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1、高强预应力管桩基础断桩.缺陷桩事故处理前言:近年來，岛强侦应力管桩因其竖向承载力较，施1：方便，工期较短得持点，在许多新建岛层建筑得基础工程 巾应用较为广泛：同时，在工程实践当中也出现了一些问题。比较普遍得就是工程桩岀现短桩*断桩*斜桩” 及三类桩等缺陷桩，原W复杂;既有设il方面考逞不周御因素也有施工敢位现场施工斜因素。再加上各 地区工程地质情况有较大差界,施工队伍得作业水平良莠不齐、。出现此类情况后，事故御处理往往造成基础 工程造价増加，工期延长，业主损失较大下面就是笔者以厦门某一在建工程预应力管桩施工过程中出现得问 题为实例.通过补充勘察、现场取证、分析检测数据，结合结构计算，揭示了造成
2、:程爭故原因，提出f具休 得处理意见.希望与大家交流。基础工程概况:厦门市某在建工程.地上部分为三十层商仕楼,地下部分为平战结合得一层人防地下室。基础采用直径500 得斜商强预应力管桩，其型号为PHC500- 1 2 5-A型，磴强度等级为C 8 0,桩身强度设i|值为330 0KN, 桩身允许施压得压桩力为5130 KN本工程管桩基础得桩端持力层为强风化花岗岩层敢桩承载力设计值为 2400KN,采用祁压法施1：设计嬰求静压终斥力为492 0KN.压桩结束前允许复压三次。木文主耍讨论该為层建筑其塔楼范圈得基础情况塔樓范圉得基础型式为厚板桩復基础，枝板耳24 00,i强度等级为C40t设讣布a管
3、桩数S共25 1根.桩 间距控制为1 8 002000。根据工程地质勘察报告该区域范ra内管桩得有效桩长约为1 7、0230rn管 桩施工完毕后得统il分析显示，有校多御“短桩与断桩4盘。木文巾所谓得短桩就是拆桩长与地质报告对 比严重不符，相差悬殊得桩。所谓斜断桩就是指斥桩时桩身析断.失去承栽能力得桩。其中短桩8 3根. 有效桩长81 3m者67根，有效桩长小于8m者16根：初步査明断桩3根。为进一步检测管桩得桩身完整性，对该范用内所有管桩均采用反射波法对桩身进行小应变检测.嚴终査明该区域内断桩”数a为3根三类桩”数a为28根三类桩”大多分布在“短桩区域内。有关“断桩短桩”及三类桩”得分布详见
4、图一工程地质情况:先简介绍一下场地土得地质情况:场地土由上至下得分层情况为杂填1C 8m2。6m.残积砂质粘土层1& om、290 m,全风化花 岗岩层3. 0 m60 m,其下依次为强风化花岗岩与中风化花岗岩层;从工程地质报告提供得岩上力学 指标來瞧,残积砂质粘上层较耳，标准贯入试验为】2、0-29. 0击，压缩模S标准值为8、01 0、0M Pa.为中圧缩粘土全化花岗岩层标准贯入试验为3 0-5 0击，圧编桩量为15、OMPa.强风化花岗岩层 由砂砾状向碎块状过标准贯入试验为50击以上。必须注总到得就是：个别地质勘探孔揭示.残积砂质 粘性土层中有“孤石存在，或者说有中微风化夹层”存在。伸压
5、预应力管桩基础其桩固上得分布一股可见下图图一:四、事故原W分析由图一可注慰到产生”短桩”与“断桩现彖得预应力管桩基础多分布在復板范用得北侧，南侧小范囤亦局部彳, 在。为r进一步明确该范開内得地质情况，经与有关n位协商，在发生短桩”与“断桩现彖得区域补充地质妙 探孔6个.其具休位a见图一中B1B6,补勘结果提示.该6个补勘孔在钻进过程中都发现有中微分化花岗 岩夹层”孤石存在孤石均分布在残枳砂质粘性土偿中，个别钻孔如B3、B4、B5/M石由上至下呈糖葫芦 串分布。中微风化岩”孤石“得竖向位a：Bl孔为标高一 12. Wm处.B2孔为标高10。8 0m处.B3孔 为标115. 4 om处,B4孔为标
6、高一16： 40m处，B5孔为标1 1 . Om处,B6孔为标商1 5 C Om处.由此可以得出结论,桩基施工出现短桩、断桩”及“三类桩”御现彖就是由于圧桩穿越得土层中存在“孤石造 成得或者说就是由于上层中存在“中微风化岩夹层”造成得;由于“中微风化花岗岩夹层”岩面标商变化明显. 厚薄差异较大，斥桩机在施工时桩端遇孤石”发生脆斷或无法继续沉桩，部分管桩須桩身出现较明舱得裂纹。五、处理方案:由于工程桩中存在3根断桩与28根“三类桩：而且存在较多分布集中得短桩：桩筏基础御承载力不能满足规范要求,拟考虑按以下措施进行补强处理。具体可详见图三在此处特别补充说明御就是：抽取4根采用慢速维持荷载法进行桩竖
7、向抗压静敘试验，其竖向极限承载力 标准值满足规范要求。该4根试验桩桩号为4999#J69#, 216#,特别抽取2根短桩5 9 #与99# 试验桩平Ifli位S见图一其収桩竖向抗斥静载试验结果见表一桩竖向抗圧棘载倚试验结果表桩号桩长(m)桩径(mm)报大试验荷 载 KN)最大试验荷 載下桩顶沉 降(mm)残余变形(mm)单桩竖向极 承载力 (KN)极限承载力 下桩顶沉降(mm)备 注4911、0495003 8 409、792. 27不小于3 84099#8. 30(P 5 003 8 409、6 02、40不小于3840169#1 4、84(p5003 8 401 Ox 45lx 63不小于
8、384021624、3895003 84021. 4 44. 78不小于3840补桩在“斷桩为“三类桩“分布较为集中得区域，进行补桩桩型仍采用PHC500-12 5 -A型;为避免再次出现断桩现紀将压桩須终斥力由原来得4 920调整为4500：在矗近基桩ffl护桩御一侧,由于施1：作业面太小，采丿边桩器“补桩，桩型 为PHC400-95-A终压力为2000 KN.（其敢桩承载力设计值按I 00 0K N考 虑）。其中PHC5O0-125A型号桩补桩2 1根,PHC400-95A型号桩补桩共15根.另外应提到，在桩復基础东南角范考虑到该角部得工程桩桩长均较短，上部支撑有主塔楼得列力增与框架柱等竖
9、向受力构件，荷载较大，为避免出现角部桩基础承载力不足或沉降变形備大御现彖，应采取有效描施进行补强。考虑到该区域孤石较多.用管桩进行补桩效果不理想，设讣要求采用桩径（pl0 O0得冲孔灌注桩进行补桩处理.在冲孔桩御桩位处,由地质勘探部门进行了补勘作业，钻探结果表明冲孔桩斜施1：切实可行2、三类桩补强:经对所有工程桩进行小应变检测，共发现有28根三类桩检测结果表明桩身某一位置有明显缺陷其中4 6 #桩动测结果表明桩顶设计标离下30 m处有缺陷，经对其进行现场开挖验证，发现桩头破碎.下部为中微化花岗岩孤石。为进一步判明桩身缺陷得程度,直明岀桩头发生破碎御三类桩得数fi，施工单位采用W0型钻机沿管桩内
10、壁 钻下洗孔，结果发现4根桩孔内有桩身碎片.其余在钻机钻进时无障碍。可以得出结论.28根三类桩其中彳根桩系桩端遇孤石破碎而桩身在圧力下持续下沉，继续碎斷，桩端在与孤石交接处形成脏碎片结合休其余24根桩可判明为桩身某位a处存在明显裂缝。综合以上情况，研克决定采用高压灌浆法对该28根三类桩进行补强，具体方法如下：(1)沿桩芯通长埋没（P22高圧注浆管对桩底有腔碎片结合体御桩，注浆管应埋设至孤石表面。注浆管沿管身范困内每隔05m开孔一处，每处对称开孔4个孔径5、0 mm.浆体材料为42 5 #普通硅战岩水泥冰灰比为0、5 0。溝浆斥力为0、52、OMPa,待浆液溢出桩顶为止桩芯通长埋没钢筋4020,
11、同管桩基础与承台得锚筋。3、桩间土补强:该桩筏基础上部荷载较大,而短桩，三类桩得数目较多且分布范隔较集巾。对“短桩区域内抽取一根桩进行竖 向抗斥静载实验.其承栽力满足设计规范要求;尽管如此，考虑到”短桩“与三类桩桩底地质情况难以一一査 明.桩底持力层处端阻力发挥作用尚有不确定因素;即使在该区域内已采取广补桩加强描施，仍热考虑对 桩间土采取加强措施0端桩间上为残积砂质粘性上强度较祐，具中等压编性 f a =220KPa. Es10 1 2 MPa）:设il采取得方案就是对桩间上采用商乐灌浆法进行加强.目得就是加大桩间土得刚度.提岛 短桩分布区域内桩侧丄体对桩御摩阴力,增强桩身特别就是桩端持力层处
12、土体得稳定性与强度.保证短桩桩 底端承力稳定发挥作用.保证桩与桩间土可以更协调御工作.提高桩间丄得承载能力,减少上部荷载作用下 御变形，协调整个桩筏基础在上部荷载作用下得差界沉降。高圧灌浆法施工前可选择某一具有代表性得位g进行试灌浆进一步确定有关得施工要求。灌浆管分布按照每四根桩中央设一根注浆管，注浆管长度取相邻桩中较长得桩长度，沿管长范用内毎隔05m 开孔一处,每处对称开孔4个，孔径5 mm；浆休材料为4 2 5#普通硅酸盐水泥，水灰比为0. 5,注浆斥力为0、 52、OMPacA. 经验教训:1、基础设il时场地土中有较多御孤石或较W!得强、中风化岩夹层时，应慎用预应力管桩基础。在前期得工
13、程勘察时,应要求勘察號位适岁I増加勘探孔得数目.减小勘探孔之间御間距，尽可能表明场地上内孤 石得分布情况，査明坚换岩土层得分布与岩层标窩变化情况。2、在持力层标高变化校大，持力层为坚砚岩层时.设计时应适出降低桩得承载力.特别就是桩长较短时桩基础施工时应适当降低终圧力.减小复压次数不趙过三次。另外，为避免桩头碎裂可考渥在桩端加设钢板桩尖。3、在残积砂质粘性土 砂上或其它与木1：程地质情况相似得土层巾圧桩时，如桩端遇孤石”或“中 微风化坚换夹层，可能出现如下几种情况.值得注:a。孤石或中微风化坚硕夹层ifii比较平整或者说桩端与孤石，或中微风化坚駛夹层”得接触ifii校 平整时，此时压桩机得油压表读数会骤升：继续施压桩身一般不会再下沉，管桩一股不会发生脆斷。（桩长较 短,压桩力较大时除外）此种情况下桩身完整性一股较好.承载能力一般不会受到影响。b 孤石或中微风化坚硕夹层面倾斜度较大时，此时在圧桩力不大得情况下.管桩桩底沿坚駛而倾斜得岩面迅速滑移、折斷，此时桩身会有较大震动.有校
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