桩基事故分析及补强加固措施

李俊

【摘要】桩基础在工程建设当中有着广泛的应用，而且数量伴随着工程数量的增加还在持续的增加，在桩基础应用日益广泛的同时，由于地下施工不可预见因素较多，也经常出现一些桩基事故，影响工程质量和施工进度，需对其进行进加固处理。文章结合某工程实例就桩基事故出现的原因进行了分析，并提出了相应的补强加固处理措施。

【关键词】桩基事故；原因分析；补强加固

一、工程概况与地质概况

某住宅楼平面形状为凹字形，总建筑面积6000m2，长48.6m，宽30m，为7层框架填充墙结构，总高23.8m，最大柱距6m，底层柱最大轴力为2800kN，桩基为混凝土承台—沉管灌注桩基础。根据地质勘察报告和现场踏勘可知该工程场地原始地貌属海湾漫滩，后为低洼水塘，是新近回填而成，地势较为平坦，相对高差约0.30m。经钻孔揭露，场地内的土层自上而下依次出现有：素填土、淤泥、粘土、砾砂、残积粘性土。对拟建场地各土层进行分析，认为素填土层未完成自重固结作用，淤泥层呈流—软塑状，属高压缩性土，粘土、砾砂普通层薄，均不宜作为地基持力层；残积粘性土标贯击数标准值为18.3击，力学性能好，是该建筑地基理想的持力层，故建议桩端座落于残积粘性土上。

二、工程桩的设计

根据地质勘察报告和《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）的有关规定，结合本地区施工单位的技术和具有的机械设备，将该住宅楼基础设计为混凝土承台—沉管灌注桩基础。灌注桩的桩端置于残积粘性土上，设计桩径为480mm，桩身混凝土强度等级C30，桩身纵向钢筋6Φ14、螺旋箍筋Φ6@150，两端设212加劲箍。桩中心距为1500mm，桩长28m—34m，要求桩端进入残积粘性土不少于1000mm或最后2阵每10击贯入度小于20mm要求单桩承载力R≥420kN。

由于该工程场地淤泥层较厚和水位较高等不良地质情况，为保证桩身混凝土质量，在桩基图纸设计说明中和技术交底时，特别提出了沉管灌注桩施工过程中应跳打、复打、控制拔管速度、控制混凝土充盈系数等各项技术措施。

三、工程桩检测情况

该住宅楼工程桩234根，根据规范要求随机抽取6根桩（桩号：4号、48号、96号、143号、175号、233号）进行静载试验，试验方法为慢速维持荷载法，试桩结果6根桩只有4号、233号桩达到承载力设计值，而其余4根樁均未达到设计值，且96号桩仅达到设计值的28%。为了确保桩基承载力可靠及建筑物的安全，有关单位决定再抽2根桩（桩号：89号、108号）进行静载试验，结果89号桩的单桩承载力达到设计值，而108号桩未达到设计值。为了进一步检测工程桩基质量，又抽取29根桩进行桩身完整检测，其检测结果亦不够不理想。无损检测的工程桩占总桩数234根桩的12.4%，桩身完整的一类桩没有，桩身基本完整的二类桩24根，占抽测桩数的82.8%，桩身局部破坏的三类桩5根，占抽测桩数的17.2%。

四、事故原因分析

从静载试验和无损检测结果看，该工程桩出现了严重的质量事故，为查明原因，除了解现场施工情况和翻阅施工打桩记录外，在离桩身周边附近进行补钻勘察，发现产生该住宅楼桩基工程质量事故原因主要有以下几点：①原地质勘察报告反映的资料不够准确，桩端持力层层顶标高相差较大，施工单位未能及时调整桩机设备，导致施工桩长没有达到设计要求进入桩端持力层，这是单桩承载力达不到设计要求的主要原因；②施工单位没有充分理解设计人员要求跳打的意图，图省事、方便而没有进行跳打，是产生四类桩（桩身结构破坏，断桩）的主要原因；③施工单位没有采取严格控制拔管速率、混凝土充盈系数等措施，特别是在土层交界处没有控制好拔管速率导致部分桩身缩颈；④地下水位高、丰富，砾砂层为含水层，属空隙承压水，导致该场地水压高，孔隙水压力不易消散。

五、静压桩技术补强加固

（一）补强加固方案的确定

从该住宅楼桩基静载试验和无损检测资料、以及打桩施工记录反映的情况和勘察补勘的资料，可判断大部分桩的桩端并没有进入设计要求的地基持力层，但桩身完整性问题不大。质监站的监督意见书认为该住宅楼桩基工程不合格，要么报废，要么补强加固。根据静载试验，有部分工程桩单桩承载力达到设计要求，但大部分桩承载力低于设计承载值，并且承载力相差悬殊。如果对该住楼桩基工程进行加桩，必须检测234根原工程桩的单根承载力，否则，无法确定各桩承台下应加多少根桩，况且受桩的最小中心距和场地限制，全面补加桩是不可取的方案。应用静压桩技术，通过对原灌注桩桩顶进行处理，使其符合静压桩条件，通过静压，使每根桩进入残积粘性土层，满足单桩承载力要求，达到对原灌注桩补强加固的目的。

（二）压桩施工要点

（1）补强加固后，单桩承载力必须达到420kN。由于原灌注桩施工已数月，桩周土体固结较牢等实际情况，经同建设、设计、监理、施工单位共同研究，并组织专家审查，对原桩施加启动压力值取1000kN，加压后若桩产生松动且下沉0.2—0.3m时，则改用840kN压力值压桩至终止深度，并以840kN压力重复两次，间隙时为2—10分钟，若桩体无下沉后则认为被施压桩承载力达到设计值；如若以1000kN压力施压3次，原桩仍稳定不沉降者，则认为此桩已达到设计承载力。

（2）沉桩施工过程中，应随时注意保持桩处于轴心受压状态，如有偏移应及时调正，以免发生桩顶破碎和断桩质量事故；接桩施工中，应保持上、下节桩的轴线一致，并尽可能缩短接桩时间；测力仪器应注意保养、检修和计量标定，以减小检测误差；施工中应随着桩的下沉认真做好检测记录，保持压桩机垂直压桩。

（3）每根单桩处理完毕后，立即对桩身完整性进行复检，验证方案的可行性。

六、压桩加固效果

该住宅楼沉管灌注桩应用静压桩技术补强加固后，原灌注桩桩端均进入设计要求的持力层，单桩承载力达到设计要求。通过静压桩的压力值记录，所取得的桩的单桩承载力数据比随机抽检试验资料更全面、更直观、更可靠。从压桩记录可了解到各桩施压时有不同程度的下沉（0.2m—1.5m）。所有桩在840kN压力作用下，最终达到稳定不沉降，原桩身完整性未受到明显破坏，原灌注桩达到了补强加固的目的，且施工时间短，加固费用低，在桩基补强加固中具有推广意义。

参考文献：

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