钻孔灌注桩三类桩事故实例分析

姚媛媛

（中铁工程设计咨询集团有限公司太原设计院， 山西 太原 030009）

1 工程概况：

本工程地处河北，为双柱双挑站台风雨棚，总长度500m,总宽度12m,设计使用年限100 年，结构安全等级一级，框架抗震等级一级，重要性系数1.1，建筑抗震设防类别为重点设防类。本工程基础设计等级为乙级，基础桩基设计等级为丙级，桩基结构安全等级为二级。桩基础为机械钻孔灌注桩，桩径500mm,地下总桩数270 根，有效桩长10～17m，桩入持力层深度不小于2 倍桩径。桩身混凝土设计强度等级C30，钢筋:HRB400。

现场地质情况: 本工程地处范围属滨江平原区，地势宽广平坦，主要以第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）粗颗粒的圆砾土为主，局部夹粉土、粉质粘土及砂类土夹层，地层构成相对较为稳定，无不良地质，适宜本工程建设。场地内土层自上而下主要包含：③15 粉质黏土：黄褐色，硬塑，切面较光滑，含铁锰氧化物，局部含少量姜石。厚度1.0-6.5 米。③32 新黄土：黄褐色，硬塑， 含少量黏性土。厚度0.5-4.9 米。③22 粉土：褐黄色，中密，潮湿，含少量黏性土。厚度1.3-3.1米。③23 粉土：褐黄色，密实，潮湿，含少量黏性土。厚度0.8-5.6 米。③42 粉砂：黄褐色，中密，潮湿，成份以石英、长石为主，含黏性土及粉土互层。厚度1.5-5.4 米。③43 粉砂：黄褐色，密实，潮湿，成份以石英、长石为主，含少量黏性土及云母碎屑。厚度大于3.4 米。③51 细砂：黄褐色，稍密，稍湿～潮湿，主要成份为石英、长石，颗粒级配较差，砂质不均匀，手捏具砂感。厚度1.0-4.8 米。③52 细砂：黄褐色，中密，潮湿，成份以石英、长石为主，含少量黏性土及砾石。厚度2.7-4.4 米。③53 细砂：褐黄色，密实，潮湿，成份以石英、长石为主，偶见砾石。厚度0.6-8.6 米。③71 粗砂：黄褐色，稍密，潮湿，成份以石英、长石为主，含约30%的中细砂。厚度1.2-2.7 米。③72 粗砂：黄褐色，中密，潮湿，成份以石英、长石为主，含约30%的中细砂。厚度2.5 米。③73 粗砂：黄褐色，密实，潮湿，成份以石英、长石为主，含约30%的中细砂。厚度4.4-4.8 米。③82 砾砂：黄褐色，中密，潮湿，成份以石英、长石为主，含约30%的中细砂。厚度3.0-4.0米。④31 圆砾土夹粉土、粉质黏土薄层或透镜体：褐黄色～灰褐色，稍密，潮湿，砾石成份以花岗岩为主，呈圆棱状，一般粒径8-20mm，最大粒径60mm，充填中粗砂及少量黏性土，常夹有粉土、粉质黏土薄层及透镜体。厚度1.8-4.0 米。④32圆砾土夹粉土、粉质黏土薄层或透镜体：灰黄色，中密，潮湿，颗粒成份为砂岩、花岗岩，多呈次圆状，粒径2-20mm 约占53%，20-60mm 约占14%，余为泥砂质充填。常夹有粉土、粉质黏土薄层及透镜体。厚度2.5-3.1 米。④33 圆砾土夹粉土、粉质黏土薄层或透镜体：褐黄色～灰褐色，密实，潮湿，砾石成份以花岗岩为主，呈圆棱状，一般粒径8-20mm，最大粒径60mm，充填中粗砂及少量黏性土，常夹有粉土、粉质黏土薄层及透镜体。厚度1.8-34.4 米。④41 卵石土夹粉土、粉质黏土薄层：褐黄色～灰褐色， 稍密，潮湿，砾石成份以花岗岩为主，呈圆棱状，一般粒径20-60mm，最大粒径90mm，充填中粗砂及少量黏性土，常夹有粉土、粉质黏土薄层及透镜体。厚度1.5-5.9 米。④42 卵石土夹粉土、粉质黏土薄层：褐黄色～灰褐色， 中密，潮湿，砾石成份以花岗岩为主，呈圆棱状，一般粒径20-60mm，最大粒径90mm，充填中粗砂及少量黏性土，常夹有粉土、粉质黏土薄层及透镜体。厚度2.6-4.0 米。④43 卵石土夹粉土、粉质黏土薄层：褐黄色～灰褐色，密实，潮湿，砾石成份以花岗岩为主，呈圆棱状，一般粒径20-60mm，最大粒径90mm，充填中粗砂及少量黏性土，常夹有粉土、粉质黏土薄层及透镜体。厚度1.8-55.6米。新黄土具有非自重湿陷性，湿陷等级为Ⅰ级轻微-Ⅱ级中等。勘测期间未见地表水。地下水为第四系松散层孔隙潜，埋深大于30m，地下水对工程无影响。本工程位于填方区，素填土高度7.2～1.58 米.

2 III 类桩概况;

本工程施工完成后，工程桩应进行竖向承载力和桩身完整性抽样检测。桩身完整性抽样检测方法拟采用低应变法并结合声波透射法，具体要求如下：（1）、受检桩混凝土强度至少达到设计强度的 70%，且不小于 15MPa。（2）、应采用低应变法对工程桩进行检测，抽检数量不少于总桩数的20%，并不少于10 根，且另应选用声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测，抽检数量不应少于总桩数的10%。每个承台抽检桩数不得少于一根。（3）、当采用上述方法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时，宜采用高应变法，在未检桩中继续扩大抽检直至普测。

桩基施工完毕后，由第三方检测公司进行低应变检测，根据检测结果分析Y14轴YPB206 和Y35 轴YPB169 号桩分别在桩顶以下4.3～4.5m 处、4.6～5.0m 处存在扩径后缩径的情况，具体缩径后桩径无法判定，因此定性为Ⅲ类桩。YPB206 号桩桩径500mm，设计桩长10m，强度C30，实际桩长10.77m，设计方量1.9625m³，实际方量5.0m³，超量1.5 倍。YPB169 号桩桩径500mm，设计桩长14m，强度C30，实际桩长14.773m，设计方量2.7475m³，实际方量7.5m³，超量近2 倍。

3 原因分析：

此两根桩4.6～5.0m 处为圆砾土及卵石土夹粉土。啥时、卵石层向来是钻孔桩施工较难保证钻孔质量的土层类型。在此处出现缩径，经分析其可能原因有以下几点：1）由于此处塌孔，出现很大的扩径，塌孔以下突然缩径恢复设计桩径而导致的波形异常；2）混凝土浇筑过程中出现塌孔，泥土夹在混凝土中产生缺陷。经钻芯验证缺陷部位存在夹泥现象，由此证实该三类桩出现的原因为混凝土浇筑过程不规范，塌孔后泥土夹在混凝土中从而导致缺陷产生。（3）管理原因，钻孔过程中出现了塌孔，项目负责钻孔及清孔旁站的施工人员未向部门领导反应情况，未能及时进行记录，导致上交分析数据延迟，未能将问题处理在混凝土浇筑之前；混凝土浇筑过程中未能按交底要求严格控制，导致混凝土浇筑过程中导管露出混凝土面从而使泥土夹在桩基混凝土中；混凝土浇筑之后亦未能及时将混凝土浇筑异常情况向领导反馈，不能及时分析混凝土超方原因而进行相关补救措施。最终导致两根灌注桩出现缺陷，最终被判定为三类桩。

4 处理措施：

此两根桩缩颈位置位于桩身中部，因站台雨棚临近线路且为填方区，距离相邻两侧桩位置较近，站台雨棚两侧为站台挡墙，雨棚桩基穿过站台挡墙底板，施工场地受限，若开挖截桩，除两侧相邻桩承载力可能会受影响外，站台挡墙基础定会受到破坏。补桩位置受场地限制限，且扩大承台会影响站台挡墙。由于地下情况复杂，且三类桩缩颈情况不明，高压注浆方式不可取。根据多方多次认真讨论后确定：采用原位补桩的方法，用冲击钻将缺陷桩破除， 达到设计孔深后在桩基原位置按照原图纸参数重新灌注钢筋混凝土桩。

原桩破除采用就地挖泥浆池的方法进行施工。砼浇筑前采用循环稀泥浆的方式进行二次清孔。工艺流程：埋设护筒→钻机就位破除→清孔→钢筋笼吊放→混凝土灌注，施工过程由施工单位及监理单位严格把控。混凝土浇筑完毕后，等待7-15 天，待其强度达到80%以上时，进行低应变检测，检测结果合格后方可进行下一步施工。

5 处理结果

此两根三类桩经上述方案处理后，经重新检测，均达到二类桩标准，符合设计要求。