建筑住宅基礎(chǔ)PHC問題樁的處理

石成玉 吳天祿 張 麗

近年來,PHC管樁由于具有樁身成型質(zhì)量好、混凝土強(qiáng)度高、單樁承載力大、耐沖擊性能好、穿透力強(qiáng)、價(jià)格便宜、施工快捷且采取靜壓施工時(shí)對(duì)周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)工程中,但在土質(zhì)條件復(fù)雜,特別是上層雜填土和黃土,土的抗側(cè)壓性能差,下層是粉土和中粗砂,土的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)均較好,承載能力強(qiáng)的情況下,加之在壓樁施工、土方開挖過程中,常會(huì)發(fā)生樁身損壞產(chǎn)生裂縫等質(zhì)量問題,出現(xiàn)Ⅲ類樁,從而大大削弱了基礎(chǔ)的承載力。因此發(fā)生此種情況后如何對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)就成為施工中需要解決的一個(gè)問題。

1 工程概況

某住宅小區(qū)位于陜西省西安市,規(guī)劃用地面積約74 837 m2,設(shè)計(jì)由18棟樓組成,總建筑面積約為443 185 m2。其中2號(hào)樓建筑面積為11 590 m2,建筑基地面積為645 m2,地上17+1層,地下1層,框架剪力墻結(jié)構(gòu),抗震設(shè)防烈度為8度。樁基礎(chǔ)采用PHC-AB500(125)-14a管樁,設(shè)計(jì)總樁數(shù)主樓198根,裙樓 32根,設(shè)計(jì)單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為4 400 kN,樁端要求必須進(jìn)入中粗砂層1 000 mm。

工程樁基礎(chǔ)于2009年1月12日開始施工,由某專業(yè)基礎(chǔ)公司采用ZYJ800B型液壓靜力壓樁機(jī)施工。

表1 地基土巖性特征及fak值

2 工程地質(zhì)情況

本工程地貌單元屬渭河右岸二級(jí)階地,非自重濕陷性黃土場地,地基濕陷等級(jí)為Ⅰ級(jí)(輕微)。地下水位埋深15.00 m～19.30 m,屬潛水。地基處理深度范圍內(nèi)各層地基土巖性特征及地基土承載力特征值 fak見表1。

3 樁基檢測情況

1)低應(yīng)變法。

采用FDP204PDA掌上型動(dòng)測儀隨機(jī)對(duì)121根樁進(jìn)行了檢測,其中主樓 103根,裙樓 18根,抽樣率52.6%,滿足 JGJ 106-2003建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范中要求的抽檢數(shù)量不少于總樁數(shù)的30%,且不得少于20根的規(guī)定。

所檢測的121根樁的低應(yīng)變法檢測曲線表明：所測樁動(dòng)測曲線波形清晰,檢測樁身波速范圍：4 030 m/s～4 640 m/s,平均值為4 360 m/s。主樓5號(hào),37號(hào),72號(hào)樁樁身不同位置嚴(yán)重裂縫為Ⅲ類樁,占主樓檢測樁比例的2.9%;主樓66號(hào),82號(hào),89號(hào),110號(hào),122號(hào),183號(hào)樁樁身不同位置裂縫為Ⅱ類樁,占主樓檢測樁比例的5.8%;其余主樓檢測樁樁身完整性良好,均為Ⅰ類樁;裙樓檢測樁樁身完整性良好,均為Ⅰ類樁。

2)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)。

本工程共檢測工程樁3根,試驗(yàn)采用6 300 kN油壓千斤頂錨樁式慢速維持荷載法,逐級(jí)加載,精密壓力表量測試驗(yàn)壓力,兩塊百分表觀測試樁沉降量。

由試驗(yàn)樁的 Q—s,s—lg t曲線,如圖1所示,可以看出：試驗(yàn)樁最大加載均為4 400 kN,所繪Q—s曲線無陡降段,s—lgt曲線基本平行、等距,未出現(xiàn)明顯彎曲,表明試樁未達(dá)到其極限狀態(tài),單樁豎向抗壓極限承載力可取4 400 kN。

4 問題樁原因分析

1)排除設(shè)計(jì)原因。因?yàn)樵O(shè)計(jì)布樁已經(jīng)考慮了打樁擠土效應(yīng),樁間距最小2.1 m＞3倍樁徑=3×0.5=1.5 m,說明問題樁不是壓樁過程中樁間土擠壓造成的。2)機(jī)械開挖造成樁頭損傷。機(jī)械開挖過程中,部分樁埋在土層里,用肉眼不容易發(fā)現(xiàn),造成挖掘機(jī)在開挖過程中將樁頭碰撞受損。3)管樁在吊裝就位、運(yùn)輸、堆放中可能引起損傷。4)管樁本身在加工制作中存在質(zhì)量缺陷。5)根據(jù)地質(zhì)報(bào)告,樁的上半部分處在雜填土和黃土中,土的抗側(cè)壓性能差,對(duì)樁體的束縛力很弱;下半部分處在粉土和中粗砂中,土的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)均較好,承載能力強(qiáng),樁身得到了很好的限制。問題樁裂縫產(chǎn)生在土質(zhì)好壞交界面,說明樁上部受到了很大的水平擠壓力,產(chǎn)生了很大的彎矩,當(dāng)彎矩超過樁身預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土抗彎能力時(shí),就會(huì)導(dǎo)致樁開裂損壞。這個(gè)水平擠壓力可能是由靜壓樁在行走時(shí)所產(chǎn)生的,是造成管樁損壞的原因。

5 問題樁處理方案

1)短樁接樁處理法。采用 8根φ 20的二級(jí)鋼,箍筋φ 8@200的鋼筋籠,伸入短樁1 200 mm以下,采用C40微膨脹混凝土澆灌,混凝土澆灌前必須將樁內(nèi)壁浮漿清除干凈,并涂刷界面劑兩遍,處理范圍及深度如圖2所示。

2)樁內(nèi)部處理法。管樁內(nèi)壁采用6根直徑為14的三級(jí)鋼筋,箍筋采用φ 8@200的螺旋箍筋,上口伸入筏板600 mm,下部超過裂縫處1 000 mm,混凝土采用C40微膨脹混凝土,混凝土澆灌前必須將樁內(nèi)壁浮漿清除干凈,并涂刷界面劑兩遍,處理范圍及深度如圖3所示。

3)管樁外部處理法。對(duì)存在問題的管樁四周土方開挖至裂縫處以下600 mm,將管樁表面四周雜質(zhì)清理干凈,并涂刷界面劑兩遍,混凝土采用C40,處理方法如圖 4所示。

6 結(jié)語

1)出現(xiàn)問題樁,必須考慮多種因素,從管樁質(zhì)量、靜壓樁施工、土方開挖等方面綜合考慮。

2)對(duì)已發(fā)生問題的樁基礎(chǔ),必須正視問題,嚴(yán)禁弄虛作假,積極主動(dòng)聯(lián)系相關(guān)部門,對(duì)存在的問題及時(shí)給予解決。

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