桩基础事故处理的过程与监测

黄锦栋

（江门市蓬江区泰和建筑工程有限公司，广东江门529040）

1 工程概况

以江门市江海区的某小高层住宅楼建筑为例，该住宅楼主要是有 1＃、2＃、3＃、4＃4 个类型的群楼组合而成，整个地下为 1层，地上为6～9层的4幢群楼建筑组合而成，小区总的建筑面积为26 062m2，建筑物地下室的剪力墙和主体框架的结构使按照7度抗震强度进行设计的，其基地面积是8000m2。建筑物的基础选用的是95mm壁厚、AB型的PHC管桩构建而成，共使用管桩300根，整体设计按照单个管桩竖向承载力的特征值达到1200kN，入土深度达到25～30m的标准建设而成。

该工程项目设定施工时间为2008年9月，该月份属于江门地区雨水、台风季。因为该工程项目的施工工期相对较为紧张，所以地下室施工需要在后浇带的位置进行分开施工，施工人员先对1＃楼部分基础管桩工程和该楼体上部结构工程中的环节进行施工。通常情况下，业主方会先将管桩基础部分的施工工作进行分包，因为管桩基础分包的施工单位对于现场地质条件的认知度，使用型号为JP 2-300T的全液压步履式反静力的静压桩机进行施工，使得在施工期间由于地面的土质下降，导致压桩机产生陷机问题，导致周边桩机被推断或者是被推斜。面对此种情况，业主方没有及时向专家和相关单位反映相应的情况，只是采用表面层回填300～500mm砖头或者是石渣对压桩机陷机问题进行处理[1]。

2 工程地质概况

该工程项目现场地质勘察的深度范围而，其土层能够被划分为素填土、淤泥质土、粉质黏土、全风化片岩、强风化片岩5种地层结构。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。土层分布如表l所示。

3 基桩检测情况

打桩结束后，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Ⅰ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。试验结果显示，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如图1所示。

表1 场地内各土层分布表

图1 事故桩低应变检测曲线图

4 事故原因分析

因为该工程在布桩设计环节已经对打桩挤土效应给予了充分考虑，最小处桩间距达3倍桩径，这说明断桩并不是在压桩的过程中，由于桩间土的挤压导致的，所以可以将设计方面的原因排除。通常情况下，土建单位在使用机械设备开挖之前，在现场勘测的过程中，通过肉眼就发现施工现场露出地面的部分管桩出现了倾斜，机械挖土诱因也因此被排除。所有管桩在进入到工地时，都经过了相关的验收工作，检验文件也合格，施工现场面积较大，PHC管桩大多都采用单层平放的堆放方式，在施工期间，无论是垂直度校准还是吊立就位，都是在监控的情况下完成的，且整个施工都记录详细，这就排除了由于PHC管桩吊装、堆放和运输方面的原因。

根据该工程地质报告中的相关内容表示，管桩上半部分处在一种软塑状和流塑状的淤泥质地土层与粉质黏土层之中，此类土层抗侧压的性能相对较差，对于桩体束缚能力相对较弱；管桩下半部分处在中密实或密实的粉砂土之中，土层涉及的各项力学指标相对较好、自身承载力强，粉砂土可以让桩身受到较好的限制；管桩的桩身处于软土层～硬土层交界面的附近且出现断裂，证明桩身上方受到的水平挤压力相对较大，这种水平挤压力的存在，会在软硬土层交接位置产生较大的弯矩，当这种弯矩超过了桩身中预应力钢筋混凝土对于弯矩的抵抗能力时，桩身就会出现开裂破坏。此外，在成排的连续施工桩之中，断桩桩顶的倾斜方向是否一致，同桩机的行走路线具有直接联系[2]。

该工程在桩机开挖的过程中，没有严格遵循上方提出的开挖方案展开，仅使用PC220等型号的大型勾机对表面土层进行开挖施工。虽然在土方开挖之前进行了相应的低应变监测，Ⅲ～Ⅳ类型的管桩总体仅有60根，但在完成开挖工作后进行复查时，管桩数量就增加到71根。由此可以推断，挖机在工作期间造成的挤压和碰损，会增加桩基损坏程度，增加Ⅲ～Ⅳ类型的管桩的使用数量。

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，按照管桩损害的程度和平面分布的实际情况，该工程建设单位的设计部门，特采用以下几项方案进行处理：

1）对于损伤较为轻微的桩基，会根据创伤损坏深度的位置，将桩心存在的杂物清理干净，对孔内壁进行清洗，在将孔内积水抽干之后，进行钢筋笼的安放工作，使用高强度的混凝土一直灌注到桩顶的位置，并利用小型的振动棒插入到混凝土中进行振捣处理。对于分散式的微创性损伤桩体，可以通过适当增加承台横截面尺寸和设定纵横地梁的方式，将其同承台连接到一起，以此来使承台成长能力与稳定性有所提升。

2）对于损伤位置在地下2.5m～地上5m的基桩，相关人员可以通过制定专门的开挖方向，对于存在损伤的基桩采用独立开挖的处理方式，起开挖的深度位置可以达到损伤位置下方1m处的位置，而后在将损伤位置上方的桩体吊装离开，使桩心的杂物和孔隙内壁都能够被清洗干净，在将孔内积水抽干之后，进行钢筋笼的安放工作，使用直径为600mm的水泥管制作模具，而后采用高强度的混凝土一直灌注到桩顶的位置。

3）对于损伤深度在地下6m以下的基桩来讲，可以采用2种处理方式：（1）弃掉原本压桩位置液压履带式的反静力静压桩机进行施工，使用本身重量相对较低的柴油锤式击桩机进行施工，该桩机设备的重量应当在25～30t，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。（2）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，如果由于基桩之间距离处于1.5m范围内，按照施工设计的要求就必须要对其进行跳打处理。（3）在桩机运行期间的行走路线之中，已经拥有了一定数量被完成的管桩，要想避免桩机在行走期间，破坏已经完成的桩体，在进行回填土方和补桩工作之后，就需要先对于涉及的管桩施行捣桩和锯桩芯混凝土处理后，再开始回填土方施工工作，使管桩能够被埋设到土方的下方，确保桩顶和泥面的距离可以达到1.5m以上，以此来保证桩机打桩施工的顺利完成[3]。

6 桩基础处理完后主体沉降监测

在完成对所有桩基础工程施工后，施工人员从原本桩之中抽取了2根IV类桩基开展静荷载试验，这2根基桩竖向的抗压极限承载能力都可以满足设计方案的要求，具体的试验结果如表2所示。

表2 处理后的桩静载荷检测结果

因为该工程施工中地基环节产生问题，施工方为保证工程主体环节的施工质量，必须要严格按照JGJ 8—2016《建筑变形测量规程》中的相关规定来制定沉降观测的各项监控措施：（1）在地下室奖剪力墙柱的混凝土施工在完成之后，需要立刻使用DZS2型号的水准仪、精确度高的铝合金水准尺，对于该幢型号的楼梯工程展开沉降观测点的观测与埋设工作。按照工程施工特点进行布局；以现场施工环境调经为基础制定测量和施行观测的方式；根据建设单位所提供的各类水准控制点，确定工程测量工作的施工观测方式；以布网原则中的相关要求，构建水准控制网；以沉降观测点埋设的具体要求或者是施工设计图纸中沉降观测点的布局图，确定沉降观测点具体的位置。对于控制点同沉降观测点存在的联系，相关人员可以通过构建固定观测线路的方式，并在各个观测站点假设相应的以期或者是在转点位置做好标记桩的方式，确保每次观测都能够沿着同一路线展开。（2）以编制完成的施工实测方案为基础来明确观测周期，在观测点稳定后开始首次观测，其观测点的高程值使后续各次观测的对比基础，要求各个观测点的首次高程在同期两次观测后确定。（3）以各个观测周期之间的平差对沉降量进行计算，列出统计表进行汇总，将各个观测点下沉的曲线图绘制出来，并做好观测记录的上报与存档。

7 后续工程监测

2＃楼工程是后续施工，桩基施工采用的使柴油捶击桩机设备，相关人员严格按照编制完成的基础土方来确定开挖方案并执行。在施工期间，土方开挖工作采用的是型号为PC60的小勾机，严令禁止载重汽车进入到桩基的范围内，且管桩的进行施打工程之中也需要进行严密的监控，避免管桩出现倾斜。在对2＃楼体进行开挖桩基施工后，发现该楼未出现同1＃楼桩基相类似的情况，这就证明了上述施工措施的可信性，所以，后续的3＃和4＃都可以按照2＃楼的方式完成。

8 结语

由于本工程项目在施工初期受资金问题影响，先对1＃楼进行分拆处理之后才开始桩基施工，这就避免了4幢楼同时产生大面积桩基的问题。在对基础工程施工质量进行监控时，相关人员需要充分考虑各项因素，提出适合地基工程的预处理方案。面对施工期间已经发生的桩基工程问题，相关人员必须要以正确的态度来面对和处理，不可以弄虚作假，秉着“为社会和人民”负责的工作态度，积极配合相关部门处理问题，避免桩基施工问题引发事故，在社会上造成不良影响，对企业带来巨大的经济损失。