贯试验，有利于配桩和打桩收锤。

③勘察中弄虚作假。

没经过勘察就得出错误的报告，而设计人员根据这些报告定管桩的持力层，必然出现错误。

④提供的岩土力学指标不符合实际。

勘察人员不专业，规范也没有详细规定。

⑤标贯本身的缺陷。

目前，我国的现场标贯试验几乎全是在水冲成孔法基础上进行的，但有些特种土层遇水后立即软化，现场测得的贯入击数比实际偏低许多，根据这样的标贯击数来判断管桩的
可打性，有时会出现差错。

（2）设计者不了解不宜应用预应力管桩的地质条件而设计应用预应力管桩。

主要有以下四种地质条件不宜用预应力管桩：①孤石和障碍物多的地层；②有坚硬隔层时；③石灰岩地区；④从松软突变到特别坚硬的地层不宜采用。

2.2振动灌注桩
振动灌注桩主要包括机械振动灌注桩和锤击灌注高桩。

其中，机械振动灌注桩因其适用性较强，桩径选择灵活等优势得到广泛应用。

2.2.1常见质量问题
（1）振动灌注桩容易发生桩身缩颈。

即桩成形后，桩身的局部直径小于设计要求。

这种想象多发于地下水位以下上层滞水层或饱和的粘性土中。

（2）断桩。

即桩身局部分离或中间有一段无混凝土。

（3）孔口土坍入桩孔顶。

（4）由于地下有未知的枯井、溶洞、下水道等洞穴引起的，混凝土用量过大。

2.2.2原因分析
（1）如前所述，地质勘查工作不到位，不能了解真实的地下岩层分布情况，未能探明地下洞穴的存在。

（2）施工过程出现问题。

套管打入后拔出速度太快，套管中的
混凝土未留出，孔周围的土体回缩，引起断桩。

此外，套管拔出速度过快还会引起由于混凝土强度过低导致的桩身缩颈现象。

2.3钻孔灌注桩
2.3.1工程质量问题
（1）有孔底积存虚土超出标准；
（2）成型孔的垂直度不符合要求。

2.3.2原因分析
（1）成孔后未及时浇灌混凝土，孔壁长时间暴露水分蒸发使土体脱落，或放钢筋笼时，将孔口、孔壁的土碰入孔内，混凝土浇灌前未清理。

（2）人工挖孔桩主要适用于土质较好，地下水较少的粘土、亚粘土、含少量砂砾石的粘土层。

由于土质原因或个人素质原因可能会引起成型孔的垂直度不符合规范要求。

3 结合案例分析总结桩基础工程事故的处理办法
3.1案例分析
3.1.1案例一
某静压桩工程，采用φ500-125a管桩，单桩承载力特征值
r=2000kn。

场区为石灰岩地区，岩面起伏不大，埋深20～30m。

试压桩时，2/3的管桩加压到3600kn时桩身下部发生崩裂。

针对这一工程事故，专家给出四点建议：①降低单桩设计承载力，取r=1600～1700kn：②终压力不要超过3600kn；③改φ500-125a
型管桩为ab型桩，以提高桩身抗弯能力；④改十字型钢桩尖为工字钢多齿形桩尖，以增强桩尖的嵌岩能力。

设计采纳了这些建议，此工程得以顺利完成。

3.1.2案例二
某基础工程，采用φ500-125管桩，布桩是两排四根的8柱承台，桩最小间距为1500mm，地质情况是（从上到下）：2m的耕填土，5m 的淤泥，以下是n=50～60的强风化岩层，管桩顶部基本与地面平，桩尖入强风化岩2m左右，桩长约9m。

该工程承台基础开挖时，用挖土机挖了2m左右，管桩就折断，断口在淤泥与强风化岩的交界处。

业主说是管桩质量有问题。

后经过计算，管桩厂的工程师认为是淤泥上部2m土体推力引起软硬交界处的附加弯矩大于管桩极限弯矩所引起的。

之后，将其他承台8根管桩用角钢连成一个整体，再进行挖土时，就没有发现管桩桩身断裂的问题。

3.1.3案例三
工程为四栋15～19层的高层住宅，布φ500-125管桩680根，用d62柴油锤施打，桩如土深度大部分超过30m，入土最浅的为25m，最深的超过40m。

该工地的地质条件属于“上软下硬、软硬突变”的不利于锤击法施工的地质条件，经验不足的打桩队很容易出现打桩质量问题。

54根桩的高应变检测结果显示，有8根为ⅲ类桩，6根为ⅳ类桩，ⅲ、ⅳ类桩占所测桩总数的25.7%，为此各方提出了
不同的处理方案。

省土木建筑学会专家组通过多方研究讨论提出建议：用高出单桩承载力两倍的荷载对每根单桩进行复压。

压桩机随时待命，如有异常状况出现，立即进行补桩。

对于本工程来说，有两个阻碍负压计划实施的难点：①场地地面软弱，600t重的压桩机进入场地后肯定会发生陷机；②送桩太深，复压时找顶头很困难。

据统计，680根桩桩顶突出地面的只有14根，仅占总桩数的5%；送桩深度1～2m的有237根，占35%；送桩深度2～4m的有383根，占56%；送桩深度4m以上的有26根，占4%。

为此，在复压前采取了两个措施：①将整个地面去掉2.5m左右的土，然后将高出地面的桩头截去。

这样，送桩2～4m的桩，桩头就容易找到；②在取土地面上回填50～70cm厚的建筑垃圾（主要为拆房的碎砖），并按10～12m间距在场地四周布设8m深的降水井，降水后，地表土很快固结，600t重的压桩机行走就不会发生陷机。

这样，复压和补桩工作不到一个月就完成了，最后，随机抽出35根复压桩做大应变检测，满足设计要求。

3.2事故处理方法总结
3.2.1设计补强
当出现问题需要设计补强时，首先要搞清楚实际状况，是哪里需要补，补多少合适，哪里不需要补。

然后才能根据实际情况采取相应的措施补强。

不能盲目的瞎补，既费时又费力。

3.2.2单桩承载力方面
（1）管桩的竖向承载力按现行规范公式计算普遍偏低。

对于入土深度40m以上的超长管桩，采用现行规范提供的设计参数，求得的承载力较高，但对于一些10～20m的中短桩，在特殊地质条件下，特别是像广州开发区那样的地质，强风化岩层顶面埋深约20m，地面以下16～17m都是淤泥质土，只有下部2～3m才是硬塑土层，这种桩尖进入强风化岩1～3m的管桩，按现行规范提供的设计参数计算，承载力远远偏小，有时计算值要比现在实际应用值小一半左右。

（2）桩间距大小会影响管桩的设计质量。

为减少打桩时对邻近各桩的影响，在桩的布置过程中要遵循相关设计规范，满足最小中心距。

jgj94-94《建筑桩基技术规范》规定，挤土预制桩排数超过三排（含三排）且桩数超过9根（含9根）的摩擦性桩基，桩的最小中心距为3.5d，其他情况下为3.0d。

当今，高层建筑的桩基础中广泛采用管桩群，有时一个大承台就用200余根管桩。

如果此时的桩间距仍然按照规范规定设置为3.5d或者3.0d，则会出现明显的土体上涌现象，这不仅影响桩的承载力，还可能将薄弱的管桩接头拉脱。

因此，对于高层建筑主楼的管桩基础，最小桩间距应为4.0d，有条件时采用4.5d，这样挤土现象可大大可减少。

4 结语
在桩基础施工中，存在着各种各样可预见的和不可预见的问题。

我们能做的是控制可以预见的问题不出现，随时准备应对不可预见
的问题。

在桩基础施工过程中，出现质量事故不要慌，要认真分析原因，多方面考虑总结采取最佳的解决方案。