桩基事故处理方法在建筑施工中应用的探讨

　　摘要：文中作者就结合多年施工技术经验，重点对新增钢筋混凝土排架桥柱桩处理断桩和桩、承台和土相互作用处理桩基事故就桩基工程断桩事故的处理方法进行探讨。
　　关键词：桩基工程，事故，处理方法，应用
　　随着我国经济的迅猛发展，基本建设规模日益扩大，近十几年来，沿海地区的发展很快，高层林立，桩基工程应用广泛。然而，桩基工程属隐蔽工程，其质量受地质、水文、天气和施工技术的影响。虽然桩基的设计和施工技术都有一套较完整的规范，但质量的影响因素多，桩基工程质量难免会出现一些问题。工程质量出现问题后，常见的处理方法有以下几个方面：
　　（1）新增混凝土排架桥柱桩处理断桩。
　　（2）桩、承台和土相互作用处理桩基事故。
　　（3）接桩法：当成桩后桩顶标高不足，深度不大，开挖条件好时，可采用开挖接桩。挖出桩头，凿去松散层和混凝土浮浆，整理冲洗干净后，再灌注混凝土至设计标高。
　　（4）补桩法：断桩在深部，钻孔桩距大时，采用两条比原桩径小一级的桩径进行补桩，补桩深度至持力层。
　　（5）钻孔补强法：适用于桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散，强度不够，常用钻孔高压注浆法处理。
　　（6）修改设计：当试桩时，发现地质资料与原设计不符，而采用原设计成桩又有困难，应修改设计或改变桩型，以达到保证质量。
　　（7）上部结构卸荷：有些重大桩基事故处理有困难，处理时耗资巨大，只有采取削减建筑层数或用轻质材料代替原设计材料，以减轻上部结构荷载的方法。
　　1新增钢筋混凝土排架桥柱桩处理断桩
　　钻孔桩在灌注过程因暴雨等原因无法正常灌注、孔内严重塌方，导致导管无法拔出而形成断桩，原设计桩长又大，断桩深度在6mm以下，无法以开挖的形式进行补救，因此，处理这类断桩的方法是在垂直原排架方向新增两根钢筋混凝土排架桥柱桩，代替原混凝土断桩。
　　其施工方法是：原混凝土桩报废后，应用较好的土填塞原孔，填至离新增地下帽梁底1.5m处时，可放置一些废弃的混凝土，将其砸碎，并作夯实处理，以增强帽梁的承载能力，然后在垂直原排架方向再打入两根钢筋混凝土桥柱桩。
　　新增排架混凝土桥柱桩的入土深度H，根据原设计，按其所需的承载力Q（设计荷载）乘
　　以1.3~1.5系数(根据原钻孔桩报废段桩的摩擦力来考虑)，然后根据原计算方法，反推两根新混凝土桩的深度，但H的最小深度必须大于原断桩深度3mm以上，孔径D与原孔径相同"
　　s的大小主要取决于断桩的原因。若为塌方，可根据坍塌的程度和土质的好坏来确定，确定的原则是桩距越小越好。
　　新增排架的帽梁，其长度L=2s+D，断面尺寸和配筋根据实际荷载设计，帽梁应和桥柱桩和报废桩的料管连接在一起。
　　设计h应考虑承台的厚度和抗冲刷等综合因素，一般以承台的厚度加上1.0~1.5m为宜。
　　2桩、承台和土相互作用处理桩基事故
　　某中学教师住宅楼为6层砖混凝土结构，地下水位埋深1.5~1.7m，设计采用钻孔灌注桩基础方案，桩沿墙轴线单排布置，桩距1.5m，桩径300mm，桩端支承在地表下8m深处的中风化砂岩层上，按端承桩进行设计，单桩容许承载力为350kN。钻孔灌注桩施工完毕后检验时发现,由于施工出现严重失误，灌注桩全部未达到设计深度，桩端支承在粉砂或亚粘土层内，造成严重的质量事故。
　　2．1处理方案的确定
　　事故发生后，提出两个处理方案：
　　（1）加密布桩，使桩基础能完全承担6层住宅楼的全部载。
　　（2）在原桩基承台下增加毛石混凝土刚性条形基础，采用适当的构造措施，使灌注桩与承台
　　下的地基土共同工作，灌注桩承载力的不足部分由承台下的地基土分担。
　　根据施工单位的技术素质，桩加密后施工极其困难，工期也将延长，且经济损失严重。经过论证，这个方案未被接受。
　　灌注桩与承台下的地基土能否共同工作，现行的结构设计规范没有这方面的内容。多数学者认为：如果工程措施恰当，能保证在垂直荷载作用下，桩和承台下的地基土有相同的沉降值，则桩与承台下的地基土能够共同工作一起来承担基础传来的荷载。在这方面，国内有过成功的先例。采用桩与土共同工作的方案，既能保证建筑物的安全使用，又能按期完成施工任务，并将经济损失减小到最低限度，最后采纳了该方案。
　　2．2处理措施
　　要灌注桩与承台下的地基土共同工作，就要求桩与承台下的地基土有共同的沉降值。本工程的桩端支承在粉砂或亚粘土层内，属于以摩擦力为主的支承摩擦桩，摩阻力占桩容许荷载值的85%以上，当达到容荷载时，桩顶会有一定数值的下沉量。由于桩与承台均用混凝土浇筑并连接成一个整体，在垂直荷载作用下，桩和承台将产生相应的压缩而产生反力，也就分担了一部分垂直荷载。至于土分担荷载的数值，主要由承台的沉降值和承台底土层的性质来确定，其最大值可达总荷载的65%。该工程灌注桩单桩容许承载力为210kN(按JGJ4-80第2.3.4条计算。依据原设计图，桩沿墙轴线单排布置，桩距1.5m。若按墙轴线每米进行换算，则桩可提供140kN/m的承载力。6层住宅楼传至承台底面的最大荷载值210kN/m，故承台下的地基土应分担的荷载值为70kN/m。
　　根据工程地质勘察报告，地表下第二层褐黄色粘土用静力触探仪测得其容许承载力为100kN/m2，土层厚2~3m，可以作为基础持力层。基底所需的最小宽度应为0.7m考虑到桩与承台下的地基土共同工作还是一个新课题，资料不足，经验也不多，为确保建筑物安全，取基底宽度为1.3m，此时基底的土反力值为54kN/m2，占其容许承载力的54%。
　　为保证桩与承台下的地基土在垂直荷载作用下有相同的沉降值，这就要求基础要有足够的刚度。基础的刚度是桩与承台下的地基土共同工作的有力保证，若基础刚度不足，则基础的挠曲将破坏桩与承台下的地基土的同步沉降。该工程采用在原桩基承台下增设毛石混凝土刚性条形基础的处理方法，这种基础的刚度比单独加宽承台的刚度要大得多，且造价较低。由于所有基础上均有墙体，基础与墙体可结合成整体刚度较大的结构体系，从而可以认定基础工程是具有较大整体刚度的。每层楼均设置一道圈梁，以加强结构的整体刚度。
　　2．3技术经济效果
　　为验证处理方法的可靠性，进行了沉降观测，竣工后最大沉降值为12mm；最小沉降值为5mm；纵向最大沉降值差为6mm；横向大沉降值差为3mm纵向局部倾斜0.0012；横向局部倾斜0.0009，均小于规范规定的允许值0.002。观测结果说明，其沉降值、沉降差和局部倾斜均在规范允许范围内。
　　实践证明，只要工程措施恰当，桩与承台下的地基土是能够共同工作的，其经济效益非常显著。以该工程为例，在原桩基承台下增加毛石混凝土刚性条形基础的造价仅为桩方案的30%。如在基础设计的初期，即考虑到桩与承台下地基土能够共同工作这一有利因素，并据此进行设计，可节约大量投资。
　　3结束语
　　桩基工程质量事故的处理很多，不管采用何种方法，都必须根据事故的原因和现场的具体情况进行综合分析和研究，采取的处理方法都必须考虑建筑物的安全可靠、经济损失降至最低和技术的可行性"

《桩基事故处理方法在建筑施工中应用的探讨》

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