工程建筑管理中管樁大面積斷樁事故的綜合檢測對策

余平義

摘 要：以天津濱海新區(qū)某綜合辦公樓在基坑開挖時造成的預(yù)應(yīng)力管樁大面積斷樁事故為例，針對管樁和樁周土均受到很大程度影響的情況，對補強處理后管樁可能存在的薄弱環(huán)節(jié)，采用高、低應(yīng)變，單樁水平試驗等多種檢測方法對事故樁的完整性和承載力進(jìn)行綜合檢測，驗證了對缺陷補強樁采取多種檢測方法綜合判定其處理效果的有效性和必要性。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力管樁；高應(yīng)變；單樁水平試驗

1、工程概況

該綜合辦公樓工程總建筑面積約30000㎡，采用PHC AB 500 100型高強預(yù)應(yīng)力管樁，設(shè)計單樁抗壓承載力為1200kN?；由疃却蟛繛?m、局部1.5m。基坑開挖范圍內(nèi)均為粘土和淤泥質(zhì)粘土，土層中含有機質(zhì)，具有高壓縮性、高靈敏度等特點，工程力學(xué)性質(zhì)較差。

本工程的基坑采取了灌注樁+水泥攪拌樁擋土-止水方式。開挖過程采用單斗反鏟挖掘機，一次挖至設(shè)計標(biāo)高，在基坑開挖了約1/3后，工程樁出現(xiàn)了大面積樁位偏移、樁頂傾斜現(xiàn)象，經(jīng)低應(yīng)變法檢測，已開挖部分除電梯井和靠近基坑支護邊緣的少數(shù)管樁，絕大多數(shù)管樁在4-8米深度處都出現(xiàn)了相當(dāng)嚴(yán)重的斷裂、同時伴隨著嚴(yán)重的樁位偏移、樁頂傾斜等缺陷。

2、事故原因及處理措施

2.1管樁大面積斷樁原因分析

根據(jù)現(xiàn)場資料，在基坑開挖前已完成了對工程樁試樁的抗壓靜載試驗和低應(yīng)變法檢測工作，承載力和完整性情況良好，并且基坑較淺處（開挖1.5m）和電梯井部位（比基坑底部深2m）的工程樁完整性情況較好，沒有缺陷樁出現(xiàn)，由此判斷此次大面積斷樁事故是基坑開挖過程中造成的。

主要事故誘因有如下三項：

a、基坑內(nèi)淤泥質(zhì)土土方開挖程序未嚴(yán)格按照施工方案分層、分段開挖；

b、施工機械的運行擠壓擾動土體。

c、預(yù)應(yīng)力管樁對水平抗力較差。（根據(jù)筆者經(jīng)驗，天津軟土地區(qū)預(yù)應(yīng)力管樁通常在樁頂偏移量達(dá)到40-55mm左右就會在樁身中上部發(fā)生斷裂）。

d、沉樁作業(yè)時積聚的擠壓力、土層中孔隙水壓朝開挖方向釋放，進(jìn)一步加劇了淤泥向開挖方向的流動。

2.2事故處理措施

事故發(fā)生后，基坑開挖工作暫時中斷。經(jīng)過會商確定了事故樁處理的總體原則：①承載力能滿足設(shè)計要求；②消除管樁傾斜的不良作用。

對于事故樁，首先采用水平頂拉的方法使管樁恢復(fù)原位；然后采取填芯補強的方法使上下兩段斷樁連接成整體，從而順利傳遞上部荷載。

采用填芯補強法[1]，具體處理要求為：對管樁內(nèi)腔內(nèi)的土體和雜物進(jìn)行清理疏通。芯樁內(nèi)放置主筋為6×Φ20、箍筋Φ8@200mm，直徑240mm的鋼筋籠，灌注C40微膨脹細(xì)石混凝土。灌芯深度為低應(yīng)變法確定的缺陷位置以下3m。

3、檢測方法選擇、實施及結(jié)論建議

3.1檢測方案設(shè)計

檢測在事故樁糾偏、補強措施完成后28d后進(jìn)行復(fù)測。

為準(zhǔn)確反映管樁補強后的綜合性能，需要驗證：

a、通過灌芯處理后的管樁完整性是否滿足要求，芯樁是否充分與管樁結(jié)合；

b、芯樁與管樁樁壁的結(jié)合能否確保承載力的正常傳遞；

c、管樁的水平承載力性能是否滿足要求。

根據(jù)上述分析，結(jié)合現(xiàn)場情況，確定了如下綜合檢測方案

a、采用低應(yīng)變法對補強后的管樁進(jìn)行樁身完整性檢測；

b、采用高應(yīng)變法選取有代表性的管樁進(jìn)行抗壓承載力測試；

c、采用水平靜載試驗方法選取樁位偏移過大的管樁檢測其水平抗剪性能并與未擾動區(qū)域的完整樁進(jìn)行對比。

3.3檢測結(jié)論及處理措施

通過上述分析，證明采取水平頂拉糾偏和填芯補強的方法對缺陷樁的處理總體上是成功的。但是由于事故發(fā)生時對樁和樁周土造成了一系列影響，雖經(jīng)填芯處理，但是樁的完整性和承載力仍然存在薄弱環(huán)節(jié)。因此對薄弱點均采取合適的檢測手段確定其工程使用效果是必要的。

【二】支持并鼓勵施工技術(shù)創(chuàng)新

建筑工程施工技術(shù)的創(chuàng)新需要一股動力，這股動力一方面來自于客觀社會，另一方面則來自于建筑行業(yè)內(nèi)部?？陀^現(xiàn)實社會刺激、影響并帶動著建筑行業(yè)的施工技術(shù)創(chuàng)新，這種客觀的影響和帶動應(yīng)該成為建筑行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的一大動力，同時，建筑行業(yè)自身也應(yīng)該加大技術(shù)創(chuàng)新力度，加大技術(shù)創(chuàng)新的資金投入力度，支持并培養(yǎng)一大批技術(shù)創(chuàng)新型人才，在發(fā)揮已有的優(yōu)勢技術(shù)的基礎(chǔ)上，主動吸收和引進(jìn)國際化新技術(shù)，支持并帶動行業(yè)內(nèi)部施工技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

2.3 完善施工技術(shù)創(chuàng)新機制 有強烈創(chuàng)新精神的團隊、靈活多變的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)是建筑企業(yè)實現(xiàn)企業(yè)創(chuàng)新機制的完善的必要條件，建筑企業(yè)實現(xiàn)企業(yè)創(chuàng)新機制離不開這一必要條件。但是現(xiàn)在社會更新?lián)Q代的速度非常快，有創(chuàng)新能力的人相擁出現(xiàn)，很多的創(chuàng)新更像是曇花一現(xiàn)，所以怎樣保持創(chuàng)新的永久不過時性顯得尤為重要，所以在尋找人才這一方面的問題也很突出重要。一個團隊，精神是必不可少的，所以創(chuàng)新施工理念一定要深入貫徹。

2.4 促進(jìn)建筑工程技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用 以高新技術(shù)為指導(dǎo)是當(dāng)今時代對建筑業(yè)所提出的新要求，促進(jìn)建筑工程施工技術(shù)創(chuàng)新是知識經(jīng)濟時代的要求，施工技術(shù)創(chuàng)新如果應(yīng)用得當(dāng)，就可以充分地提高施工效率和施工質(zhì)量。在建筑工程施工技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的過程中，應(yīng)該首先提高勞動人員對于技術(shù)創(chuàng)新接受的能力，消除勞動人員對于新興技術(shù)的抵觸心理，只有從心里接受才能更好地投入使用， 才能夠提升應(yīng)用水平。在創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用的過程中，應(yīng)該注重技術(shù)操作的細(xì)節(jié)，建筑業(yè)是一門需要耐心和細(xì)心的行業(yè)，否則一塊磚頭的錯位就可能會導(dǎo)致整個建筑項目的失敗。

2.5 建筑施工技術(shù)往工業(yè)化去發(fā)展 當(dāng)前我國建筑工業(yè)化水平并不高，集約化生產(chǎn)方式的經(jīng)濟效益得不到體現(xiàn)，建筑企業(yè)習(xí)慣于傳統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)模式。工業(yè)化是如今建筑施工行業(yè)的一個主要的發(fā)展方向。它最為主要的目的是力圖把互換性和流水線引入到建筑活動中去，以標(biāo)準(zhǔn)化的要求提高勞動生產(chǎn)率來加快建設(shè)速度提高經(jīng)濟效果和社會效益。通過工廠化的成套技術(shù)來改造建筑施工業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，從而提高建筑的工業(yè)化水平。建筑施工技術(shù)的工業(yè)化是以科技為先導(dǎo)，采用最為先進(jìn)的技術(shù)、工藝、設(shè)備，不斷提高建筑施工的標(biāo)準(zhǔn)水平，優(yōu)化資源配置，在不斷發(fā)現(xiàn)問題中積累了施工經(jīng)驗后再推進(jìn)工業(yè)化，將更有利于促進(jìn)建筑工業(yè)化的進(jìn)程發(fā)展。

4、結(jié)論建議

由于預(yù)應(yīng)力管樁本身抗剪性能相對較差，因此在軟土地區(qū)使用時需要考慮基坑開挖等因素的樁身的影響，遵循“分層開挖、先撐后挖”的原則，合理組織施工方案并嚴(yán)格執(zhí)行，并做好監(jiān)測工作，防止大面積斷樁和突發(fā)事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫淑賢.基坑開挖伴隨應(yīng)力狀態(tài)改變對土壓力的影響[J].工程勘察，1998-3：5～8.

作者簡介：

張迎（1985- ），天津市地質(zhì)工程勘察院，工程師，工程物探專業(yè)，從事巖土工程檢測技術(shù)與管理工作。