陳江濱

摘要：預(yù)制樁靜壓施工過程中產(chǎn)生的擠土問題，如處理不當(dāng)，往往引起土體隆起，樁上浮傾斜，甚至對周邊道路、管線、建筑物產(chǎn)生破壞。文章分析了常見的質(zhì)量事故產(chǎn)生的原因，并提出了防治措施與建議，并附以工程實例，以饗讀者。

關(guān)鍵詞：靜壓樁施工；擠土；質(zhì)量事故；傾斜樁

中圖分類號：TU753

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)14-0169-02

一、擠土樁的分類

樁是設(shè)置在土中的樁狀構(gòu)狀，按成樁方法對土層的影響來進(jìn)行分類，不同成樁方法對樁周圍土層的擾動程度不同，一般可以分為擠土樁、部分?jǐn)D土樁和排擠土樁分類，如圖1所示：

擠土樁也稱為排土樁，在樁體下壓過程中，樁周圍的土被壓密或擠開，因而使周圍土層受到嚴(yán)重擾動，土的原始結(jié)構(gòu)遭到破壞，土的工程性質(zhì)有很大改變(與原始狀態(tài)相比)。擠土樁主要有打人或壓人的混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力管樁、鋼管樁和木樁，另外沉管式灌注樁也屬于擠土樁等。部分?jǐn)D土樁稱為少量排土樁，在成樁過程中，樁周圍的土受到相對較少的擾動，土的原狀結(jié)構(gòu)和工程性質(zhì)的變化不明顯。這類樁主要有打人小截面的I型和H型鋼樁、鋼板樁，開口式的鋼管樁(管內(nèi)土挖除)和螺旋樁等。非擠土樁也稱為非排土樁，在成樁過程中，將與樁體積相同的土挖出，因而樁周圍的土受到較輕的擾動，但有應(yīng)力松弛現(xiàn)象。這類樁主要有各種形式的人工挖孔樁、鉆孔灌注樁以及預(yù)鉆孔埋樁等。

二、擠土樁的擠土問題

常見的靜壓樁有兩種，預(yù)制混凝土方樁和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，他們均屬于擠土樁，其比較突出的優(yōu)點是樁身完好，強(qiáng)度高，施工過程中產(chǎn)生噪聲小，對周邊影響小，施工速度快，特別適合在城市地區(qū)采用。預(yù)制混凝土方樁和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的沉樁方式分別有錘擊法、振動法或靜壓法沉樁等。無論采用哪一種沉樁方法，樁體在進(jìn)入土層過程中均會對土層產(chǎn)生擠壓，由此會產(chǎn)生許多不良后果，諸如地面隆起、土體的水平位移、影響周圍的建筑物和地下管道、拉斷已完成的工程樁、在基坑開挖過程中造成已完成的樁傾斜和斷裂，造成已完成的工程樁全部報廢等等不利情況。根據(jù)不完全統(tǒng)計，在飽和軟土的土層中設(shè)計選擇此靜壓樁樁型的基礎(chǔ)工程，基坑土方開挖中約有55％～65％的工程曾經(jīng)發(fā)生過樁的傾斜事故，因此，對擠土樁擠土問題是需要加以認(rèn)真研究的。

現(xiàn)舉例說明由于擠土所產(chǎn)生的不良后果。

(一)造成地面隆起

南京金陵飯店工程塔樓基礎(chǔ)平面34.5m×34.5m?；A(chǔ)采用314根550mm預(yù)制鋼筋混凝土管樁，樁長20～30m，當(dāng)打完中央塔樓64根樁后，發(fā)現(xiàn)場地兩側(cè)隆起440mm，樁上浮20mm，最大上浮73mm。

湛江某大樓打樁施工過程中，施工場地地面中心最高隆起達(dá)1.2m，嚴(yán)重影響了后續(xù)施工。

(二)對周圍建筑物的影響

南京軍區(qū)總醫(yī)院某大樓采用擠土樁，打樁后該施工現(xiàn)場北側(cè)隆起400mm，影響了該醫(yī)院財務(wù)辦公室的安全和使用。

南京紫薇園采用擠土樁基礎(chǔ)，施工完成后，將其南側(cè)河岸擋土墻擠成了弧形，最大位移500mm，同時墻體發(fā)生了垂直裂縫。

南京長江大廈采用擠土樁，施工中就發(fā)生將其西側(cè)人行道擠抬起，圍墻擠傾倒。

南方某輕工業(yè)廠區(qū)水池，臨近的廠房進(jìn)行靜壓樁施工，當(dāng)樁基礎(chǔ)施工完成2/3時，將其西側(cè)水池?fù)跬翂D成了弧形，最大位移250mm，同時擋土墻混凝土體發(fā)生多處裂縫。

(三)對鄰近地下管道的影響

南京建寧路高架橋樁基礎(chǔ)施工中，打入了888根450mm×450mm預(yù)制樁，幾乎打入每根樁都可以見到擠土現(xiàn)象，為了防止擠土造成管線的損壞，總共移動了7根管線(上水、下水、煤氣、供電、電訊、排污、雨水管等)。

(四)對相鄰已完成的樁影響

江蘇金東紙業(yè)工程樁基礎(chǔ)施工中，后續(xù)施工的擠土樁將已施工完成的樁抬起，并拉斷，大雞有70％～80％已完成的樁被拉斷，幾百根樁全部報廢，并重新設(shè)計更改了型樁。

浙江某工程，由于打樁區(qū)域地面標(biāo)高大量隆起，造成已打入的樁向上抬起，造成樁尖穿空，嚴(yán)重影響了樁的承載力。

南京長江大廈，中心筒下的靜壓樁在施工中將兩側(cè)已作用的承臺樁擠偏200～300mm。

(五)基坑開挖后造成樁傾斜、斷樁

南京河西某七層全現(xiàn)澆混凝土框架辦公樓工程采面400mm×400mm預(yù)制靜壓方樁，樁長為17m，一次開挖基坑完成一半后，發(fā)生了樁基大面積傾斜，最大樁頂位移值1.29m，相應(yīng)傾角為8°～14°，造成25％的工程樁報廢，基礎(chǔ)加固增加了159根鉆孔灌注樁，增加投資約120萬元，損失工期約2個月。

蘇州工業(yè)園區(qū)某3幢住宅樓工程采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，樁徑300mm，樁長為11m，當(dāng)基坑開挖工作基本完成后，管樁發(fā)生大面積傾斜，造成50％的工程樁報廢，損失工期2.5個月，損失投資120萬元。

南京河西某小高層住宅樓工程，基礎(chǔ)采用管樁直徑600mm預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，樁長31m，基坑開挖完成一天后就發(fā)生42％的管樁傾斜，工程樁中25％的樁并被判定為Ⅲ類樁需要進(jìn)行加固處理。

三、工程實例

(一)工程概況

某全現(xiàn)澆澆混凝土框架辦公樓工程，長96.12m，寬26.12m，建筑工程16900m²，地下一層，地上七層，基礎(chǔ)采用400mm×400mm預(yù)制靜壓方樁，設(shè)計樁長為14～17m，樁數(shù)共349根。本工程地處南京河西地區(qū)，原始地貌屬長江河漫地貌單元，擬建場地地質(zhì)鉆探剖面圖。

土層的物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計見表1：

(二)靜壓樁施工及傾斜情況

樁基施工采用DYC-500T靜力壓樁機(jī)，在整個樁基施工過程中未發(fā)現(xiàn)有異常情況。在進(jìn)行了基坑開挖。開挖方向是由西向東一次性挖到設(shè)計標(biāo)高(基坑深約為3m)。挖土采用機(jī)械挖掘機(jī)，現(xiàn)場采用自卸卡車進(jìn)行土方現(xiàn)場轉(zhuǎn)運。兩天后，當(dāng)基坑土方開挖工作完成約1/2時，發(fā)現(xiàn)暴露出土體之外的預(yù)制樁發(fā)生大面積傾斜，發(fā)和傾斜的樁體有如下特點：

1.靜壓樁剛被開挖暴露出土體時，樁身垂直，幾個小時后發(fā)生了傾斜現(xiàn)象，而且傾斜數(shù)值每天都在發(fā)展。根據(jù)現(xiàn)場實際對幾個具有代表性的樁進(jìn)行跟蹤測量，檢測結(jié)果見表2：

其中在群樁之中最大的樁頂位移值已達(dá)到1.29m，相應(yīng)的傾斜角在8°～14°之間。

2.樁體傾斜的方向基本致(朝向西傾斜)，而基坑土方開挖順序正是由西向東進(jìn)行的。

3.樁距較密集的承臺處群樁傾斜角度要比樁距較疏的單排樁要大。

4.先被開挖暴露出來的樁傾斜的程度要比暴露出來的樁傾斜程度要嚴(yán)重。

(三)群樁傾斜的原因分析

本工程土質(zhì)屬于典型的飽和軟土，在靜壓樁身長度范圍中有80％是處于黏土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)土中，在壓樁過程中，樁的四周的土體瞬時擠壓力作用下的不可壓縮性，使下壓的樁四周的土體產(chǎn)生相當(dāng)大的擠壓力，以能量的形式儲存在土中，樁基施工與土方施工的時間間隔不足一個月，只有一小部分是通過土體的隆起來釋放的。在基坑施工時，基坑土方開挖措施不當(dāng)。開挖措施中未考慮將開挖區(qū)段留設(shè)減墳溝槽，作為分壓措施；同時未按規(guī)范要求分層分段開挖土方，而是一次開挖至設(shè)計標(biāo)高，土方開挖給儲存在土體中的能量形成了定向釋放空間。造成了群樁定向傾斜。

(四)對傾斜樁的處理

樁體傾斜問題發(fā)生后，由于樁的傾斜值還在繼續(xù)發(fā)展，已嚴(yán)重威脅到工程樁的安全，現(xiàn)場采取的處理措施是：

1.對尚未開挖的東部基坑的開挖工作暫停開挖，并調(diào)整開挖方案。

2.迅速對基坑邊的堆積土方進(jìn)行卸荷。

3.對已開挖的基坑邊坡進(jìn)行1:1放坡。

4.對已經(jīng)發(fā)生傾斜樁進(jìn)行檢測，檢查樁身的完整性。

5.對問題樁要進(jìn)行加固。經(jīng)設(shè)計部門研究，加固方案是擴(kuò)大原有的承臺，每個承臺四個角增加鉆孔灌注樁，以鉆孔灌注樁受力為主，原有的靜壓樁作為承臺輔助樁參加工作，整個處理方案共增加了159根鉆孔灌注樁。

四、結(jié)語

擠土樁的施工，一定要從設(shè)計計算，施工土方開挖、打樁(靜壓)順序等方面綜合考慮，才能避免或減少工程質(zhì)量事故的發(fā)生。