某小区的小高层住宅楼工程位于江门市江海区，设计由1#、2#、3#和4#四座群楼组成，地下为整体1层，地上的四幢群楼为6~9层，总建筑面积26062m2，地下室剪力墙结构，主体框架结构，抗震设防烈度7度，基底面积8000m2。基础采用D=400mm、壁厚95mm的AB型PHC管桩（该工程采用静压法压桩），总桩数300根，设计单桩竖向承载力特征值Ra=1200KN，桩的人土深度25~30m。

 

　　工程桩基础施工于2008年9月份，正是江门地区台风雨水的季节，由于工期比较紧，故地下室在后浇带位置分开，先对1#楼部份的基础管桩工程和上部结构工程进行施工。业主方把桩基础部分施工分包，桩基础分包单位对地质条件不太清楚，采用1台JP2-300T型全液压步履式反静力静压桩机施工，造成施工期间曾因为地面土质下陷造成压桩机的陷机情况，导致附近的基桩被推斜或推断。业主方没有及时对有关单位或专家反应情况，而是采用表层回填300~500mm的砖头和石渣来处理压桩机陷机问题。下述为1#楼所发生的桩基础事故处理过程的监测概述。

 

　　2工程地质概况

 

　　本工程场地勘察深度范围内土层可细分为5个工程地质单元，依次为①素填土、②淤泥质土、③粉质粘土、④全风化片岩、⑤强风化片岩。该场地基岩埋藏较深，大部分在20m以下且强风化岩面上的覆盖层土质软弱，标贯击数较低，而强风化岩表层中有标贯击数很高的硬夹层，类似于"上软下硬，软硬突变"的场地，给管桩的施工带来一定的难度。土层分布见表l。

 

　　表l场地内各土层分布表

 

　　注：表中数据均取自本工程岩土工程勘察报告。

 

　　3基桩检测情况

 

　　打桩结束后，我们对本工程桩基分别进行了低应变(PIT)和静载荷试验检测。

 

　　（1）低应变(PIT)动测。低应变检测数量为256根，仅发现类桩185根，占所测桩数的72.3%；Ⅱ类桩0根，占所测桩数的0%；Ⅲ类桩36根，占所测桩数14%；Ⅳ类桩35根，占所测桩数13.7%。

 

　　（2）静载荷试验。本工程基桩在基础开挖前做了3根单桩静载荷试验。试验结果3根桩的竖向抗压极限承载力均大于2400kN，满足设计要求。

 

　　（3）抽取第249号Ⅳ类桩桩的低应变检测结果见图1。

 

　　图1事故桩低应变检测曲线图

 

　　4事故原因分析

 

　　（1）断桩原因分析。首先排除设计原因。因为设计布桩已经考虑了打桩挤土效应，桩间距最小也达到3倍桩径，说明断桩不是压桩过程中桩间土挤压造成的。其次，排除机械挖土的原因。土建单位机械开挖前，经过现场勘测，肉眼已经发现部分露出地面的管桩发生倾斜现象。再次，排除PHC管桩在吊装、运输、堆放过程中折裂的可能。管桩进入工地时都经过了验收，有齐备的检验合格文件；现场面积宽广，堆放大都为单层平放；管桩施工过程中的吊立就位、垂直度校准均得到监控，并有详细记录。

 

　　根据地质报告显示，桩的上半部处在流塑~软塑状淤泥质土和粉质粘土中，土的抗侧压性能很差，对桩体的束缚力弱；下半部处在中密~密实的粉砂土中，土的各项力学指标均较好，承载能力强，桩身在粉砂土中得到了很好的限制。桩身集中在软~硬土层(即2层与3层土)交界面附近断裂，说明桩上部受到了很大的水平挤压力。这个水平力会在软~硬生层交界处产生很大弯矩。当弯距超过桩身预应力钢筋混凝土抗弯能力时，桩身就会开裂破坏。这个水平挤压力应该是由350T重的静压桩机在软土中行走时所产生的，是造成此次管桩大面积断裂的直接原因。

 

　　另外，在成排连续施工的桩中，断桩桩顶倾斜方向的一致性与桩机行走路线直接相关，也有力地佐证了上述论断。

 

　　（2）桩基开挖时没有严格按照土方开挖方案进行，使用PC220等的大型勾机进行表土开挖，土方开挖前做了低应变检测，Ⅲ～Ⅳ类桩合共只有60根，但开挖完成后的复查，却增加到了71根，由此可见挖机的碰损和挤压加重桩基的损坏和Ⅲ～Ⅳ类桩的增加。

 

　　5桩基处理方案

 

　　根据基桩检测报告建设单位召集了有关各方共同研究处理方案，并聘请专家组出具了咨询报告，根据管桩损坏的不同程度和平面分布情况，设计部门采取了以下处理方案：

 

　　（1）有较浅轻微损伤的桩基（Ⅲ类桩）处理方法：对于微创伤的桩体（按低应变PIT检测结果），根据创损的深度位置，先把桩心里的杂物清理出来，孔内壁清洗干净，抽干孔内积水，安放钢筋笼，用高强度混凝土灌注至桩顶，且采用小型振动棒进行插入振捣。对分散的微创伤桩，适当增加承台截面尺寸，同时增设纵横地梁，与临近承台拉接起来，以提高承台的承载能力和稳定性。

 

　　（2）有损伤在较浅（-2.5~-5m）位置的Ⅳ类桩处理方法：制定专项土方开挖方案，对有损伤的桩进行独立开挖，开挖深度至损伤位置以下lm处，然后把损伤位置以上桩体吊走，把桩心里的杂物清理出来，孔内壁清洗干净，抽干孔内积水，安放钢筋笼，用ф600的水泥管做模，然后灌注高强度混凝土至设计桩顶标高。

 

　　（3）有损伤在较深（-6m以下）位置的Ⅳ类桩处理方法：A.弃用原来压桩的液压履带式反静力静压桩机施工，而是使用桩机重量较轻的柴油锤式击桩机，柴油锤式击桩机的重量在25~30T之间，因为柴油锤击桩机是滚筒行走，重量均布在较宽的枕木上，减小集中荷载，使在施工时产生对附近管桩的側压力减至最小。B.合理安排打桩路线，避免打桩时产生的土压力对旧有存在较小损伤的桩体产生影响，若因桩距太短小于1.5m时，按设计要求必须进行跳打。C.在桩机行走路线的地方有不少已完成的管桩，为防止在桩机行走工程中对这些桩体造成破坏，所以要在补桩回填土方之前，先对这些管桩进行锯桩和捣桩芯砼的工作，再回填土方，把这些管桩埋在土方下，并且使桩顶面距离泥面不少于1.5m，使桩机能顺利进行打桩施工。

 

　　6桩基础处理完成后的主体沉降监测情况

 

　　（1）在全部桩基础工程处理完成后，对原来的Ⅳ类桩抽取了2根进行静载荷试验，2根桩的竖向抗压极限承载力均满足设计要求。其试验结果见表2。

 

　　表2处理后的桩静载荷检测结果

 

　　试验编号 工程桩号 桩长（m） 桩径（mm） 单桩承载力特征值（KN） 极限承载力（KN） 最大沉降量（mm） 残余沉降量（mm） 承载力特征值对应沉降量（mm）

 

　　1 249 25.0 400 1200 ≥2400 10.9 3.01 4.30

 

　　2 补272 23.7 400 1200 ≥2400 13.36 4.99 5.74

 

　　（2）由于工程地基出现了问题，施工方为了保证主体工程质量，严格按《JGJT8-97建筑变形测量规程》规范制定沉降观测监控措施：

 

　　A.完成地下室剪力墙柱混凝土后，立即采用了的DZS2型水准仪和精度铝合金水准尺对该幢号工程进行了沉降观测点的埋设和观测工作。根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案，由建设单位提供的水准控制点(或城市精密导线点)根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。依据沉降观测点的埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图，确定沉降观测点的位置。在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测均沿统一路线。

 

　　B.根据编制的工程施测方案及确定的观测周期，首次观测应在观测点安稳固后及时进行。首次观测应按设计好的位置埋设沉降观测点，等临时观测点稳固好，进行首次观测。首次观测的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。因为基础出现了问题，故按周一次的时间间隔严密观测工程的各部位沉降情况，直至竣工。

 

　　C.根据各观测周期平差计算的沉降量，列统计表，进行汇总。绘制各观测点的下沉曲线图，做好观测记录存档和上报工作。

 

　　D.工程观测结果见下表3。

 

　　表3工程沉降观测结果一览表

 

　　注：沉降按每周一次进行监测，直至七层面时各观测点均均匀沉降，符合设计和有关规范要求。

 

　　7后续工程按处理方案施工的监测情况

 

　　（1）后续开工的2#楼工程上采用了柴油锤击桩机进行桩基础施工，严格按照编制的基础土方开挖方案执行，采用PC60小勾机进行土方开挖，严禁载重汽车进入桩基范围，且在管桩施打工程中进行严密监控，减少管桩倾斜现象。

 

　　（2）在2#楼的桩基开挖后，没有发现出现1#楼桩基的情况，从而说明采用上述措施是可行的。所以后续的3#和4#楼施工可以按照2#楼的桩基础施工方法进行推广施工。

 

　　8小结

 

　　本工程庆幸开始时因为资金原因分拆了1#楼先进行桩基础施工，避免了四幢群楼同时大面积的桩基事故现象，但值得反思得是：（1）本次监测详实地反映了1#楼桩基础的质量事故情况，1#楼处本来为一口鱼塘，由于业主方为了节省成本和时间，回填素土，堆填时间只有短短的一个月，且在雨水季节进行桩基础分部施工，没有听取有关专家和单位的建议盲目进行日夜抢工期施工，桩基础施工没有通知有关单位进行监测，桩基础施工单位发现问题没有及时停工上报，造成开挖时发现才处理，造成更大的损失，从上述数据结果可知，现场各分部分项工程的施工监测是多么重要。（2）基础质量监控时，必须考虑多种条件因素，尤其应考虑场地地质条件对施工的影响，勘察单位遇软土地基时，应提醒建设、设计、施工各方，静压管桩方案应用时必须考虑地基土承载力低，可能影响基桩施工。可提出合适的地基预处理方案，如基土面进行一定深度的换土、软土中打砂桩、在条件允许下使用锤击桩等。（3）对已发生问题的桩基础，必须正视问题，严禁弄虚作假，对社会负责，对人民负责，及时反映，积极配合问题处理，一定不要使一般的桩基施工问题发展成严重事故，工程的各分部施工和监测工作都是密不可分的，往往一个细节的错漏，造成大的经济损失和不良的社会影响。（4）本工程对IV类桩进行了补桩处理，但对修补后满足竖向承载力要求的Ⅲ类桩则未作处理。从结构上考虑本工程桩基以承受竖向压力为主，低应变(PIT)检测结果显示工程桩缺陷一般在2.5~6m范围，在按设计及有关专家的措施进行修补后竖向承载力满足竖向承载力要求的，我们认为是可以接受的，但并非认为Ⅲ类桩就不需处理，只是目前尚未有可行的办法。对该类桩通常的做法是把基桩内腔中的泥水清洗抽干，放下钢筋笼和灌注桩芯混凝土，但工期长且费用高，尤其是桩心的堵塞清理，其实际处理效果会不理想，事实上在背水面(桩内腔)灌注混凝土是无法达到封堵桩身混凝土裂缝的效果的，希望有关部门及科研单位作进一步的研究并提出相关规定。

 

　　参考文献

 

　　[1]GB50009-2001建筑抗震设计规范。

 

　　[2]DBJ15-31-2003广东省建筑地基基础设计规范。

 

　　[3]JGJ106建筑基桩检测技术规范。

 

　　[4]DBJ/T15-22-98预应力混凝土管桩基础技术规程。

 

　　[5]JGJ9444建筑桩基技术规范。

 

　　[6]JGJT8-97建筑变形测量规程。

 

　　[7]陈凡，徐天平等，基桩质量检测技术，中国建筑工业出版社。