余平義

摘 要：以天津?yàn)I海新區(qū)某綜合辦公樓在基坑開(kāi)挖時(shí)造成的預(yù)應(yīng)力管樁大面積斷樁事故為例，針對(duì)管樁和樁周土均受到很大程度影響的情況，對(duì)補(bǔ)強(qiáng)處理后管樁可能存在的薄弱環(huán)節(jié)，采用高、低應(yīng)變，單樁水平試驗(yàn)等多種檢測(cè)方法對(duì)事故樁的完整性和承載力進(jìn)行綜合檢測(cè)，驗(yàn)證了對(duì)缺陷補(bǔ)強(qiáng)樁采取多種檢測(cè)方法綜合判定其處理效果的有效性和必要性。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力管樁；高應(yīng)變；單樁水平試驗(yàn)

1、工程概況

該綜合辦公樓工程總建筑面積約30000㎡，采用PHC AB 500 100型高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁，設(shè)計(jì)單樁抗壓承載力為1200kN?；由疃却蟛繛?m、局部1.5m?；娱_(kāi)挖范圍內(nèi)均為粘土和淤泥質(zhì)粘土，土層中含有機(jī)質(zhì)，具有高壓縮性、高靈敏度等特點(diǎn)，工程力學(xué)性質(zhì)較差。

本工程的基坑采取了灌注樁+水泥攪拌樁擋土-止水方式。開(kāi)挖過(guò)程采用單斗反鏟挖掘機(jī)，一次挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，在基坑開(kāi)挖了約1/3后，工程樁出現(xiàn)了大面積樁位偏移、樁頂傾斜現(xiàn)象，經(jīng)低應(yīng)變法檢測(cè)，已開(kāi)挖部分除電梯井和靠近基坑支護(hù)邊緣的少數(shù)管樁，絕大多數(shù)管樁在4-8米深度處都出現(xiàn)了相當(dāng)嚴(yán)重的斷裂、同時(shí)伴隨著嚴(yán)重的樁位偏移、樁頂傾斜等缺陷。

2、事故原因及處理措施

2.1管樁大面積斷樁原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料，在基坑開(kāi)挖前已完成了對(duì)工程樁試樁的抗壓靜載試驗(yàn)和低應(yīng)變法檢測(cè)工作，承載力和完整性情況良好，并且基坑較淺處（開(kāi)挖1.5m）和電梯井部位（比基坑底部深2m）的工程樁完整性情況較好，沒(méi)有缺陷樁出現(xiàn)，由此判斷此次大面積斷樁事故是基坑開(kāi)挖過(guò)程中造成的。

主要事故誘因有如下三項(xiàng)：

a、基坑內(nèi)淤泥質(zhì)土土方開(kāi)挖程序未嚴(yán)格按照施工方案分層、分段開(kāi)挖；

b、施工機(jī)械的運(yùn)行擠壓擾動(dòng)土體。

c、預(yù)應(yīng)力管樁對(duì)水平抗力較差。（根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，天津軟土地區(qū)預(yù)應(yīng)力管樁通常在樁頂偏移量達(dá)到40-55mm左右就會(huì)在樁身中上部發(fā)生斷裂）。

d、沉樁作業(yè)時(shí)積聚的擠壓力、土層中孔隙水壓朝開(kāi)挖方向釋放，進(jìn)一步加劇了淤泥向開(kāi)挖方向的流動(dòng)。

2.2事故處理措施

事故發(fā)生后，基坑開(kāi)挖工作暫時(shí)中斷。經(jīng)過(guò)會(huì)商確定了事故樁處理的總體原則：①承載力能滿足設(shè)計(jì)要求；②消除管樁傾斜的不良作用。

對(duì)于事故樁，首先采用水平頂拉的方法使管樁恢復(fù)原位；然后采取填芯補(bǔ)強(qiáng)的方法使上下兩段斷樁連接成整體，從而順利傳遞上部荷載。

采用填芯補(bǔ)強(qiáng)法[1]，具體處理要求為：對(duì)管樁內(nèi)腔內(nèi)的土體和雜物進(jìn)行清理疏通。芯樁內(nèi)放置主筋為6×Φ20、箍筋Φ8@200mm，直徑240mm的鋼筋籠，灌注C40微膨脹細(xì)石混凝土。灌芯深度為低應(yīng)變法確定的缺陷位置以下3m。

3、檢測(cè)方法選擇、實(shí)施及結(jié)論建議

3.1檢測(cè)方案設(shè)計(jì)

檢測(cè)在事故樁糾偏、補(bǔ)強(qiáng)措施完成后28d后進(jìn)行復(fù)測(cè)。

為準(zhǔn)確反映管樁補(bǔ)強(qiáng)后的綜合性能，需要驗(yàn)證：

a、通過(guò)灌芯處理后的管樁完整性是否滿足要求，芯樁是否充分與管樁結(jié)合；

b、芯樁與管樁樁壁的結(jié)合能否確保承載力的正常傳遞；

c、管樁的水平承載力性能是否滿足要求。

根據(jù)上述分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，確定了如下綜合檢測(cè)方案

a、采用低應(yīng)變法對(duì)補(bǔ)強(qiáng)后的管樁進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)；

b、采用高應(yīng)變法選取有代表性的管樁進(jìn)行抗壓承載力測(cè)試；

c、采用水平靜載試驗(yàn)方法選取樁位偏移過(guò)大的管樁檢測(cè)其水平抗剪性能并與未擾動(dòng)區(qū)域的完整樁進(jìn)行對(duì)比。

3.3檢測(cè)結(jié)論及處理措施

通過(guò)上述分析，證明采取水平頂拉糾偏和填芯補(bǔ)強(qiáng)的方法對(duì)缺陷樁的處理總體上是成功的。但是由于事故發(fā)生時(shí)對(duì)樁和樁周土造成了一系列影響，雖經(jīng)填芯處理，但是樁的完整性和承載力仍然存在薄弱環(huán)節(jié)。因此對(duì)薄弱點(diǎn)均采取合適的檢測(cè)手段確定其工程使用效果是必要的。

【二】支持并鼓勵(lì)施工技術(shù)創(chuàng)新

建筑工程施工技術(shù)的創(chuàng)新需要一股動(dòng)力，這股動(dòng)力一方面來(lái)自于客觀社會(huì)，另一方面則來(lái)自于建筑行業(yè)內(nèi)部?？陀^現(xiàn)實(shí)社會(huì)刺激、影響并帶動(dòng)著建筑行業(yè)的施工技術(shù)創(chuàng)新，這種客觀的影響和帶動(dòng)應(yīng)該成為建筑行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的一大動(dòng)力，同時(shí)，建筑行業(yè)自身也應(yīng)該加大技術(shù)創(chuàng)新力度，加大技術(shù)創(chuàng)新的資金投入力度，支持并培養(yǎng)一大批技術(shù)創(chuàng)新型人才，在發(fā)揮已有的優(yōu)勢(shì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，主動(dòng)吸收和引進(jìn)國(guó)際化新技術(shù)，支持并帶動(dòng)行業(yè)內(nèi)部施工技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

2.3 完善施工技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制 有強(qiáng)烈創(chuàng)新精神的團(tuán)隊(duì)、靈活多變的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)是建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)企業(yè)創(chuàng)新機(jī)制的完善的必要條件，建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)企業(yè)創(chuàng)新機(jī)制離不開(kāi)這一必要條件。但是現(xiàn)在社會(huì)更新?lián)Q代的速度非?？?，有創(chuàng)新能力的人相擁出現(xiàn)，很多的創(chuàng)新更像是曇花一現(xiàn)，所以怎樣保持創(chuàng)新的永久不過(guò)時(shí)性顯得尤為重要，所以在尋找人才這一方面的問(wèn)題也很突出重要。一個(gè)團(tuán)隊(duì)，精神是必不可少的，所以創(chuàng)新施工理念一定要深入貫徹。

2.4 促進(jìn)建筑工程技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用 以高新技術(shù)為指導(dǎo)是當(dāng)今時(shí)代對(duì)建筑業(yè)所提出的新要求，促進(jìn)建筑工程施工技術(shù)創(chuàng)新是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的要求，施工技術(shù)創(chuàng)新如果應(yīng)用得當(dāng)，就可以充分地提高施工效率和施工質(zhì)量。在建筑工程施工技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)該首先提高勞動(dòng)人員對(duì)于技術(shù)創(chuàng)新接受的能力，消除勞動(dòng)人員對(duì)于新興技術(shù)的抵觸心理，只有從心里接受才能更好地投入使用， 才能夠提升應(yīng)用水平。在創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)該注重技術(shù)操作的細(xì)節(jié)，建筑業(yè)是一門(mén)需要耐心和細(xì)心的行業(yè)，否則一塊磚頭的錯(cuò)位就可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)建筑項(xiàng)目的失敗。

2.5 建筑施工技術(shù)往工業(yè)化去發(fā)展 當(dāng)前我國(guó)建筑工業(yè)化水平并不高，集約化生產(chǎn)方式的經(jīng)濟(jì)效益得不到體現(xiàn)，建筑企業(yè)習(xí)慣于傳統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)模式。工業(yè)化是如今建筑施工行業(yè)的一個(gè)主要的發(fā)展方向。它最為主要的目的是力圖把互換性和流水線引入到建筑活動(dòng)中去，以標(biāo)準(zhǔn)化的要求提高勞動(dòng)生產(chǎn)率來(lái)加快建設(shè)速度提高經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)效益。通過(guò)工廠化的成套技術(shù)來(lái)改造建筑施工業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，從而提高建筑的工業(yè)化水平。建筑施工技術(shù)的工業(yè)化是以科技為先導(dǎo)，采用最為先進(jìn)的技術(shù)、工藝、設(shè)備，不斷提高建筑施工的標(biāo)準(zhǔn)水平，優(yōu)化資源配置，在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題中積累了施工經(jīng)驗(yàn)后再推進(jìn)工業(yè)化，將更有利于促進(jìn)建筑工業(yè)化的進(jìn)程發(fā)展。

4、結(jié)論建議

由于預(yù)應(yīng)力管樁本身抗剪性能相對(duì)較差，因此在軟土地區(qū)使用時(shí)需要考慮基坑開(kāi)挖等因素的樁身的影響，遵循“分層開(kāi)挖、先撐后挖”的原則，合理組織施工方案并嚴(yán)格執(zhí)行，并做好監(jiān)測(cè)工作，防止大面積斷樁和突發(fā)事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫淑賢.基坑開(kāi)挖伴隨應(yīng)力狀態(tài)改變對(duì)土壓力的影響[J].工程勘察，1998-3：5～8.

作者簡(jiǎn)介：

張迎（1985- ），天津市地質(zhì)工程勘察院，工程師，工程物探專業(yè)，從事巖土工程檢測(cè)技術(shù)與管理工作。