一起桩基质量事故的处理与原因分析

一起桩基质量事故的处理与原因分析

桩基质量取决于勘察、设计、施工等许多因素，稍有不慎，就可能造成质量事故。正确分析查找出造成质量事故的原因，提出合理有效的处理措施，才能有效控制桩基工程质量，保证整体工程安全。

标签桩基；质量事故；处理措施；原因分析

桩基工程在现代工业和民用建筑、市政、水利、电力和交通工程领域得到广泛运用。因此，桩基工程质量尤其重要。而桩基质量取决于勘察、设计、施工等许多因素，稍有不慎，就可能造成质量事故。对质量事故的分析与处理，是否正确、合理，往往影响建筑物的安全使用、工程造价及工期；一旦处理不当，甚至可能出现炸毁整幢建筑物的严重后果。本文结合一项工程实例，对桩基质量事故的处理与原因分析进行探讨。

1、工程概况

拟建建筑物为26层的高层建筑，基础采用旋挖混凝土灌注桩，桩径为1200mm，设计单桩承载力特征值为6000kN，桩身混凝土设计强度等级为C25，桩端持力层为中风化泥岩，总桩数为73根。根据设计要求，桩基大面积施工前，先施工3根桩（桩号分别为19#、31#、48#）进行单桩竖向抗压静载试验，以检验其承载力能否达到设计值。

根据勘察报告，场地土层主要为杂填土①，粘土②、粘土③、粉质粘土④、中砂⑤、园砾⑥；下伏基岩为强风化泥岩⑦以及中风化泥岩⑧。

2、基桩检测情况

2.1 检测方法

检测在受检桩桩身混凝土强度达到28d 龄期后进行。先采用低应变反射波法检测桩身完整性，后采用单桩竖向抗压静载试验慢速维持荷载法进行承载力检测。静载试验最大试验荷载取设计单桩竖向承载力特征值的2.0倍，即12000kN。

2.2 检测结果

根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）的规定对实测波形曲线进行分析，19#、31#桩桩身完整，为Ⅰ类桩；48#桩距桩头约2.1m及5.9m处有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响，为Ⅲ类桩。

根据《建筑基桩检測技术规范》（JGJ106-2003）的相关规定，各试验桩单桩竖向抗压静载试验结果分析如下：

19#桩：逐级加载至12000kN，各级荷载下压力稳定。桩顶沉降达到相对稳定标准，桩顶总沉降量28.49mm，卸载后残余沉降量17.39mm。Q-s曲线未出现明显的陡降段，结合s-lgt曲线综合分析，判定该桩竖向抗压极限承载力达到12000kN。

31#桩：加载至10800kN时，压力不能稳定。桩顶沉降量急剧增大，累计沉降量达到49.47mm，Q-s曲线出现明显陡降段。为了不破坏该桩，使其保留一定的承载能力，经与设计协商后，终止加载。结合s-lgt曲线综合分析，判定该桩单桩竖向抗压极限承载力为9600kN。

48#桩：加载至8400kN时，压力不能稳定。桩顶沉降量急剧增大，累计沉降量达到50.08mm，Q-s曲线出现明显陡降段。为了不破坏该桩，使其保留一定的承载能力，经与设计协商后，终止加载。结合s-lgt曲线综合分析，可判定该桩单桩竖向抗压极限承载力为7200kN。

针对上述检测结果，经研究决定对受检的3根桩进行钻芯法检测。此外，对48#桩0m～7m段进行开挖检查验证。

钻芯法检测结果表明：受检的3根桩桩长与施工桩长基本一致；桩身混凝土芯样呈灰色，骨料分布均匀，胶结好，表面较光滑，长柱状、短柱状，芯样侧面仅见少量气孔；桩身混凝土芯样单轴抗压强度代表值分别为33.8MPa、35.6MPa、34.9MPa 。19#桩桩底未见明显沉渣，桩底为深灰色泥岩，上部约5cm～8cm泥岩强度稍低，桩端持力层标准贯入试验锤击数为12击/10cm、23击/10cm和31击/10cm（试验起点为桩底与持力层接触面）；31#桩桩底有约11cm厚的沉渣，沉渣主要由软塑状粘土和碎石组成，桩底持力层为灰色泥岩，上部8cm～10cm 段泥岩强度较低，桩端持力层标准贯入试验锤击数为4击/10cm、19击/10cm和32击/10cm（试验起点为桩底与持力层接触面）；48#桩桩底有约10cm厚的沉渣，沉渣主要由软塑状砂质粘土和碎石组成，桩底持力层为灰色砂质泥岩，砂质泥岩强度较低，桩端持力层标准贯入试验锤击数为3击/10cm、9击/10cm和13击/10cm （试验起点为桩底与持力层接触面）。

48#桩0m～7m段开挖查验情况如下：

①该桩距桩顶约2.1m处存在23cm×12 cm×21 cm（长×宽×深）的孔洞，孔洞由土体填充，未发现断桩现象。

②该桩距桩顶约5.9m处存在明显的离析现象，离析部位为桩外侧至桩中心深度约0cm～15 cm范围内。经现场清理，凿除离析部位松散混凝土后查验，未发现断桩现象。

3、原因分析及处理措施

3.1原因分析

综合本工程基桩低应变法检测、单桩竖向抗压静载试验、钻芯法检测以及开挖查验结果，本工程桩基质量事故的原因大致分析如下：

①31#桩桩身完整，桩身混凝土强度满足设计要求；48#桩桩身局部存在明显缺陷，但其桩身混凝土强度满足设计要求，且经开挖查验，未发现断桩现象。因此，承载力无法达到设计要求的主因并非桩身完整性。

②31#桩桩底有约11cm厚的沉渣，桩底持力层上部8cm～10cm段泥岩强度较低；48#桩桩底有约10cm厚的沉渣，桩底持力层砂质泥岩强度较低。可见，桩底存在沉渣且沉渣厚度大，与桩端混凝土接触段持力层强度低，这正是造成31#桩、48#桩单桩竖向抗压静载试验桩顶总沉降量大、承载力无法达到设计要求的主要原因。

③通过调查发现，造成桩底存在沉渣且沉渣厚度大、与桩端混凝土接触段持力层强度低的原因如下：

ⅰ施工时未能将残留在桩孔底部的虚土清除干净。

ⅱ桩孔施工完成后，由于混凝土供应不及时，基桩未能及时灌注而造成桩端持力层长时间遇水浸泡，致使持力层强度下降。

④根据勘察报告，场地地层中并未揭露有砂质泥岩，而实际施工过程中却发现48#桩所在区域存在厚层状砂质泥岩。可见，勘察工作的失误是本工程桩基质量事故的又一主要原因。

3.2处理措施

结合检测结果对本工程桩基质量事故的原因深入分析后，建设单位、设计单位和监理单位等各方提出了如下处理措施：

①由勘察单位对本工程场地进行补充勘察，同时对未施工的桩进行施工勘察（超前钻）。

②设计单位根据补充勘察和施工勘察资料对桩基的设计参数进行合理的调整，通过加桩、补桩和加大承台等措施确保工程安全。

③要求施工单位对施工工艺进行改良，监理单位加强对施工过程特别是桩端是否达到预定的桩端持力层、桩孔清底是否彻底以及混凝土灌注是否及时连续等方面的监控。

经过参建各方的共同努力，如期完成了工程施工，保证了工程质量和安全，同时避免了工程造价的大幅增加。

4、结语