預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)事故的分析和處理

【摘要】預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用越來越廣泛，可由于地質(zhì)條件、擠土效應(yīng)、收錘標(biāo)準(zhǔn)控制不當(dāng)?shù)确矫嫒菀滓鹨幌盗袉栴}，對這些問題可以通過擴大承臺法、改變施工法、修改設(shè)計法、復(fù)合地基基礎(chǔ)法等多種方法來處理，減少工程事故的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力管樁；強風(fēng)化巖層；擠土效應(yīng)；貫入度

一、前言

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁由于具有樁身強度高，施工速度快，工期短，成樁質(zhì)量可靠，監(jiān)理檢測方便，綜合單位承載力造價較低等優(yōu)點，因此成為設(shè)計人員優(yōu)先選用的樁基，建設(shè)單位也普遍樂于接受。近幾年來，該樁型的得到了廣泛的應(yīng)用。

但在預(yù)應(yīng)力管樁應(yīng)用中，由于勘察、設(shè)計、施工等許多因素，稍有不慎，就可能造成事故或留下安全隱患。本文結(jié)合一些工程實踐，探討預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)事故中幾個重要但容易被忽視的問題，同時提出了對常見事故的一些處理方法。

二、幾個重要問題的探討

不宜應(yīng)用管樁的工程地質(zhì)條件問題

預(yù)應(yīng)力管的廣泛應(yīng)用并不代表它能適用于任何場地。它的持力層可選擇為強風(fēng)化巖層，堅硬的粘土層或密實的砂層、碎石層，一般可以打入強風(fēng)化巖層1～3m，即可打入N=50～60的地層，但不能打入中風(fēng)化巖和微風(fēng)化巖。

某六層宿舍樓地基工程，原設(shè)計采用￠300PHC和￠400PHC樁，用D35柴油錘施打。該場區(qū)巖基埋深較淺，淺者為12m，深者為20m，在正常的地質(zhì)條件下采用預(yù)應(yīng)力管樁無可非議。但該工地打樁50根，斷樁數(shù)為11根，破損率超過20%，有關(guān)單位召開事故分析會議，初步認為有三個原因：管樁質(zhì)量有問題；打樁施工有問題；地質(zhì)也有問題。最后一致認為管樁質(zhì)量應(yīng)該是好的，施工也符號操作規(guī)程，打樁破損率高完全是工程地質(zhì)條件不適所造成的。該鉆孔地質(zhì)資料揭示：巖基埋深較淺，平均為13～14m，不是強風(fēng)化而是中至微風(fēng)化巖，基巖上部的強風(fēng)化層很薄，甚至缺少。在這種“從松軟突變到特別堅硬的地層”中施打預(yù)應(yīng)力管樁，其破損率必然很高。原因就是沒有“緩沖層”，樁尖一下子碰到中、微風(fēng)化的硬巖，而樁身四周又都是摩擦力很小的松軟層，所以強大的打樁沖擊力會全部傳向樁尖并由樁尖處巖面再以壓力波反射回來，使樁身混凝土受壓破壞。最后設(shè)計改變樁型，根據(jù)該區(qū)中風(fēng)化巖基埋藏較淺的有利條件，采用了鉆孔灌注樁，得到了良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。

某六層宿舍樓地處山腳坡地上，設(shè)計采用￠500預(yù)應(yīng)力管樁，用50型柴油錘施打。在施打過程中發(fā)現(xiàn)管樁打到石面時，多根樁尖沿巖面滑移，樁身突然傾斜而折斷，有的雖無滑移，但樁身突然下沉，據(jù)判斷此樁可能破碎。據(jù)工程地質(zhì)報告顯示，該場區(qū)沒有反映出有障礙的存在，但應(yīng)該是一山坡地段，傾斜較大，很可能存在一些未風(fēng)化的巖塊，孤石等，不宜采用預(yù)應(yīng)力管樁。

擠土效應(yīng)引起的問題

預(yù)應(yīng)力管樁屬于擠土樁類型，尤其采用封口樁尖時，其擠土效應(yīng)更明顯，引起的問題也屢見不鮮。

某五層綜合樓工程，該工程樁施工完畢1個月，采用小應(yīng)變檢測方式抽檢，以確定樁基的完整性。抽檢選取50根樁，其結(jié)果如下：樁體完整的A類樁為15根，占30%，樁體存在問題的B類樁占25根，占50%。，樁身完整性差，屬不合格的C類樁10根，占20%，數(shù)據(jù)曲線還顯示，不少樁接頭處脫落，部分樁出現(xiàn)裂縫。造成這工程事故的原因有多方面的，有接頭質(zhì)量的主要原因，但擠土效應(yīng)也是不容忽視的重要原因。此工程預(yù)應(yīng)力管樁采用十字型樁尖，擠土明顯，地理位置在江邊，上部分為含水量高的淤泥質(zhì)土，打樁時會產(chǎn)生孔隙水壓力，使擾動的軟土抗剪強度降低，產(chǎn)生土體的蝕變和蠕動變形。沉樁入土?xí)r，當(dāng)排擠的土體體積占沿樁范圍土體體積5%以上時，就會產(chǎn)生明顯的擠土效應(yīng)，造成地面土體隆起和側(cè)移，并使先完成的鄰樁向上抬起。因為先施工的樁底部支承在堅硬的土層上，接頭質(zhì)量不好，則使上下樁體脫開，有的樁頭雖未脫開，但造成上浮，樁的承載力達不到設(shè)計要求。

以上事故是忽視了擠土效應(yīng)的影響而造成的。我們必須認真合理安排打樁順序，必要時對其不良影響采用預(yù)防措施：1．適當(dāng)擴大樁的中心距；2．預(yù)鉆孔沉樁，孔徑約比樁徑小50～100㎜，施工時應(yīng)隨鉆隨打；3．設(shè)置袋裝砂井塑料排水板，消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現(xiàn)象。對已出現(xiàn)土體上涌現(xiàn)象時應(yīng)通過檢測質(zhì)量，采取復(fù)打工藝及補樁加固等處理。

對收錘標(biāo)準(zhǔn)控制不當(dāng)引起的問題

收錘標(biāo)準(zhǔn)即終此打樁的控制標(biāo)準(zhǔn)，對打樁工程質(zhì)量起著重要的作用。收錘標(biāo)準(zhǔn)一般應(yīng)以到達的樁端持力層，最后貫入度或最后1m沉樁錘擊數(shù)作為控制指標(biāo)。樁端持力層作為定性控制，最后貫入度或最后1m沉樁錘擊數(shù)作為定量控制。當(dāng)然，這些主要指標(biāo)隨工程條件不同而有所不同。

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