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(duì)這些問題可以通過擴(kuò)大承臺(tái)法、改變施工法、修改設(shè)計(jì)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(qiáng)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(qiáng)度高，施工速度快，工期短，成樁質(zhì)量可靠，監(jiān)理檢測(cè)方便，綜合單位承載力造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，因此成為設(shè)計(jì)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(jì)、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(shí)踐，探討預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)事故中幾個(gè)重要但容易被忽視的問題，同時(shí)提出了對(duì)常見事故的一些處理方法。

二、幾個(gè)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(chǎng)地。它的持力層可選擇為強(qiáng)風(fēng)化巖層，堅(jiān)硬的粘土層或密實(shí)的砂層、碎石層，一般可以打入強(qiáng)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(jì)采用￠300PHC和￠400PHC樁，用D35柴油錘施打。該場(chǎng)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(wú)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(huì)議，初步認(rèn)為有三個(gè)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(rèn)為管樁質(zhì)量應(yīng)該是好的，施工也符號(hào)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(qiáng)風(fēng)化而是中至微風(fēng)化巖，基巖上部的強(qiáng)風(fēng)化層很薄，甚至缺少。在這種“從松軟突變到特別堅(jiān)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(qiáng)大的打樁沖擊力會(huì)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(jì)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(jì)效益。

某六層宿舍樓地處山腳坡地上，設(shè)計(jì)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(shí)，多根樁尖沿巖面滑移，樁身突然傾斜而折斷，有的雖無(wú)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(bào)告顯示，該場(chǎng)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(shí)，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(gè)月，采用小應(yīng)變檢測(cè)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(shí)會(huì)產(chǎn)生孔隙水壓力，使擾動(dòng)的軟土抗剪強(qiáng)度降低，產(chǎn)生土體的蝕變和蠕動(dòng)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(shí)，就會(huì)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?yàn)橄仁┕さ臉兜撞恐С性趫?jiān)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(dá)不到設(shè)計(jì)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(rèn)真合理安排打樁順序，必要時(shí)對(duì)其不良影響采用預(yù)防措施：1．適當(dāng)擴(kuò)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(shí)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(duì)已出現(xiàn)土體上涌現(xiàn)象時(shí)應(yīng)通過檢測(cè)質(zhì)量，采取復(fù)打工藝及補(bǔ)樁加固等處理。

對(duì)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(duì)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(dá)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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