某預(yù)應(yīng)力管樁Ⅲ類、Ⅳ類樁補(bǔ)強(qiáng)方案

閆 新 （煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230041）

0 工程概況

六安某24F剪力墻結(jié)構(gòu)住宅樓采用PHC樁基（PHC600-130AB），設(shè)計(jì)有效樁長(zhǎng)22m左右，設(shè)計(jì)單樁豎向承載力特征值為2200kN，現(xiàn)場(chǎng)采用錘擊法施工。錘擊成樁完成后，對(duì)樁基進(jìn)行了低應(yīng)變檢測(cè)（抽檢率80.67%），其中Ⅲ、IV類樁69根，占抽檢總樁數(shù)（96根）的71.8%，多數(shù)不合格。靜載試驗(yàn)為三根，結(jié)果表明，僅一根承載力可滿足要求，另外兩根受檢樁單樁豎向承載力特征值僅440kN，不能滿足設(shè)計(jì)要求。低應(yīng)變檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在樁頂以下9～12m左右有嚴(yán)重缺陷，現(xiàn)場(chǎng)鉆孔電視成像儀檢查發(fā)現(xiàn)樁接頭處脫開(kāi)進(jìn)土，需進(jìn)行大面積處理。

1 地質(zhì)條件

根據(jù)本次鉆探揭露，以及靜力觸探P曲線力學(xué)分層，并結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)定名，該場(chǎng)地內(nèi)各地層自上而下分布為：

①層雜填土（Q）——雜色，松散，濕，以黏性土為主，表層含大量磚塊、碎石等建筑垃圾，局部地段底部夾有淤泥，含有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)，場(chǎng)區(qū)普遍分布，層厚2.00m～11.20m；

②層粉質(zhì)黏土（Q）——灰黃、灰褐色，可塑，濕，含氧化鐵，切面光滑稍有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，場(chǎng)區(qū)部分分布，層厚0.60～4.20m；

③層黏土（Q）——黃褐、褐黃色，硬塑，稍濕，含氧化鐵及鐵錳結(jié)核，斷面光滑稍有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度高，韌性高，局部夾薄層粉質(zhì)黏土，場(chǎng)區(qū)普遍分布，層厚2.30m～7.90m；

④層粉質(zhì)黏土夾粉細(xì)砂（Ql——褐、褐黃、灰黃色，可塑～硬塑，濕，含氧化鐵及鐵錳結(jié)核，切面光滑稍有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度高，韌性高，該層局部夾薄層粉土，底部夾大量中密～密實(shí)的粉細(xì)砂，含大量石英、云母等礦物；場(chǎng)區(qū)普遍分布，該層部分勘探孔未鉆穿，揭露最大層厚14.30m，qpk=4000kPa，有承壓型地下水，水量較大；

⑤層中粗砂（Q）——灰黃、黃色，中密～密實(shí)，飽和，含云母、石英等礦物，搖振反應(yīng)中等，振動(dòng)有水析現(xiàn)象，局部夾粉質(zhì)黏土，底部夾有大量礫石，礫石成分主要為石英砂巖，場(chǎng)區(qū)普遍分布，該層部分勘探孔未鉆穿，揭露最大層厚8.60m，標(biāo)貫實(shí)測(cè)擊數(shù)為26.0擊～45.0擊，平均33.5擊，qpk=6500kPa，有承壓型地下水，水量較大；

⑥層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（K）——褐紅、棕黃色，密實(shí)，大多風(fēng)化成砂土狀，遇水易軟化，局部夾中風(fēng)化巖石碎塊，含氧化鐵、石英等礦物，巖石完整程度為破碎，巖石基本質(zhì)量等級(jí)為V級(jí)，場(chǎng)區(qū)普遍分布，該層未鉆穿，揭露最大層厚3.30m標(biāo)貫實(shí)測(cè)擊數(shù)為59.0擊～72.0擊，平均64.7擊；

⑦層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（K）——褐紅、棕紅色，塊狀構(gòu)造，巖體較破碎，薄～中厚層狀，泥質(zhì)膠結(jié)，薄～中厚層狀，局部部位泥質(zhì)膠結(jié)較差，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD一般為差～較差（30

2 原因分析

本住宅樓設(shè)計(jì)持力層為⑤層中粗砂，前期設(shè)計(jì)圖紙采用靜壓法施工，樁長(zhǎng)壓到18m左右時(shí)已達(dá)到壓樁力4400kN要求，復(fù)壓后參數(shù)未有變動(dòng)。設(shè)計(jì)單位要求可暫定壓樁，采用單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)法檢測(cè)單樁豎向承載力，滿足要求后可按此樁長(zhǎng)施工。建設(shè)單位出于高周轉(zhuǎn)的考慮要求全部樁基施工完成后進(jìn)行檢測(cè)，可以采用錘擊法施工?，F(xiàn)場(chǎng)錘擊施工可達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，最后三振的貫入度為20～30mm。樁基施工完畢后，靜載試驗(yàn)結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求。分析原因如下：

①設(shè)計(jì)圖要求工程施工前應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況選取不同位置試壓，試樁數(shù)量不小于不少于3根，以取得正式施工所需要的有關(guān)控制數(shù)據(jù)及單樁豎向承載力特征值，現(xiàn)場(chǎng)未按此要求執(zhí)行；

②設(shè)計(jì)要求的樁長(zhǎng)為前期根據(jù)地勘資料計(jì)算的樁長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)樁長(zhǎng)不能滿足設(shè)計(jì)要求的情況，此時(shí)可通過(guò)靜載試驗(yàn)確定是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的承載力；

③現(xiàn)場(chǎng)接樁采用焊接接樁法，每個(gè)接頭的焊縫宜為3層，每層焊縫的接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，焊縫厚度為8mm，并要求多人同時(shí)施焊，施焊完畢須自然冷卻8分鐘后方可繼續(xù)施打（壓），嚴(yán)禁采用水冷卻或焊好即施打，現(xiàn)場(chǎng)焊好即施打；

④錘擊法施工要求樁帽和樁錘之間應(yīng)用豎紋硬木或盤圓層疊的鋼絲繩做“錘墊”，其厚度宜取150～200mm，此道工序未見(jiàn)；

⑤打樁順序要求自中間向兩個(gè)方向或四周對(duì)稱施打。

3 一次處理

針對(duì)已出現(xiàn)的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)組織了專家論證，對(duì)該工程樁基處理方案意見(jiàn)如下：

a.采用樁筏基礎(chǔ)，重新采用靜壓法施工滿堂樁，筏板下雜填土需進(jìn)行加固處理；

b.按照地質(zhì)報(bào)告④層為粉質(zhì)黏土夾粉細(xì)砂，可塑-硬塑，底部夾大量中密～密實(shí)粉細(xì)砂，穿越困難，PHC樁可以以④層粉質(zhì)粘土夾粉細(xì)砂底部（qpk=4000kPa）作為樁端持力層；

c.④層粉質(zhì)粘土夾粉細(xì)砂和⑤層中粗砂層中有承壓型地下水，PHC樁在④、⑤層土采取引孔措施不合適，但雜填土層含大量磚塊、碎石應(yīng)引孔處理；

d.PHC樁建議靜壓成樁，壓樁力可以在保證樁身安全的前提下適當(dāng)增加，接樁焊縫應(yīng)自然冷卻，保證焊接質(zhì)量；

e.工程樁施工前，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求試樁。

鑒于場(chǎng)地前期已經(jīng)施工了PHC樁，擠土效應(yīng)明顯，鉆孔灌注樁成孔較為困難，未考慮采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁處理。按照以上意見(jiàn)設(shè)計(jì)單位出具了設(shè)計(jì)修改圖并通過(guò)了施工圖審查。

4 二次處理

按上述處理施工完成后，檢測(cè)單位進(jìn)行了第二次低應(yīng)變檢測(cè)和單樁豎向承載力檢測(cè)。第二批樁為管樁總樁數(shù)為126根，設(shè)計(jì)單樁豎向承載力特征值為2200kN。施工完成后抽檢3根樁進(jìn)行單樁豎向承載力試驗(yàn)，三根單樁的豎向承載力試驗(yàn)值均符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)第二批126根樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)，抽檢率100%，其中I類樁87根，II類樁5根，Ⅲ類樁6根，IV類樁28根。Ⅲ、IV類樁缺陷的原因經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔電視成像儀抽檢驗(yàn)證為樁間接頭明顯不同程度脫開(kāi)。

鑒于現(xiàn)場(chǎng)已施工完兩批預(yù)制樁，根據(jù)本工程情況不適合再次采用大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)樁。對(duì)第二批的34根Ⅲ類、IV類樁及周邊樁（包括第一批樁）采用填芯處理。施工步驟為：清理該段樁芯內(nèi)積水及污物→找出缺陷部位→安裝鋼筋（具體做法如下圖所示）→灌注C40微膨脹細(xì)石混凝土并振實(shí)→養(yǎng)護(hù)成型→檢測(cè)。

具體施工要求如下：①需填芯的樁應(yīng)清除樁孔中的填充物至缺陷端下部不低于5m，抽出孔內(nèi)淤積物和積水并找出缺陷部位所在標(biāo)高，然后及時(shí)滿灌C40微膨脹細(xì)石混凝土，以提高填芯混凝土與管樁樁身混凝土的整體性，填芯混凝土采用高標(biāo)號(hào)細(xì)石混凝土，塌落度為180～220mm；

②樁芯鋼筋籠長(zhǎng)度從樁頂?shù)綐扼w缺陷向下3m處，并做好樁頂鋼筋錨固長(zhǎng)度；

③對(duì)于填芯混凝土樁應(yīng)全部進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)，并抽取不少于6根單樁進(jìn)行豎向抗壓承載力靜載試驗(yàn)；

④檢測(cè)單位提供填芯后的樁豎向抗壓承載力特征值交由設(shè)計(jì)單位復(fù)核，以確定后續(xù)所需樁填芯位置及數(shù)量；

⑤填芯混凝土樁施工期間應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理和控制，并在施工期間加強(qiáng)變形觀測(cè)。

按上述處理施工完成后，檢測(cè)單位進(jìn)行了第三次低應(yīng)變檢測(cè)和單樁豎向承載力試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果均能滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)踐證明填芯法施工對(duì)處理Ⅲ類、Ⅳ類的預(yù)應(yīng)力管樁有效可行，但施工周期較長(zhǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力管樁因其施工速度快，經(jīng)濟(jì)可靠，能適應(yīng)多種地質(zhì)條件而被廣泛應(yīng)用。但目前有些項(xiàng)目追求高周轉(zhuǎn)忽視了施工質(zhì)量也導(dǎo)致了較多的質(zhì)量問(wèn)題，建設(shè)、設(shè)計(jì)及施工都必須引起高度重視。如發(fā)現(xiàn)工程樁有Ⅲ類、Ⅳ類存在應(yīng)在未檢樁中擴(kuò)大檢測(cè)同時(shí)提供切實(shí)有效的補(bǔ)強(qiáng)或處理方案。對(duì)此類問(wèn)題應(yīng)引以為戒，避免類似問(wèn)題出現(xiàn)。工程樁施工前，必須嚴(yán)格按規(guī)范要求試樁。對(duì)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的管樁基礎(chǔ)，應(yīng)在施工前采用單樁靜載荷試驗(yàn)確定樁長(zhǎng)，設(shè)計(jì)提供的樁長(zhǎng)可作為參考但仍以單樁靜載荷試驗(yàn)作為最可靠的確定方法。