三类桩桩的处理

1、 高强预应力管桩基础断桩、缺陷桩事故处理 一、前言： 近年來，高强侦应力管桩因其竖向承载力较商，施工方便,匸期较短得持点，在许多新建岛层建筑得基础匸程 中应用较为广泛：同时，在工程实践X中也出现了一些问题。比较普遍得就是匸程桩出现短桩V析桩杯斜桩” 及三类桩等缺陷桩原因复杂;既有设讣方面考虑不周得伏I素.也有施匸讯位现场施匸得因素。再加上各 地区工程地质情况有较大差界，施匸队伍得作业水平良莠不齐、。出现此类情况后，事故得处理往往造成基础 工程造价増加匸期延长,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匸过程中出现得问 题为实例，通过补充勘察、现场取证.分析检测数据，结合结构汁算,揭

2、示了造成匸程爭故原伙I,提出J具体 得处理意见.希望与大家交流。 二、基础工程概况： 腹门市某在建L：程.地上部分为三十层商住楼,地下部分为平战结合得一层人防地下室。基础采用直径500 得得商强预应力管桩，其型号为PHC500- 1 2 5-A型，碗强度等级为C 80,桩身强度设il值为330 0 KN, 桩身允许施斥得斥桩力为5130 KN.本匸程管桩基础得桩端持力层为强风化花岗岩层单桩承載力设计值为 2400KN採用静压法施匚设计要求静压终压力为492 OKN.压桩结束前允许复压三次。 木文主要讨论该岛层建筑其塔楼范闌得基础情况 塔楼范用得基础型式为厚板桩筏基础，後板厚24 00屉强度等级

3、为C4 0 :设汁布貝管桩数虽共25 1根，桩 间距控制为1 8 00-2000根据工程地质勘察报告，该区域范圉内管桩得有效桩长约为1 7、0、230m管 桩施匸完毕后得统讣分析显示，有较笋得“短桩-断桩“现彖。木文中所谓得“短桩就是抬桩长与地质报告对 比严重不符，相差悬殊得桩。所谓得“断桩就是指圧桩时桩身折I析.失去承载能力得桩。其中短桩8 3根， 有效桩长81 3 m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，对该范砌内所有管桩均采用反射波法对桩身进行小应变检测.最终査明该区域内断桩”数址为3 根三类桩”数虽为28根三类桩”大多分布在“短桩区域内。

4、有关“断桩短桩”及“三类桩”得分布详见图一。 匚程地质情况: 先简做介绍一下场地上得地质情况: 场地上由上至下得分层情况为朵填丄层1。8m-2o 6m残积砂质粘土层1 从工程地质报告提供得岩土力学 指标來瞧，残积砂质粘土层较厚，标准贯入试验为】2、0-29. 0击，圧缩模虽标准值为8、01 0、0M Pa,为中压缩粘上，全化花岗岩层标准贯入试验为3 0-5 0击，乐缩桩虽为15. OMPa,强风化花岗岩层 由砂砾状向碎块状过渡，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.残枳砂质 粘性土层中有“孤石存在，或者说有中微风化夹层”存在。 静压预应力管桩基础其桩固土得分布一般可见

5、下图图二： 四、爭故原因分析 由图一可注慰到产生“短桩”与“I析桩”现彖得预应力管桩基础多分布在筏板范困得北侧，南侧小范圉亦局部存 在。为了进一步明确该范囤内得地质情况，经与有关収位协商，在发生“短桩”与“断桩现彖得区域补充地质妙 探孔6个.其具体位宜见图一中B仆B6,补勘结果提示，该6个补期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“均分布在残积砂质粘性丄层中，个别钻孔如B3、B4、B5；孤石”由上至下呈糖葫芦 串分布。中微风化岩孤石”得竖向位S：B1孔为标-12. 10m处.B2孔为标乔1 0。80m处，B3孔 为标祐一15。彳0m处,B孔为标岛一16。40m处，B5孔为

6、标frfj1 1Om处,B6孔为标商5。Om处。 由此可以得出结论,桩基施匸出现短桩J 断桩”及“三类桩”得现彖就是由于压桩穿越得上层中存在“孤石造 成得.或者说就是由于土层中存在“中微风化岩夹层造成得;由于冲微风化花岗岩夹层”岩面标岛变化明显. 厚薄差异较大，压桩机在施匸时桩端遇孤石”发生脆断或无法继续沉桩.部分管桩得桩身出现较明显得裂纹。 五、 处理方案： 由于工程桩中存在3根断桩与28根“三类桩：而且存在较女分布集中得短桩；桩筏基础得承载力不能满足 规范婆求,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得就是：抽取4根桩采用慢速维持荷裁法进行桩竖向抗压静敎试验，其竖

7、向极限承载力 标准值满足规范要求该4根试验桩桩号为49#, 99#,169#, 21 6#,特别抽取2根“短桩u49#与99# 试验桩平血位宜见图一.其収桩竖向抗压静载试验结果见表一. 单桩竖向抗压静戦荷试验结果 表一 桩号 桩长 (m) 桩径 (m) 报大试验荷 载(KN) 最大试脸荷 载下桩顶沉 降(mm) 残余 变形 (nun) 讥桩竖向极 限承载力 (KN) 极限承载力 下桩顶沉降 (m) 备 注 49 1 1、 04 (p500 340 9、79 2、2 7 不小于3 8 40 99# 8、30 (p 5 00 3 8 40 9、60 2、40 不小于3840 169# 1 4、 8

8、 4 (p500 340 1 Ox 45 1x6 3 不小于3840 216 24、 38 (p500 3 840 21 4 4 4、7 8 不小于3840 仁补桩 在“断桩”与“三类桩”分布较为集中斜区域，进行补桩桩型仍采用PHC500-12 5 -A型;为避免再次出现断桩现 彖，将压桩得终压力由原來得4 920调整为4500：在靠近基桩用I护桩得一侧，由于施丄作业面太小.采用“边 桩器”补桩，桩型 为PHC400-95-A型.终压力为2000KN：(其也桩承載力设计值按1 0 OOK N考 虑)。其中PHC50 0-125-A型号桩补桩2 1根,PHC40095-A型号桩补桩共15根。 另

9、外应提到，在桩筏基础东南角范用.考农到该角部得匸程桩桩长均较短，上部支摻有主塔楼得剪力墙与框 架柱等竖向受力构件.荷载较大，为避免出现角部桩基础承载力不足或沉降变形偏大得现彖应采取有效描 施进行补强。考虑到该区域孤石较笋，用管桩进行补桩效果不理想，设汁要求采用桩径(P 1 000得冲孔灌 注桩进行补桩处理.在冲孔桩得桩位处,由地质勘探部门进行了补妙作业，钻探结果表明冲孔桩得施丄切实 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迓有明显缺陷其中4 6 # 桩动测结果表明桩顶设计标高下3. 0 m处有缺陷，经对其进行现场开挖验证，发现桩头碗破碎

10、.下部为中微 化花岗岩孤石。 为进一步判明桩身缺陷得程度，查明出桩头发生破碎得三类桩得数量，施匸爪位采用100型钻机沿管桩内壁 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4根桩系桩端遇孤石破碎而桩身在压力下持续下沉，继续碎断，桩端在与 孤石交接处形成碗碎片结合体其余24根桩可判明为桩身某位亘处存在明显裂缝。综合以上情况，研究决定 采用商压灌浆法对该28根“三类桩进行补强，具体方法如下： (1)沿桩芯通长埋没(P22商压注浆管.对桩底有赃碎片结合体得桩，注浆管应埋设至孤石表面。 注浆管沿管身范困内每隔0.5m开孔一处,每处对称开孔4个，孔径

11、5、Oflimo (2)浆体材料为42 5 #普通硅酸岩水泥，水灰比为0、5 0。 (3)灌浆压力为0. 52、OMPa,待浆液溢出桩顶为止。 (4 )桩芯通长埋没钢筋4(p20,同管桩基础与承台得锚筋。 3、桩间土补强： 该桩筏基础上部荷載较大,而短桩，三类桩得数目较多且分布范嗣较集中。对短桩”区域内抽取一根桩进行竖 向抗压静载实验，其承载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次I素;即使在该区域内已采取厂补桩”加强措施，仍然考虑对 桩间上采取加强措施端桩间土为残枳砂质粘性土.强度较高，具中等斥缩性.(fa=220

12、KPa. Es=10 1 2 MPa):设讣采取得方案就是对桩间上采用商压港浆法进行加强.目得就是加大桩间上得刚度，提岛 短桩分布区域内桩侧丄体对桩得摩阻力,增强桩身持别就是桩端持力层处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得工作.提扁桩间丄得承載能力,减少上部荷載作用下 得变形，协调整个桩筏基础在上部荷载作用下得差异沉降。 髙压灌浆法施匸前可选择某一具有代表性得位豐进行试灌浆.进一步确定有关得施工耍求。 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，沿管长范用内每隔0.5m 开孔一处,每处对称开孔4个.孔径5 mm；浆体材料

13、为4 2 5#普通硅酸盐水泥冰灰比为0、5，注浆斥力为0、 5 2、OMPa. 经验教训: 1、基础设讣时场地土中有较女得孤石或较啖得强、中风化岩夹层时，应慎用预应力管桩基础。在前 期得匸程勘察时，应要求勘察的位适半増加妙探孔得数目.减小勘探孔之间得間距，尽可能表明场地丄内孤 石得分布情况，査明坚换岩土层得分布与岩层标高变化情况。 2、在持力层标商变化较大，持力层为坚硕岩层时.设让时应适为降低桩得承戦力，特别就是桩长较 短时桩基础施工时应适、勺降低终斥力.减小复压次数不超过三次。另外，为避免桩头碎裂.可考虑在桩端加 设钢板桩尖。 3 .在残积砂质粘性上砂上或其它与木工程地质情况相似得土层中圧桩时，如桩端遇“孤石”或“中 微风化坚锁夹层,可能出现如下几种情况，值得注意： aQ孤石域冲微风化坚硕夹层Wi比较平整或者说桩端与孤石域“中微风化坚便夹层”得接触何较 平整时批时压桩机得汕压表读数会囑升継续施斥桩身-般不会再下沉，管桩一般不会发生脆断C （桩长较 短,压桩力较大时除外）此种情况下桩身完整性一般较好.承载能力一般不会受到影响。 b. 孤石或冲微风化坚硬夹层呃倾斜度较大时，此时在斥桩力不大得情况下.管桩桩底沿坚硬而倾 斜得岩面迅速滑移.折断，此时桩身会有较大震动，有较大得“界响：