翟明海

【摘要】本文通過某工程預(yù)應(yīng)力管樁和沖孔灌注樁基礎(chǔ)檢測后發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題的實例，分析問題產(chǎn)生的原因并提出相應(yīng)的若干預(yù)防措施

【關(guān)鍵詞】樁基礎(chǔ)；質(zhì)量問題；原因分析；預(yù)防措施

1 工程概況

××市某高層建筑為一層地下室，地上二層裙樓及3棟主樓27層，主樓采用鉆孔灌注樁，附樓采用預(yù)應(yīng)力管樁。

《巖土工程詳細勘察報告》顯示：該場地土層從上到下主要為素填土（約2.2m）、淤泥和淤泥質(zhì)土、強風(fēng)化或微風(fēng)化花崗巖層，巖層上部局部有約2.6m的粉質(zhì)粘土層，部分強風(fēng)化巖層較薄或無過渡層，淤泥質(zhì)土直接臥在中-微風(fēng)化巖層上面。場地淤泥層厚，基巖埋藏較淺，中-微風(fēng)化花崗巖風(fēng)化層面起伏較大，坡度一般為3°～12°，最大坡度達20°～25°，如圖1所示。

該工程先施工預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)353根，再施工沖孔灌注樁基礎(chǔ)397根。施工完成后先對預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)采用高應(yīng)變法進行檢測，結(jié)果承載力達不到設(shè)計要求，復(fù)打后再檢測仍達不到設(shè)計要求。隨將預(yù)應(yīng)力管樁作廢，全部改為沖孔灌注樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)順利完成施工。經(jīng)五方責(zé)任主體商定采用聲波透射法和鉆芯法作樁基檢測，檢測結(jié)果顯示部分樁存在樁底持力層為強風(fēng)化花崗巖，不符合設(shè)計要求，部分樁樁身存在混凝土缺陷明顯、混凝土強度低于設(shè)計要求等問題。并且隨著土方開挖的進展發(fā)現(xiàn)部分樁樁身傾斜嚴重、縮徑等問題。經(jīng)研究決定：本工程主樓樁基全數(shù)進行鉆芯法檢測，不合格樁進行重新補樁的處理方案。

檢測完成后，該工程經(jīng)設(shè)計修改需補樁179根，經(jīng)采用聲波透射法和鉆芯法檢測，目前檢測的128根均達到設(shè)計要求。

2 原因分析

2.1 預(yù)應(yīng)力管樁達不到承載力設(shè)計值的原因

該工程施工的φ500預(yù)應(yīng)力管樁，單樁承載力特征值為2300kN，設(shè)計要求的最大檢測荷載為4600kN，在進行首次高應(yīng)變檢測5根后發(fā)現(xiàn)，檢測各樁樁身完整性均為I類，但動測極限承載力為1084kN～3004kN，均達不到設(shè)計要求，僅為設(shè)計要求的23%～65%。經(jīng)五方責(zé)任主體研究協(xié)商后決定對該批樁復(fù)打后再重新進行檢測，復(fù)打后部分樁斷樁，再檢測5根樁仍達不到設(shè)計要求。原因有：

廣東省標準《錘擊式預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ/T 15-22-2008第1.0.5條規(guī)定：“4 非巖溶地區(qū)基巖以上的覆蓋層為淤泥等松軟土層，其下直接為中風(fēng)化巖層或微風(fēng)化巖層；或中風(fēng)化巖面上只有較薄的強風(fēng)化巖層”的地質(zhì)條件“不宜采用或慎用管樁”。該建設(shè)場地基巖起伏較大，部分強風(fēng)化巖層較薄或無過渡層，淤泥質(zhì)土直接臥于微風(fēng)化巖層面上，采用管樁基礎(chǔ)不符合DBJ/T 15-22-2008規(guī)定。而且本工程先進行預(yù)應(yīng)力管樁施工，再進行沖孔灌注樁施工，地基土層以淤泥層為主，鉆孔樁施工時不可避免地會對已施工管樁產(chǎn)生影響。再綜合考慮后續(xù)基坑開挖可能帶來的不利因素，該批管樁質(zhì)量難以保證，因此筆者曾建議該批管樁作廢，用灌注樁代替，這一建議立即得到了有關(guān)責(zé)任主體的支持實施。

2.2 沖孔灌注樁出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因

本工程沖孔灌注樁直徑為750～2000mm，全部施工完成后分批進行聲波檢測和鉆芯法檢測，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)部分樁存在樁底持力層不符合設(shè)計要求、樁身混凝土存在明顯質(zhì)量缺陷、混凝土強度低于設(shè)計要求等問題。同時隨著土方開挖，還發(fā)現(xiàn)部分樁樁身嚴重傾斜、縮徑等問題。監(jiān)督員及時制止土方開挖工程并召開質(zhì)量分析處理會議，最終將開挖中發(fā)現(xiàn)樁身傾斜嚴重、縮頸的樁55根全部按廢樁處理。其余樁擴大檢測，將檢測方案調(diào)整為：每棟主樓單獨劃分為一個檢驗批，裙樓劃分為兩個檢驗批，共五個檢驗批。主樓采用100%鉆芯法和100%超聲波檢測，以保證主樓的安全。裙樓仍按10%鉆芯法和100%超聲波檢測。采用鉆芯法檢測的結(jié)果如下：

檢測樁數(shù) 樁底持力層不符合設(shè)計要求根數(shù) 樁身混凝土強度不符合設(shè)計要求根數(shù) 樁身完整性為III、IV類樁根數(shù)

241 19 41 12

占檢測樁數(shù)的百分率 7.9% 17.0% 5.0%

2.2.1 樁底持力層不符合設(shè)計要求的原因分析

（1）持力層巖面起伏較大，未按勘察報告建議加密勘察網(wǎng)點，坡度大處出現(xiàn)了樁底部分在強風(fēng)化巖層、部分在中風(fēng)化巖層的情況。如750#樁樁端巖層A孔23.00～23.80m為強風(fēng)化花崗巖，23.80～26.10m為中風(fēng)化花崗巖，B孔為中風(fēng)化花崗巖。

（2）由于地基情況復(fù)雜，未采取超前鉆工藝，導(dǎo)致部分樁端持力層未真正達到中風(fēng)化層，而持力層中存在強風(fēng)化夾層或者孤石。如533#樁樁端巖層A孔6.80～7.90m為中風(fēng)化花崗巖，7.90～8.20m為強風(fēng)化花崗巖，8.20～10.80m為中風(fēng)化花崗巖；B孔6.85～7.30m為中風(fēng)化花崗巖，7.30～7.80m為強風(fēng)化花崗巖，7.80～8.40m為中風(fēng)化花崗巖。

（3）持力層巖性鑒別工作不規(guī)范，現(xiàn)場管理人員對巖性判別不準確，未及時通知勘察單位人員到場進行鑒別，也沒有按要求留置巖樣以便分析。不符合《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50202-2002第5.6.2條“……嵌巖樁必須有樁端持力層的巖性報告”和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94-2008第6.3.13條第7款“進入基巖后，非樁端持力層每鉆進300～500mm和樁端持力層每鉆進100～300mm時，應(yīng)清孔取樣一次，并應(yīng)做記錄”的規(guī)定要求。

（4）另外，該工程基坑西面和西北角開挖時，當開挖至基礎(chǔ)底板墊層底部約3m深，突然出現(xiàn)基坑攪拌樁支護結(jié)構(gòu)失穩(wěn)滑動，導(dǎo)致部分灌注樁樁身傾斜嚴重。距離基坑壁最近的一排樁直徑為750和1000兩種，樁位偏差值大多在0.5m以上，最大樁位偏差值為3.38m，傾斜角大于45°，幾乎傾倒。如果樁端按照設(shè)計要求嵌入中風(fēng)化巖層一倍直徑以上的話，即使基坑出現(xiàn)局部失穩(wěn)，樁的傾斜也不會如此嚴重。這也從另外一個角度證實了部分樁端嵌巖深度不足或未嵌巖。

2.2.2 樁身完整性缺陷及混凝土強度達不到設(shè)計要求的原因分析

該批工程樁抽芯檢測完整性主要以芯樣局部蜂窩情況來判斷，局部蜂窩嚴重的判斷為III、IV類樁，樁身混凝土強度達不到設(shè)計C35要求，混凝土芯樣抗壓強度代表值在14.3～34.8MPa之間。主要原因為：

（1）由于混凝土供應(yīng)不及時等導(dǎo)致水下混凝土灌注沒有連續(xù)進行，間隔一段時間后，隔水層凝固，形成硬殼，后續(xù)混凝土無法下灌，只好拔出導(dǎo)管，一旦泥漿進入管內(nèi)必然形成斷樁。如用增大管內(nèi)混凝土壓力等辦法沖破隔水層，破碎的老隔水層混凝土必將殘留在樁身中，造成樁身局部混凝土低劣。

（2）施工時水下澆筑混凝土，導(dǎo)管插入混凝土深度不足，無法將水分或泥漿擠壓出去，或者混凝土澆搗高度不足，上部浮漿較厚。如412#樁，從上而下四個芯樣代表值分別為14.3MPa、49.0MPa、39.7MPa、57.8MPa，上部強度明顯過低。

（3）樁身完整性較差，混凝土芯樣局部有缺陷，蜂窩嚴重，也會影響到混凝土芯樣抗壓強度達不到設(shè)計要求。如519#樁即為此類現(xiàn)象，完整性判斷為III類。

3 預(yù)防措施

3.1 設(shè)計方面：本工程是較為典型的大厚度軟土直接臥于巖層上面的地質(zhì)情況，對此廣東省標準《錘擊式預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》有明確的規(guī)定不宜采用或慎用管樁。不應(yīng)一味的追求經(jīng)濟效益或時間而冒險采用管樁基礎(chǔ)設(shè)計，極易出現(xiàn)管樁承載力達不到設(shè)計要求或者沉降不均勻等情況。

3.2 勘察方面：灌注樁的持力層鑒定應(yīng)由勘察單位按要求到場進行并留置巖樣，對地質(zhì)條件較為復(fù)雜的場地，還應(yīng)采取超前鉆的方法先行探明樁位的地質(zhì)情況，防止出現(xiàn)持力層有軟弱夾層、或孤石等達不到設(shè)計要求的情況。

3.3 施工方面：需采取措施防止清孔不到位、混凝土灌注過程中導(dǎo)管中混凝土高度不足無法擠出沉渣、拔管過快、混凝土澆筑高度不足、浮漿過厚、縮徑等現(xiàn)象。

3.3.1清孔不到位，樁底沉渣量過大的防治措施：

（1）認真檢查，采用正確的測繩與測錘。

（2）一次清孔后不符合要求的應(yīng)采取措施：如改善泥漿性能，延長清孔時間等進行清孔。

（3）在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過規(guī)范要求，應(yīng)進行二次清孔。二次清孔可利用導(dǎo)管進行，準備一個清孔接頭，一頭可接導(dǎo)管，一頭接膠管，在導(dǎo)管下完后，提離孔底0.4m，在膠管上接上泥漿泵直接進行泥漿循環(huán)。二次清孔優(yōu)點：及時有效保證樁底干凈。

3.3.2斷樁與夾泥層、樁頂浮漿過厚的防治措施：

（1）盡可能提高混凝土澆筑速度：①開始澆混凝土?xí)r盡量積累大量混凝土，保證導(dǎo)管埋深大于1m，以便澆筑時產(chǎn)生極大的沖擊力克服泥漿阻力，擠出沉渣；②快速連續(xù)澆筑，使混凝土和泥漿一直保持流動狀態(tài)，可防導(dǎo)管堵塞。

（2）嚴格遵守操作規(guī)程，提升導(dǎo)管要準確可靠，灌注混凝土過程中隨時測量導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管埋深必須保持在2～6m，上提導(dǎo)管時不能一次提升過高，以防導(dǎo)管進泥漿形成斷樁。

（3）澆筑水下混凝土前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問題要及時更換。

（4）混凝土灌至樁頂設(shè)計標高后繼續(xù)上灌500～1000mm，以確保樁頂混凝土的質(zhì)量。

3.3.3縮徑的防治措施：

（1）成孔時，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，快速通過，在成孔一段時間，孔壁形成泥皮，孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹；如出現(xiàn)縮徑，采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴大孔徑。

（2）成孔完成，在樁底沉渣滿足要求后，應(yīng)立即澆筑混凝土。

4 結(jié)語

樁基礎(chǔ)工程出現(xiàn)質(zhì)量問題處理費時費錢，對建設(shè)工程的工期和投資產(chǎn)生較大的影響，需要建設(shè)各方慎重對待。特別是對勘察、設(shè)計、施工規(guī)范和施工工藝標準的有關(guān)規(guī)定，不予執(zhí)行必將付出沉重的代價。

參考文獻：

（1）廣東省標準《錘擊式預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ/T 15-22-2008

（2）《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50202-2002

（3）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94-2008

（4）李柏銓·《混凝土灌注樁質(zhì)量控制要點淺析》·《建筑時報》·2005年