管桩质量事故的处理研究

　　
　　摘要：桩基偏位、断桩是比较常见的工程事故，笔者结合实际工程，分析了管桩质量事故发生的原因，提出了处理方案以及施工处理步骤，处理后检测结果显示，效果良好。
　　关键词：桩基、偏位、断桩、纠偏
　　
　　
　　因场地地质复杂、沉桩不妥和基坑施工不当等原因而致使桩基偏移、断桩等基础质量问题时
　　有发生，造成不良影响。针对这类问题，一般均采用补桩的方法来处理，既费时又不经济，同时补桩技术难度也较高。本文结合实例，介绍桩基偏位处理方法的应用。
　　1工程概况
　　某高16层南北朝向条形框剪结构住宅楼，总建筑面积19560m2，基础为直径500mm的PHC锤击管桩(共247根工程桩)，单桩竖向承载力设计值为2000kN。由于该建筑南面紧邻地下人防工程，承台边至人防外墙边最近距离为1m。根据人防基坑支护设计要求，为保证基坑护坡的稳定，该基础土方工程须整体开挖卸载至±0.000(相当于绝对标高+21.080m)以下3.900m。
　　桩基验收过程中，发现西侧第三单元所属范围内78根工程桩中有至少28根工程桩存在桩身倾斜(向基坑内倾斜)、桩端偏移或桩身裂缝，倾斜桩集中在建筑物北侧且以楼梯间部位最多。据检测中心首次低应变检测和倾斜率检测反映，三单元78根桩中有7根III类桩，桩身倾斜率在2.7％～5.5％范围内，最大偏移5.5％。该楼247根工程桩中共有9根III类桩，III类桩中倾斜率为0.55％～5.5％，缺陷部位均集中在桩顶下8～9m。
　　2管桩偏位原因
　　2.1场地原因
　　建筑物所处的场区为沼泽地，新近填土1.5～1.8m深，桩基进场施工前填土基本完成，地质报告显示人工杂填土以下为20～26m厚淤(fk=55kPa)，极为软弱。由于上层土方开挖后，人工杂填土已全部挖除，桩身上端大部分处在流塑状的淤泥中。这是产生部分工程桩倾斜的先天原因。
　　2.2道路边坡不稳
　　基坑开挖深度(2.97m)和建筑物北向小区施工道路(高出场区平面约0.7m)形成的总高度3.67m，构成了一个“基桩边坡”，造成该段坡底淤泥层承载力不足，并在道路运输动静荷载作用下向基坑内部挤动。可见小区北侧施工道路边坡不稳定是造成工程桩倾斜偏位的主要原因。
　　由于本工程边坡变形处在临界状态,发现工程桩倾斜和位移后，业主及时采取在此处道路及边坡进行开挖的卸载措施。此后通过多次低应变检测和观察，桩身倾斜未进一步发展，且倾斜率有少量恢复。
　　2.3施工原因
　　在建筑物北侧挖土卸载和倾斜桩反向挖孔浅掏纠偏过程中，发现有的工程桩能较快的纠偏，但也有些工程桩纠偏到一定状态无法继续下去，有的甚至纠偏根本没有任何效果。经调查和管内倾斜率检测综合分析认为施工质量是产生III类桩的本质原因。对桩偏位必须进行认真鉴别分析，属基坑变形引起的倾斜桩则纠偏，属施打时本身已移位的偏位桩则不纠偏。
　　3桩基质量问题处理方案
　　3.1一、二单元处理方案
　　该基坑的北面采取挖土卸载，这样能有效防止护坡变形的进一步发展。因为该建筑二、三单元间设有变形缝，故决定对没有问题的一、二单元工程桩进行桩基验收，并先对此范围的2根缺陷桩按缺陷桩设计变更处理。经检测符合要求后，进行承台、基础梁及上部结构的施工。第三单元待桩基纠偏并进行缺陷处理验收后再组织施工。
　　3.2三单元处理方案
　　(1)倾斜桩开展纠偏，7根III类桩按设计变更单进行缺陷处理。
　　(2)对纠偏完成后的桩进行倾斜和低应变检测(包括7根处理桩的低应变检测)。
　　(3)对缺陷桩的桩芯放置钢筋笼并浇筑混凝土。
　　(4)组织低应变检测，重新评估三单元78根工程桩桩身完整性，绘制桩位竣工图，对偏桩部位进行承台和基础梁变更等处理。
　　4施工工艺
　　4.1边坡卸载和护坡
　　(1)建筑物基坑北侧边坡进一步挖土卸载，坡放缓至1:2。为保留小区施工道路，边坡最陡不超过1:1.5；小于1:1.5处施工道路应卸载并将道路部分外移。
　　(2)局部采用灰土固化护坡并用塑料布防雨，控制含水量进行护坡，以增强边坡抵抗变形能力，避免边坡土进一步向坑内位移。
　　4.2桩偏位检测和观察
　　(1)深掏管桩内的泥土并抽空管内的积水，在管桩内进行倾斜率测量和倾斜方向确定。
　　(2)根据第一次低应变的检测结果再次扩大桩身倾斜率的检测范围，不遗漏任何有问题的桩。
　　(3)根据第一次低应变的检测结果，对部分偏位较大，有明显缺陷的III类桩，在管桩内用内窥镜检测，进一步明确桩身缺陷部位及缺陷的严重程度，为纠偏工作提供依据。
　　(4)在桩头上做标记点，对桩身位移变化进行检测，请检测单位每天做2次观测，以便对纠偏的成效进行评估和指导。
　　4.3纠偏施工
　　(1)对桩偏位进行鉴别分析和动态观测，系统分析掌握桩倾斜率情况，进行有针对性进行纠偏处理。
　　(2)边坡卸载后，如果还不能恢复的倾斜桩，需进行精细牵引纠偏。经测量有一定效果，对恢复原状者不再进一步纠偏。
　　(3)对采用以上措施后仍未恢复的倾斜桩，尤其是偏位较大的倾斜桩，采取在倾斜桩反方向的桩身周边，用人工挖孔桩或洛阳铲等方法进行浅掏，深度至承台底垫层下3.5m左右。
　　(4)对反向浅掏的问题桩继续保持每天2次的复位情况观测，评估浅掏效果。据检测报告反映，该法处理效果良好，桩身的垂直度得到了较好的恢复。
　　(5)对桩身倾斜恢复较慢的问题桩，除浅掏外还采取了一些辅助纠偏措施，如顶推和牵引等手段。若实在没有进一步的恢复变化，则停止纠偏，再分析原因。属桩本身施工偏差者就不进一步纠偏，属边坡变形引起者则尽量缓慢使其基本复位。
　　(6)在桩身纠偏过程中始终进行动态的连续检测，以观察和控制纠偏速率，直至倾斜桩难以进一步纠偏或倾斜率恢复至l％以内并稳定后，方可停止纠偏。
　　5纠偏检测处理结果
　　经检测中心对纠偏处理后的桩身进行检测，倾斜率的最终检测报告反映，纠偏后倾斜率仍超过l％的问题桩有22根。其中倾斜率介于l％～2％之间的桩l5根，倾斜率介于2％～3％之间的桩5根，倾斜率介于3％~4％之间的桩2根。纠偏后最终低应变检测的上述范围78根工程桩，III类桩有8根，其中有5根桩倾斜率小于l％，3根桩倾斜率介于l％～2％之间。其余I类桩49根占62.8％，II类桩l8根占23.1％，待处理桩3根占3.8％。新发现的8根III类桩缺陷部位依然基本位于桩顶下8~9m桩段焊接部位。纠偏过程中早期经过缺陷处理的桩，本次检测均为I、II类桩。
　　6对桩身有缺陷的桩的处理
　　(1)有缺陷的桩，可以在桩孔中进一步掏出泥土，同时对管壁进行清理。
　　(2)根据设计院提供的缺陷桩设计变更单来处理：在桩管内放钢筋笼，配筋8Φ18mm，螺旋箍Φ8@150mm，浇C40商品混凝土，钢筋笼深度控制在严重缺陷部位以下4m。
　　对经过上述方法处理过的桩，由两家检测单位对桩身完整性进行检测，从检测结果看，78根工程桩按设计要求处理后，最终低应变检测I类桩67根占85.9％，II类桩l1根占14.1％，无III、IV类桩。
　　工程通过沉降观测，在结构施工阶段和装修阶段无异常沉降发生，2006年7月竣工后沉降稳定。预留锚孔的承台部位沉降观测点沉降量及速率明显低于其他观测点，经论证取消了锚杆静压桩。
　　
　　参考文献：
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　　[2]GB50007—2002，建筑地基基础设计规范[S]
　　[3]JGJ106—2003，建筑基桩检测技术规范[S]
　　[4]王忠平.PHC管桩桩基整体偏位处理实例分析[J].结构工程师,2005（4）.
　　
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