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摘要:本文就济南西部郊区某住宅楼沉管灌注桩出现的质量事故,进行了简要分析,并针对该工程基础实际情况,采取相应的处理措施,以期对设计人员有所思考与启迪.
关键词:沉管 灌注桩 质量 承台梁 处理措施
Abstract: this paper, a western suburb of jinan a dwelling driven cast-in-place piles appear the quality accidents, are briefly analyzed, and in the light of the actual situation of the foundation, takes the corresponding treatment measures, in order to design personnel something to think about and enlightenment.
Keywords: driven cast-in-place piles ChengTaiLiang quality processing measures
中图分类号：O213.1文献标识码：A文章编号：
（一）概述
在德州市西部郊区某住宅工程,为多层砖混结构,基础形式初步设计为单排Φ377沉管灌注桩和宽60cm承台梁，开工建设后，先采取施工沉管灌注桩做法，由于该桩基施工公司技术力量较弱，在桩基施工完毕后发现桩基质量问题较为严重。有关部门十分重视，设计人员对此质量问题展开了认真的分析，并仔细研究了相应的处理办法。
（二）质量问题的存在形式及其特征
根据工程现场观察和有关部门的多方面严格检测，桩基严重质量问题有：①桩基偏位：共220根桩中55根偏位，超过规范7cm的允许偏差，约占总桩数的25%，而偏离轴线在一个桩径以上的桩占到总桩数的15%，计33根；②混凝土强度不足：设计的混凝土强度等级为C25，检测部门依据事前商定的抽检数量和桩位，对9根桩作混凝土强度取芯试验，结果有3根因无法固定取芯仪器而不能取得混凝土芯体，显然这3根桩的混凝土强度达不到C25的设计强度等级，其余6根桩的取芯试验结果表明只有4根桩的混凝土强度满足设计要求；③桩身质量差：表现在现场观察发现部分桩桩顶标高低于设计标高，个别桩桩身断裂，相当部分的桩钢筋存在偏位现象；50根桩的小应变动测，有11根桩为Ⅱ类桩，5根桩为Ⅲ类桩，这些桩存在程度不同的缩颈乃至断裂现象。可见该桩基工程的质量具有普遍性、严重性、离散性的特征。所谓普遍性即不是个别桩而是大部分桩的施工质量达不到设计要求，不是在一个方面而是在有关工程施工质量的几乎各个方面存在问题；质量问题的普遍存在本身就意味着问题的严重性，质量问题的严重性还表现为实际施工质量与设计质量相差很大，如取芯的混凝土最低强度仅20kPa,只有设计强度80%，又如桩的最大偏位达32cm，桩的中心线已在设计承台的外侧；桩的偏位呈现各向随意性。混凝土强度也或高或低，桩的完整性或好或差，分布没有规律可循，严重离散。
（三）对常规处理办法的思考与否定
该工程曾经对三根桩作过静荷载试验，结论为两根实验桩承载力能满足设计要求。注意到桩基质量离散性的特征，设计人员分析该工程的桩基承载力，会有部分满足设计要求，因此基于工程质量正态分布的取样方法并不适用，样本的桩基承载力根本不能表征该桩基工程的整体质量。理论上要反映该桩基工程的质量全貌，只能对其逐一进行静荷载试验，这是不可能的也是没有必要的。对该工程桩基质量问题的处理，应立足于前述三个质量特征进行考虑。常规处理如承台加宽、补桩及桩板合一等方法，都是不可靠不合适的。由于桩基偏位数量过多、过大，且由于存在比桩基偏位更严重质量问题，采用加大承台宽度不足以满足设计要求，亦于事无补。要补桩又难于确定补桩位置，或使补桩数量过多而实际成为重新打桩。原桩基不予考虑，重新进行打桩，这在技术上是可行的，但实际工程中却由于工期紧迫，业主表示不能接受。于是，考虑到将桩顶承台梁改为板式基础，让桩土共同作用，使桩与板作为一个整体来承担。上部荷载的加固措施被提了出来。尽管这一处理办法尚未有規范，但工程实践中，桩、板共同作用的处理办法确有不少成功的先例，因而这一方案也被有关设计人员所认可。为避免处理方案留有隐患，也激发了寻求一个更完善更合理解决问题的途径。
（四）板、桩分别作用的处理措施
在经过设计人员反复论证的基础上，采取取消承台梁改做钢筋混凝土板基，但是桩顶不深入基础板，让桩、板两相分离，中间回填以中粗砂，这便是所谓桩与板分别起作用的处理方案。该工程在济南西部地质情况是在表面杂填土以下，有一层厚度不大的硬土层，其下则为厚度十数米的软弱粘土层，其塑性指数一般大于5，土层为亚粘土、粘土、淤泥质土，液性指数在0.6-1.5之间，呈可塑、软塑甚至流塑状态，地基土的性能很差，属高压缩性。在这样的地基上采用浅基础建造五六层的住宅在承载力方面是没有问题的。尽管建筑物的沉降量在20-30cm之间，甚至更大，并伴有不均匀沉降。但近年来，社会各界对住宅质量的关注程度迅速提高，促使设计人员去认真对待沉降问题，因此软土地基的住宅工程开始了普遍采用了桩基础。笔者处理该桩基质量事故的思路源自于此，基础板传递上部建筑荷载，工程桩控制沉降并调节不均匀沉降。
这一方案较好地避免了桩板共同作用所面对的问题。板将荷载传给回填中砂，桩不直接承受板的荷载，基础板在承载力计算时不必考虑桩的存在；桩在建筑物产生沉降时才受力，而这个力由于存在50cm的回填中砂对基础板的作用已不是一个集中力，这样桩偏位对基础板的影响几乎可以不计，同时桩承受的荷载比原设计的荷载大为减少，桩破坏的可能性也不存在了；桩的受力随着建筑沉降的增加而加大，反之，建筑物的沉降速度随着桩受力的增加而减少，也就是说桩不但能抵抗沉降，而且可能调节不均匀沉降。具体施工方法是将桩顶的松散部分清除，基础分层回填中砂，用10t的压路机压实，然后按常规方法，浇筑垫层，进行钢筋混凝土基础板施工。
（五）沉降观测结果
在该工程上部结构施工期间，对该建筑进行沉降观测，据观测资料，结构封顶时，沉降较为均匀，其沉降差均未超过变形允许值，沉降均在规定的控制范围内，该工程在投入使用后，设计人员跟随观察，经过一年以后，该工程沉降趋于稳定。
（六）结束语
虽然该方案，在技术上可行、经济上合理、工期上受影响最小，是一个比较圆满的能为各方接受的处理办法，而且实践结果也取得了预期的成效。但在地震区设计人员应尽量避免在同一结构单元采用部分天然地基和部分桩基共同作用，该方案只是在处理工程时不得已才采取的方法。
参考文献
1.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）第一版---中国建筑工业出版社1995.
2.《地基处理》 北京：---中国建筑工业出版社1997.
3. 林宗元主编《岩土工程治理手册》---辽宁科学技术出版社1993.
4.《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）---中国建筑工业出版社2001.
关键词:沉管 灌注桩 质量 承台梁 处理措施
Abstract: this paper, a western suburb of jinan a dwelling driven cast-in-place piles appear the quality accidents, are briefly analyzed, and in the light of the actual situation of the foundation, takes the corresponding treatment measures, in order to design personnel something to think about and enlightenment.
Keywords: driven cast-in-place piles ChengTaiLiang quality processing measures
中图分类号：O213.1文献标识码：A文章编号：
（一）概述
在德州市西部郊区某住宅工程,为多层砖混结构,基础形式初步设计为单排Φ377沉管灌注桩和宽60cm承台梁，开工建设后，先采取施工沉管灌注桩做法，由于该桩基施工公司技术力量较弱，在桩基施工完毕后发现桩基质量问题较为严重。有关部门十分重视，设计人员对此质量问题展开了认真的分析，并仔细研究了相应的处理办法。
（二）质量问题的存在形式及其特征
根据工程现场观察和有关部门的多方面严格检测，桩基严重质量问题有：①桩基偏位：共220根桩中55根偏位，超过规范7cm的允许偏差，约占总桩数的25%，而偏离轴线在一个桩径以上的桩占到总桩数的15%，计33根；②混凝土强度不足：设计的混凝土强度等级为C25，检测部门依据事前商定的抽检数量和桩位，对9根桩作混凝土强度取芯试验，结果有3根因无法固定取芯仪器而不能取得混凝土芯体，显然这3根桩的混凝土强度达不到C25的设计强度等级，其余6根桩的取芯试验结果表明只有4根桩的混凝土强度满足设计要求；③桩身质量差：表现在现场观察发现部分桩桩顶标高低于设计标高，个别桩桩身断裂，相当部分的桩钢筋存在偏位现象；50根桩的小应变动测，有11根桩为Ⅱ类桩，5根桩为Ⅲ类桩，这些桩存在程度不同的缩颈乃至断裂现象。可见该桩基工程的质量具有普遍性、严重性、离散性的特征。所谓普遍性即不是个别桩而是大部分桩的施工质量达不到设计要求，不是在一个方面而是在有关工程施工质量的几乎各个方面存在问题；质量问题的普遍存在本身就意味着问题的严重性，质量问题的严重性还表现为实际施工质量与设计质量相差很大，如取芯的混凝土最低强度仅20kPa,只有设计强度80%，又如桩的最大偏位达32cm，桩的中心线已在设计承台的外侧；桩的偏位呈现各向随意性。混凝土强度也或高或低，桩的完整性或好或差，分布没有规律可循，严重离散。
（三）对常规处理办法的思考与否定
该工程曾经对三根桩作过静荷载试验，结论为两根实验桩承载力能满足设计要求。注意到桩基质量离散性的特征，设计人员分析该工程的桩基承载力，会有部分满足设计要求，因此基于工程质量正态分布的取样方法并不适用，样本的桩基承载力根本不能表征该桩基工程的整体质量。理论上要反映该桩基工程的质量全貌，只能对其逐一进行静荷载试验，这是不可能的也是没有必要的。对该工程桩基质量问题的处理，应立足于前述三个质量特征进行考虑。常规处理如承台加宽、补桩及桩板合一等方法，都是不可靠不合适的。由于桩基偏位数量过多、过大，且由于存在比桩基偏位更严重质量问题，采用加大承台宽度不足以满足设计要求，亦于事无补。要补桩又难于确定补桩位置，或使补桩数量过多而实际成为重新打桩。原桩基不予考虑，重新进行打桩，这在技术上是可行的，但实际工程中却由于工期紧迫，业主表示不能接受。于是，考虑到将桩顶承台梁改为板式基础，让桩土共同作用，使桩与板作为一个整体来承担。上部荷载的加固措施被提了出来。尽管这一处理办法尚未有規范，但工程实践中，桩、板共同作用的处理办法确有不少成功的先例，因而这一方案也被有关设计人员所认可。为避免处理方案留有隐患，也激发了寻求一个更完善更合理解决问题的途径。
（四）板、桩分别作用的处理措施
在经过设计人员反复论证的基础上，采取取消承台梁改做钢筋混凝土板基，但是桩顶不深入基础板，让桩、板两相分离，中间回填以中粗砂，这便是所谓桩与板分别起作用的处理方案。该工程在济南西部地质情况是在表面杂填土以下，有一层厚度不大的硬土层，其下则为厚度十数米的软弱粘土层，其塑性指数一般大于5，土层为亚粘土、粘土、淤泥质土，液性指数在0.6-1.5之间，呈可塑、软塑甚至流塑状态，地基土的性能很差，属高压缩性。在这样的地基上采用浅基础建造五六层的住宅在承载力方面是没有问题的。尽管建筑物的沉降量在20-30cm之间，甚至更大，并伴有不均匀沉降。但近年来，社会各界对住宅质量的关注程度迅速提高，促使设计人员去认真对待沉降问题，因此软土地基的住宅工程开始了普遍采用了桩基础。笔者处理该桩基质量事故的思路源自于此，基础板传递上部建筑荷载，工程桩控制沉降并调节不均匀沉降。
这一方案较好地避免了桩板共同作用所面对的问题。板将荷载传给回填中砂，桩不直接承受板的荷载，基础板在承载力计算时不必考虑桩的存在；桩在建筑物产生沉降时才受力，而这个力由于存在50cm的回填中砂对基础板的作用已不是一个集中力，这样桩偏位对基础板的影响几乎可以不计，同时桩承受的荷载比原设计的荷载大为减少，桩破坏的可能性也不存在了；桩的受力随着建筑沉降的增加而加大，反之，建筑物的沉降速度随着桩受力的增加而减少，也就是说桩不但能抵抗沉降，而且可能调节不均匀沉降。具体施工方法是将桩顶的松散部分清除，基础分层回填中砂，用10t的压路机压实，然后按常规方法，浇筑垫层，进行钢筋混凝土基础板施工。
（五）沉降观测结果
在该工程上部结构施工期间，对该建筑进行沉降观测，据观测资料，结构封顶时，沉降较为均匀，其沉降差均未超过变形允许值，沉降均在规定的控制范围内，该工程在投入使用后，设计人员跟随观察，经过一年以后，该工程沉降趋于稳定。
（六）结束语
虽然该方案，在技术上可行、经济上合理、工期上受影响最小，是一个比较圆满的能为各方接受的处理办法，而且实践结果也取得了预期的成效。但在地震区设计人员应尽量避免在同一结构单元采用部分天然地基和部分桩基共同作用，该方案只是在处理工程时不得已才采取的方法。
参考文献
1.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）第一版---中国建筑工业出版社1995.
2.《地基处理》 北京：---中国建筑工业出版社1997.
3. 林宗元主编《岩土工程治理手册》---辽宁科学技术出版社1993.
4.《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）---中国建筑工业出版社2001.