黃和培

摘要：文章通過(guò)具體的工程實(shí)例，分析了樁基礎(chǔ)工程產(chǎn)生質(zhì)量事故的原因，并提出了一些防治措施，對(duì)從事工程設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)人員具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：混凝土灌注樁；樁基礎(chǔ)工程；質(zhì)量事故

中圖分類(lèi)號(hào)：TU311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374(2009)13-012-02

樁基工程的施工是一項(xiàng)技術(shù)性十分強(qiáng)的施工技術(shù)，又是屬于隱蔽工程，在施工過(guò)程中，如處理不當(dāng)，就會(huì)發(fā)生工程質(zhì)量事故。但由于目前尚無(wú)可靠快速的檢測(cè)方法及時(shí)掌握并了解成樁過(guò)程中的質(zhì)量，樁基礎(chǔ)施工發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題，往往是多方面原因造成。

一、混凝土灌注樁常見(jiàn)質(zhì)量事故分析

(一)干作業(yè)成孔灌注樁

干作業(yè)成孔灌注樁，即不用護(hù)壁措施而直接排出土成孔的灌注樁，適用于地下水以上的地質(zhì)條件。

干作業(yè)成孔灌注樁常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題：孔底虛土多、樁身混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)要求、塌孔、樁孔偏斜、樁頂位移偏差大等。

1孔底虛土多。成孔后，孔底虛土過(guò)多，厚度超過(guò)規(guī)范的規(guī)定(端承樁≤50mm，摩擦樁≤150mm)。

主要原因有：(1)土質(zhì)差，如松散填土；含有爐灰、磚頭等大量雜物的土層；以及流塑淤泥、松散砂土等，成孔后或成孑L過(guò)程中土體容易坍落。(2)鉆桿不直或使用過(guò)程中變形，鉆桿拼接后彎曲等都能使鉆桿在鉆孑L過(guò)程中產(chǎn)生晃動(dòng)，造成孔徑擴(kuò)大，提鉆時(shí)部分土滑落孔底。(3)孔口的土示及時(shí)清理干凈，使土掉入孔內(nèi)，或因款及時(shí)灌注混凝土，孔壁或孔底被雨水沖刷或浸泡。

2樁身混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)要求。灌注的鋼筋混凝土樁身表面有蜂窩、空洞、樁身夾土、分段級(jí)配不均勻。分析其原因，主要有：(1)混凝土配合比不當(dāng)，材料選用不合現(xiàn)，造成樁身混凝土強(qiáng)度低；(2)沒(méi)有按照合理的施工工藝邊灌邊振搗，混凝土不密實(shí)，出現(xiàn)蜂窩孔洞等；(3)灌注混凝土?xí)r，孔壁受到振動(dòng)使孔壁土塌落，同混凝土一起灌入土中，造成樁身夾土，或放鋼筋籠時(shí)碰到孔壁土掉入孔內(nèi)；(4)每盤(pán)或每車(chē)混凝土的攪拌時(shí)間或水灰比不一致造成和易性不勻，坍落度不一，灌注時(shí)有離析現(xiàn)象。使樁身出現(xiàn)分段不均勻。

3塌孔。成孔后，孔壁局部塌落的主要原因有：(1)在有砂卵石、卵石或流塑淤泥質(zhì)土夾層中成孔，這些土層不能直立而塌落；(2)局部有上層滯水滲漏作用，使該層坍塌；(3)成孔后沒(méi)有及時(shí)澆注混凝土；(4)樁孔偏斜，成孔后，樁孔偏離樁軸線，樁孔垂直偏差大于規(guī)范要求的1％。

(二)濕作業(yè)成孔灌注樁

濕作業(yè)成孔灌注樁是指采用泥漿護(hù)壁排出土成孔的灌注樁。適用于一般黏性土、淤泥和淤泥質(zhì)土及砂土地基，尤其適宜在地下水位較高的土層中成孔。

1塌孔。鉆孔灌注樁的塌孔質(zhì)量事故主要有三類(lèi)，一類(lèi)是成孔過(guò)程中塌孔、埋鉆；第二類(lèi)是澆注混凝土前塌孔，造成沉渣超厚；第三類(lèi)是混凝土澆筑過(guò)程中塌孔形成縮頸夾泥、斷樁。

2成孔偏斜。(1)建筑場(chǎng)地土質(zhì)松軟，樁架不狠，鉆桿導(dǎo)架不垂直；(2)鉆機(jī)磨損嚴(yán)重，部件松動(dòng)；(3)起重滑輪邊緣、固定鉆桿的卡孔和護(hù)筒三者不在同一軸線上，又沒(méi)有經(jīng)常檢查和校正；(4)鉆孔彎曲或連接不當(dāng)，使鉆頭鉆桿中心線不同軸；(5)土層軟硬差別大，或遇障礙物。

3樁身夾泥、斷樁的主要原因有：(1)孔壁坍塌；(2)水下澆注混凝土?xí)r，導(dǎo)管提出混凝土面；(3)澆注混凝土過(guò)程中產(chǎn)生卡管停澆；(4)混凝土澆筑不及時(shí)。

二、工程實(shí)例

(一)背境資料

某市橋苑新村B棟大樓為18層鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅樓(以下簡(jiǎn)稱(chēng)B棟樓)，建筑面積1.46萬(wàn)m²，總高度56.6m。2008年1月開(kāi)始樁基施工，4月初基坑挖土，9月中旬主體工程封頂，11月底完成室外裝修和室內(nèi)部分裝飾及地面工程，12月3日發(fā)現(xiàn)該樓向東北方向傾斜，頂端水平位移470mm，為了控制因不均勻沉降導(dǎo)致的傾斜，采取了在傾斜一側(cè)減載與在對(duì)應(yīng)—側(cè)加載以及注漿、高壓粉噴、增加錨桿靜壓樁等措施，曾一度使傾斜得到控制。但從12月21日起，B棟婁又突然轉(zhuǎn)向西北方向傾斜，雖采取糾編措施，但無(wú)濟(jì)于事，傾斜速度加快，12月25日起，頂樁水平位移2884mm，整座樓重心偏移1442mm。為確保B樓樓結(jié)構(gòu)安全、相鄰建筑及住戶(hù)的生命財(cái)安全，采取了6～18層定向爆破拆除的措施，造成直接經(jīng)濟(jì)損失711萬(wàn)元。

(二)原因分析

1樁型的選用。提供該工程地基勘察資料：(1)1.5～6m厚人工回填雜土；(2)8，8～15m高壓縮性淤泥；(3)1_2～3Am厚淤泥質(zhì)黏土；(4)5～9.6m稍中密細(xì)砂；(5)12.4—18m中密粉砂；(6)1.3～3.2m厚砂卵石；(7)基巖。為此，如采用樁基，其樁體必須要穿過(guò)較厚的淤泥層。地質(zhì)勘察報(bào)告提出建議：選用大口徑鉆孔灌注樁，樁尖持力層可選用層面埋深40.1～42.6m的強(qiáng)度較好的砂卵石層。

在選擇樁型時(shí)，根據(jù)勘察資料提供的地質(zhì)條件，該地流塑淤泥厚達(dá)8～15m，含水量最高為78.1％。設(shè)計(jì)單位原決定采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，建設(shè)單位為了節(jié)約投資，建設(shè)單位要求打入394根砂樁，以改良地基條件，但建設(shè)單位為節(jié)約投資，以砂樁打不下去為由不采納，最后設(shè)計(jì)單位簽字同意取消了砂樁。在這樣的地質(zhì)條件下，選擇夯擴(kuò)樁有其缺陷：(1)夯擴(kuò)樁是一種擠土型樁，在超厚飽和水淤泥地層中施工，像其他打入或預(yù)制樁、沉管灌注樁一樣，打入如此巨量、密集的群樁，必然會(huì)產(chǎn)生后打入樁對(duì)先打入的已達(dá)初凝的鄰樁的擠壓，產(chǎn)生偏位；(2)夯擴(kuò)樁的樁端進(jìn)入持力層第4層粉砂內(nèi)的深度較淺，易成為鉸接端，不利于抗水平推力，加上樁周淤泥水平抗力很小，不利于樁基穩(wěn)定。

雖然選擇錯(cuò)誤的樁型不是這次事故的主要原因，但設(shè)計(jì)上的先天不足，又取消了砂樁，未考慮淤泥場(chǎng)地條件下施工因素的影響。

2基坑支護(hù)方案不能滿(mǎn)足開(kāi)挖要求。該工程地質(zhì)勘報(bào)告中強(qiáng)調(diào)指出：“基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)采取坑壁支護(hù)及補(bǔ)底封強(qiáng)措施?！辈⑻峁┝丝颖谥ёo(hù)設(shè)計(jì)所需要的有關(guān)參數(shù)。設(shè)計(jì)了開(kāi)挖5m的支護(hù)方案——9排粉噴柱重力式擋土墻，但變形和穩(wěn)定計(jì)算難以通過(guò)。該方案未成為正式方案。建設(shè)單位為了節(jié)約投資，自行確定了支護(hù)方案：在基坑南側(cè)和東南段五排粉噴樁，在基坑西端二排粉噴樁，其余坑邊采用放坡處理。

基坑支護(hù)方案未完成全封閉，基坑開(kāi)挖后，邊坡產(chǎn)生滑移，出現(xiàn)險(xiǎn)隋，支護(hù)方案存在嚴(yán)重缺陷，造成工程樁大量?jī)A斜，這是樁基礎(chǔ)整體失穩(wěn)的主要原因。

3基坑開(kāi)挖未按施工方案實(shí)施，造成工程樁大量?jī)A斜，并表成部分Ⅲ類(lèi)樁。(1)在地基土十分軟弱，又無(wú)封閉支護(hù)措施的情況下，施工單位編制的施工方案是：先在基坑內(nèi)滿(mǎn)揭表層土3m，再在深坑區(qū)跳坑區(qū)跳格接樁。但在基坑開(kāi)挖時(shí)，僅在深坑區(qū)(D區(qū))揭表層土3m，接著采用5m寬條狀連續(xù)順序開(kāi)挖時(shí)，一次到位，在I區(qū)和Ⅱ區(qū)Ⅱ肖形面5m高的臨空面，致使工程樁大量?jī)A

余。(2)工程樁在土方開(kāi)挖過(guò)程中受到重型機(jī)械的碾壓和鏟頭的碰接，形成斷樁。(3)施工單位違反施工規(guī)范，在部分工程樁和粉噴樁齡期未到的情況下就進(jìn)行基坑開(kāi)挖。據(jù)調(diào)查，基坑內(nèi)工程樁的共336根，其中歪樁172根，占51.2％，歪樁最大偏位1700mm。與此同時(shí)，對(duì)工程樁的動(dòng)測(cè)試驗(yàn)檢測(cè)抽查63根工程樁，其中13根為Ⅲ類(lèi)樁(有4根為深層缺陷，9根為淺層機(jī)械開(kāi)挖引起的損傷)，占被檢測(cè)數(shù)的20.6％。原基坑開(kāi)挖方案在當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木唧w條件下是比較合理的，但并未得到實(shí)施，實(shí)際開(kāi)挖施工不當(dāng)是導(dǎo)致樁基大量定向偏斜的主要原因。(4)不合格鋼筋的大量使用。基坑在開(kāi)挖過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)兩根樁上部斷裂，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)樁身鋼筋脆裂，后經(jīng)送檢，發(fā)現(xiàn)鋼筋屈服點(diǎn)不明顯，伸長(zhǎng)率不合格，并且脆性斷裂。但當(dāng)時(shí)并未引起建設(shè)單位的重視。據(jù)調(diào)查，該工程樁基使用的鋼材全部由建設(shè)單位組織供應(yīng)，分別從三個(gè)供應(yīng)點(diǎn)先后五次進(jìn)場(chǎng)φ16鋼筋。建設(shè)單位和施工單位僅對(duì)第一次進(jìn)場(chǎng)的鋼筋進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，為合格。后四次均未抽樣檢驗(yàn)，致使不合格的鋼筋進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。該工程在正常情況下使用部分屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率兩項(xiàng)指標(biāo)均不合格的鋼材，對(duì)樁的豎向承載力不會(huì)構(gòu)成大的影響，但是在工程發(fā)生質(zhì)量事故過(guò)程中，在大量歪樁正接、樁受力條件復(fù)雜的情況下，部分樁身鋼筋材質(zhì)不合格，也是不利因素之一。

4將地下室底板抬高2m，建筑物趕時(shí)髦深達(dá)不到規(guī)范的規(guī)定，削弱了建筑物的整體穩(wěn)定性。

該工程原設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為-5.50m，當(dāng)336根夯擴(kuò)樁已完成190根時(shí)，設(shè)計(jì)人員竟然同意建設(shè)單位將地下室底板標(biāo)高提高2m，從而帶來(lái)了下列問(wèn)題：(1)地下室底板標(biāo)高往上提高2m，就使該工程埋置深度由-5m變?yōu)?3m。按《鋼筋混凝土高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》規(guī)定，最小埋置深度不應(yīng)小于建筑物高度的1／15。埋置深僅為3，僅僅是建筑物高度的1／18.9，削弱了建筑物的整體穩(wěn)定性。(2)由于地下底板標(biāo)高往上提2m，使已經(jīng)完成的190根樁均要接長(zhǎng)2，灌注樁的接長(zhǎng)處是樁體的最薄弱體，如此大量的接樁具有較大的危險(xiǎn)性，特別是已完成的190根樁體中已發(fā)現(xiàn)有不少樁是傾斜的，如垂直地面水平接樁，就使接樁后的樁體形成折線形，不僅嚴(yán)重降低單樁承載力，而且在水平推力的作用下，往往使接樁部位首先發(fā)生破壞。

5歪樁上接樁，降低了單樁承載力。在336根樁中，有172根樁是歪樁，其垂直度超出了規(guī)范規(guī)定的允許偏差值，而其中最大偏位竟達(dá)1700mm，這種歪樁導(dǎo)致作用力方向的改變，使樁的承載力明顯降低，同時(shí)，由于NT室底標(biāo)高抬高2m，使先期打人的的190根在同一層面上必須接樁，在歪樁上接樁，樁身形成折線形，引起樁身的側(cè)向荷載分量，導(dǎo)致單樁承載力下降。

6大量工程樁存在不同程度的質(zhì)量缺陷。在336根樁施工完成后，通過(guò)對(duì)所完成的樁進(jìn)行的檢測(cè)，有不少樁存在縮頸、混凝土不密實(shí)等。

7基坑回填土未按規(guī)范結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明回填夯實(shí)。回填土是采用雜填土隨意堆積，更沒(méi)有分層夯實(shí)，降低了基礎(chǔ)的側(cè)向限制，不利于建筑物的穩(wěn)定。

三、結(jié)語(yǔ)

樁基礎(chǔ)工程，一旦出現(xiàn)質(zhì)量事故，往往難以補(bǔ)救，給工程項(xiàng)目造成巨大的損失。一定要從地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)計(jì)算、樁型的選擇、基礎(chǔ)形式的確定、施工方法等各階段嚴(yán)格把關(guān)才能避免或減少工程質(zhì)量事故的發(fā)生。